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TP 18: Bodenfunktionen (Dekomposition, Diversität, Pathogensubpression)

Wärmere Winter können zu steigenden Streuabbau- und Mineralisationsraten führen, da bodenmikrobiologische Prozesse länger und möglicherweise in höheren Raten ablaufen. Solche Veränderungen beeinflussen die Pflanzenernährung, die Nährstoffausträge aus dem Boden und die Kohlenstoffspeicherung im Boden und auch  bodenbürtige Krankheitserreger.

In Labor-Inkubations- und Freilandversuchen werden innerhalb dieses Teilprojektes unter anderem folgende Fragestellungen untersucht:

  1. In welchem Ausmaß fördern steigende Wintertemperaturen die mikrobielle Mineralisation von pflanzenbürtigem Kohlenstoff?
  2. Sind die Mineralisation bzw. die Inkorporation von streubürtigem C und N  in die mikrobielle Biomasse abhängig von der Häufigkeit von Frost-Tau Ereignissen?
  3. In welchem Ausmaß wirken sich Frost-Tau Ereignisse im Boden suppressiv auf den Besatz von Ernteresiduen mit pflanzenpathogenen Mikroorganismen aus?

In den bisherigen Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass bei konstant milder Temperatur (+4 °C) höhere C-Mineralisationsraten als bei Klimaverläufen mit andauerndem Frost (-3 °C) auftreten und der streubürtige Kohlenstoff in deutlich höheren Raten veratmet wird. Frost-Tau Zyklen führen gegenüber permanentem Frost ebenfalls zu einer höheren C-Mineralisation. Hier scheint die Forstdauer, nicht aber die Häufigkeit von Frost-Tau-Ereignissen wichtig zu sein. Weiterhin zeigte sich, dass durch Frost-Tau Ereignisse der Aufbau mikrobieller Biomasse nach Zugabe von Streu gefördert wird. Die mikrobielle Nutzung von streubürtigem Kohlenstoff und Stickstoff war hier gegenüber der Dauerfrostbehandlung deutlich erhöht. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass sowohl mildere Winter als auch häufigere Frost-Tau-Ereignisse zu einer stärkeren C- und N-Verarmung im Boden führen können.

Abb.1: Freilandversuch zur Untersuchung der klima- bzw. bodenabhängigen Nutzung von Ernteresiduen durch Mikroorganismen in Neu-Eichenberg ( links, 04.01.2011, mit Schnee) und Deppoldshausen (rechts, 10.01.2011, ohne Schnee).

Antragsteller:

Prof. Dr. R.G. Jörgensen, Universität Kassel, Fachbereich Ökologische Agrarwissenschaften, Fachgebiet Bodenbiologie und Pflanzenernährung

Bodenbiologie und Pflanzenernährung/Uni. Kassel

Dr. Martin Potthoff, Forschungs- und Studienzentrum Landwirtschaft und Umwelt, Georg-August-Universität Göttingen

Bearbeitung: M.Sc. Biol. Stefan Lukas