Effects of elevated CO2 concentrations on carbon turnover in crop rotations studied in a Chinese and a German free air carbon dioxide enrichment (FACE) approach

• Applicant: Professor Dr. Hans-Joachim Weigel
• Subject Area: Soil Sciences
• Term: from 2004 to 2009
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5428558

Die Böden der Welt sind die größten terrestrischen Kohlenstoffspeicher. Die rasch zunehmende CO2-Konzentration in der Atmosphäre wird die ober- und unterirdische Biomasseproduktion von Pflanzen stimulieren. Insbesondere in Agrarökosystemen sind bislang Rückkoppelungswirkungen des CO2-Anstieges auf den Corg-Gehalt in Böden bzw. auf die Bindung und Freisetzung von CO2 und damit auf den atmosphärischen CO2-Gehalt noch nicht ausreichend abschätzbar. Eine entscheidende Rolle spielt dabei der mikrobielle Umsatz des C in Böden. Diskutiert wird sowohl eine mögliche Beschleunigung des C- bzw. CO2-Umsatzes durch den vermehrten Anfall leicht verfügbarer C-Verbindungen im Boden, als auch eine Reduktion der Mineralisierungsdaten, die aus einem verzögerten Abbau von Pflanzenresten mit einem durch die CO2-Erhöhung verursachten größeren C:N-Verhältnis resuliert. Freiland-CO2-Anreicherungsversuche in ackerbaulich genutzten Systemen unter Verwendung der sog. Free Air Carbon Dioxide Enrichment (FACE) Technik existieren z.Z. nur in China und in Deutschland. Das vorliegende Projekt wird diese einzigartigen Versuchsansätze der beiden Projektpartner nutzen und die Wirkungen erhöhter CO2-Konzentrationen auf die ober- und unterirdische Biomassebildung der Fruchtfolgeglieder, auf die in situ Bodenatmung, auf den mikrobiellen Biomassegehalt der Böden einschließlich des respiratorischen Quotienten der mikrobiellen Biomasse sowie auf die Mineralisierungsraten von Pflanzenresten untersuchen. Gleichzeitig wird der Einfluss einer unterschiedlichen Stickstoff-Düngung überprüft. Das Projekt dient neben einem Methodenvergleich der Bewertung des Einflusses von unterschiedlichen Bodeneigenschaften und Klimaverhältnissen auf die CO2-Wirkung. Die experimenellen Daten sollen zur Verbesserung eines Modells zur Beschreibung des C- und N-Umsatzes in Böden beitragen.

• DFG Programme: Research Grants
• International Connection: China
• Participating Persons: Dr. Rainer Martens; Dr. Andreas Pacholski; Professor Dr. Jianguo Zhu