Neues DFG-Projekt eingeworben

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BLF

Quantifizierung von Oberflächeneigenschaften für Bt-Horizonte

Einfluss von Bodenstrukturen auf Stoffverlagerung und Stoffumsatz in Unterböden

In Böden existiert ein komplexes Netzwerk aus Regenwurmgängen, Wurzelbahnen, Schrumpfungsrissen und Aggregat-Zwischenräumen. In diesen sogenannten „Makroporen“ werden Niederschlagswasser und darin transportierte Stoffe sehr schnell und in großen Mengen in tiefe Bodenhorizonte verlagert. Dadurch werden wesentliche Bodenfunktionen, z.B. die Filterung von Schadstoffen, umgangen. Auch feine Bodenbestandteile und organischer Substanz werden durch den sogenannten präferenziellen Fluss aus den oberen Bodenhorizonten in die Unterböden verlagert und reichern sich dort auf den Oberflächen der Makroporen an. Die Zusammensetzung dieser Überzüge bestimmt wesentliche physikalische, chemische und mikrobiologische Eigenschaften der Makroporen-Oberflächen. So wird durch bestimmte Bestandteile organischer Substanz die Benetzbarkeit von Oberflächen herabgesetzt. Andere Bestandteile hingegen steigern die Sorptionsfähigkeit während präferenzieller Fließereignisse. Auch die Fixierung und Umsetzung organischer Substanz und damit die Freisetzung Kohlenstoff (z.B. in Form von CO²) wird durch diese Eigenschaften bestimmt. Makroporen stellen also ‚hot spots‘ für Umsetzungsprozesse in Böden dar.

Aufbauend auf einem dreijährigen Vorläuferprojekt (DFG, eigene Stelle) hat Dr. Martin Leue nun für die Dauer von 2 Jahren ein weiteres DFG-Projekt eingeworben. In diesem sollen einerseits die mikrobiologischen Eigenschaften von Makroporen-Oberflächen aufgeklärt, andererseits eine Methodik zur quantitativen Übertragung der Ergebnisse auf ganze Bodenhorizonte erarbeitet werden. Die Verteilung von organischer Bodensubstanz als auch von Mikroorganismen, die an deren Abbau auf Makroporen-Oberflächen beteiligt sind, wird mit Hilfe von Fluoreszenz-Verfahren und DRIFT Spektroskopie in Zusammenarbeit mit dem Institut für Landschaftsbiogeochemie (LBG) analysiert (Dr. S. Wirth). Die Quantifizierung von Makroporen mittels Computer-Tomographie (CT) erfolgt in enger Kooperation mit Prof. Dr. Peth (Universität Kassel) und Prof. Dr. Kodesova (Universität für Lebenswissenschaften, Prag). Ein Fernziel dieser Forschungsrichtung ist es, die physikalischen, chemischen und mikrobiologischen Effekte von Makroporen-Oberflächen auf Stoffverlagerung (präferenzieller Fluss) und Stoffumsetzungsprozesse (z.B. CO²-Freisetzung) in Unterböden abzuschätzen.