Quantifizierung der in situ Stickstoff-Transformationsraten (Mineralisation, Immobilisation und Nitrifikation) in Grünlandboden und deren Auswirkungen auf die N2O Freisetzungen

• Applicant: Professor Dr. Christoph Müller
• Subject Area: Soil Sciences
• Term: from 1998 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5124792

Zur Differenzierung der verschiedenen N2O-Produktions- und Freisetzungsprozesse in einem Grünland wurden Labor- und Felduntersuchungen mit 15N (Nitrat, Ammonium oder beide markiert) durchgeführt. Die bisherigen Arbeiten haben gezeigt, daß es mit Hilfe von 15N-Markierungsmethoden möglich ist, die wichtigsten N-Transformationsraten (Mineralisation, Nitrifikation) nachzuvollziehen und zu modellieren (siehe Bericht Ot 41/27-1). Die angewandte neuartige Methode basiert auf der Messung der Markierung in verschiedenen N-Pools im Boden und im N2O, nachdem gleichzeitig der Ammonium-, der Nitrat- bzw. beide Pools mit hoch angereichertem 15N markiert wurden. Diese Methode erlaubt es, in situ prozessspezifische N2O-Freisetzungen nachzuweisen. Mit einer Gassonden-Technik konnten darüber hinaus die N2OFreisetzungen mit dem im Boden enstandenen N2O Konzentrationsprofil in Zusammenhang gebracht werden. Die Messungen von 15N2O im Bodenluftprofil (0-50 cm) zeigten, daß kurz nach Düngerapplikation a) die Hauptproduktionstiefe für N2O bei 15 cm lag und b) eine rasche Verlagerung von Nitrat und/oder eine N2OVerlagerung durch Diffusion oder Transport gelöst im Bodenwasser stattfand. Die umfangreichen 15N-Analysen wurden aufgrund einer Zusammenarbeit mit Herrn Dr. R.J. Stevens (Institut for Agriculture and Environmental Science, University of Belfast, Northern Ireland) ermöglicht. In der Fortführung soll ein Feldversuch durchgeführt werden, in dem die oben beschriebene Markierungstechnik angewendet wird, um die N-Transformations- und die N2O-Produktionsprozesse im vertikalen Bodenprofil zu quantifizieren, um diese mit N2O-Emissionen an der Bodenoberfläche in Verbindung zu bringen. Die Quantifizierung der einzelnen N-Transformations- sowie N2O Produktionsprozesse erfolgt mit Hilfe eigens dafür entwickelter Analysemodelle. Der Vorteil solcher Modelle besteht darin, daß die Transformationsvorgänge prozessorientiert und simultan quantifiziert werden können. Durch diese Forschungsarbeiten sollten die Hauptziele im ursprünglichen Antrag erreicht und durch Publikationen wesentlicher Erkenntnisse der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden.

• DFG Programme: Research Grants