Einfluss der Erosion auf Stickstoffumsatz und Speicherung im Boden (ErosioN)

• Antragstellerinnen: Dr. Caroline Buchen-Tschiskale; Dr. Maire Holz, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 468948545

Obwohl Bodenerosion einen großen Einfluss auf die N-Verteilung und den N-Umsatz in Böden hat, gibt es bisher kaum Forschung, die die durch Erosion verursachten Änderungen im N Umsatz ganzheitlich untersucht.In diesem Projekt sollen die Auswirkungen der Erosion auf den N-Umsatz im Boden untersucht werden. Der Fokus wird hierbei auf Änderungen im Mineralisierungs-Immobilisations-Umsatz liegen. Es wird vermutet, dass der Mineralisierungs-Immobilisierungs-Umsatz in erodierten Böden hauptsächlich durch (i) die organische Bodensubstanz (SOM) und die N-Verfügbarkeit, (ii) das Vorhandensein von Pflanzen und (iii) das Vorhandensein von freien Mineraloberflächen für die Entwicklung von Organo-Mineral-Komplexen (MAOM) gesteuert wird. Die Brutto-Mineralisierung und Immobilisierung wird in erodierten Böden vermutlich aufgrund des durch die Entfernung des Oberbodens verursachten verringerten Gehalts an SOM und N verringert. In Depositionsflächen mit hohen Gehalten an N und SOM werden diese Flüsse vermutlich erhöht und in Richtung einer Netto-Mineralisierung verschoben. Es wird erwartet, dass erodierte Böden aufgrund der Entfernung von Oberboden hohe Speicherfähigkeiten für SOM und N aufweisen. Die große Menge an ungesättigten Mineraloberflächen führt wahrscheinlich zu einer Netto-Immobilisierung, und folglich zu einem Nettoanstieg der N Vorräte in erodierten Böden.Das Arbeitsprogramm umfasst drei Experimente von unterschiedlicher Komplexität. Zur Differenzierung der Brutto-N-Transformationsprozesse im Boden werden 15N Markierungstechniken angewendet und durch die Anwendung des neusten 15N-Modells (Ntrace) sowie durch die Berechnung von N Bilanzen unterstützt. WP1 beinhaltet ein 15N-Tracerexperiment (WP1) in verschiedenen Hanglagen auf 2 Standorten in Norddeutschland. WP2 und WP3 konzentrieren sich auf die Verbesserung unseres prozessbasierten Verständnisses von Änderungen im N-Umsatz durch Erosion und werden unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. In WP2 wird der N-Umsatz von nicht erodierten, mäßig erodierten und stark erodierten Bodenzuständen unter Berücksichtigung des Vorkommens von Kulturpflanzen (Barley - Hordeum vulgare L.) untersucht. WP3 soll die Auswirkung der Erosion auf die N-Speicherung im Boden untersuchen. Wir werden testen, wie sich mit 14C markierter, frischer SOM auf MAOM-N in Oberböden auswirkt und ob dieses Material nach Desorption von Mineralien im Oberboden in tiefere Bodenschichten verlagert, und dort gebunden wird.Durch die Kombination von Isotopenmarkierungstechniken im Feld und unter kontrollierten Bedingungen können wir nicht nur die Auswirkung der Erosion auf den N-Mineralisierungs-Immobilisierungs-Umsatz untersuchen, sondern auch den Einfluss der Bodenerosion auf die N-Sequestrierung im Boden quantifizieren. Das Projekt wird quantitative Daten zu N-Umsatzprozessen aus verschiedenen Boden-N-Pools erosionsbetroffener Böden liefern und damit die Anpassung von N-Managementstrategien ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen