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idTitel_deuTitel_engProjekt_StartProjekt_EndeProjektstatusProjektstatus_enZALF_InstituteZALF_Institute_enIdxiZALF_PersonenIdxpLabelDetailsHomepageStartjahrSuchfeldZielsetzung_deuZielsetzung_engZALF_Institute_htmlZALF_Istitute_ENG_htmlZALF_Personen_htmlProjektleiterProjekt_Leiter_htmlProgrammbereich_htmlProgrammbereich_eng_htmlIdx_ProgrambereichProjektpartner_htmlIdx_ProjektpartnerFoerderer_htmlSchlagworteProjekttraegerProjekttraeger_htmlProjektmitarbeiter_extern_htmlProjektstatus_SortProjektstatus_en_SortAnlagenBereiche_ZALF_deBereiche_ZALF_en
2243Einfluss der Erosion auf Stickstoffumsatz und Speicherung im Boden (ErosioN)Erosion Impact on Nitrogen Turnover and Retention in Soil (ErosioN)01/07/2022 00:00:0030/06/2025 00:00:00laufendcurrentProgrammbereich 1 „Landschaftsprozesse“Research Area 1 „Landscape Functioning“x3x12xHolz, Mairex2399x<div class='ntm_PB1'>PB1</div>  2022 Einfluss der Erosion auf Stickstoffumsatz und Speicherung im Boden (ErosioN) Erosion Impact on Nitrogen Turnover and Retention in Soil (ErosioN) Programmbereich 1 „Landschaftsprozesse“ Holz, Maire Drittmittel Research Area 1 „Landscape Functioning“ current laufend <div class="ExternalClassF38A04C675A349E4869C67584E4369C5"><p>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.</p><p>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.</p><p>Das Arbeitsprogramm umfasst drei Experimente von unterschiedlicher Komplexität. Zur Differenzierung der Brutto-N-Transformationsprozesse im Boden werden <sup>15</sup>N Markierungstechniken angewendet und durch die Anwendung des neusten <sup>15</sup>N-Modells (Ntrace) sowie durch die Berechnung von N Bilanzen unterstützt. WP1 beinhaltet ein <sup>15</sup>N-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-<em>Hordeum vulgare</em> L.) untersucht. WP3 soll die Auswirkung der Erosion auf die N-Speicherung im Boden untersuchen. Wir werden testen, wie sich mit <sup>14</sup>C 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.</p><p>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.</p></div> <div class="ExternalClassB3A587FD286B49209C01F2FFD1574E94"><p>Soil erosion has a major influence on the nitrogen (N) distribution and N turnover in soils, yet, there has been little research that holistically studied erosion induced changes in N turnover.</p><p>I​n this project, we aim to elucidate the impact of soil erosion on soil-plant mediated N turnover, focusing on changes in the mineralisation-immobilisation-turnover. We hypothesize that mineralization-immobilization-turnover in erosion-affected soils is mainly controlled by (i) soil organic matter (SOM) and N availability, (ii) plant presence and (iii) the presence of free mineral surfaces for development of mineral-associated organic matter (MAOM). Gross mineralization and immobilization will likely be reduced in eroded soils due to reduced SOM and N contents caused by topsoil removal. In contrast, those fluxes will be increased and shifted towards net mineralization in depositional with high SOM and N contents due to topsoil accumulation. Eroding soils are expected to exhibit high SOM and N storage capacities due to topsoil removal. They are hypothesized to be characterized by net immobilization because of the large amount of free mineral surfaces. This process is expected to lead to a net increase of soil N<sub> </sub>stocks in eroded soils.</p><p>The working program comprises three experiments with different degrees of complexity to study the effect of soil erosion on N turnover. <sup>15</sup>N balance approaches and tracing techniques will be complemented by the application of the most recent <sup>15</sup>N model (Ntrace) to differentiate gross N transformation processes in soil. In order to gain an initial understanding of soil erosion status on N turnover, an in situ <sup>15</sup>N tracing experiment will be conducted in the field (WP1) comparing different slope positions and two sites in northern Germany. In contrast, WP2 and WP3 will focus on improving our process based understanding of short-term changes of different N pools with erosion and will be conducted as microcosm experiments under controlled conditions. In WP2, N turnover will be assessed by <sup>15</sup>N tracing using soils representing non-eroded, weakly eroded, and strongly eroded states and considering the effect of crop presence (Barley-<em>Hordeum vulgare</em> L.) on N turnover. WP3 aims to assess the effect of soil erosion on N retention in soil. We will examine how freshly incoming SOM labelled with <sup>14</sup>C affects MAOM-N in topsoils and whether this material is allocated to and sequestered in deeper soil layers after being displaced from minerals in the topsoil.</p><p>Combining isotopic labelling techniques in the field and under controlled conditions will allow us not only to assess the effect of erosion on N mineralization-immobilization-turnover, but also to quantify the influence of soil erosion on N retention in soil. The project will provide quantitative data on simultaneously occurring N turnover processes from different soil N pools of erosion-affected soils. These data will allow for adaptation of N management strategies in erosion affected soils.</p></div> ErosioN <div class="ExternalClass543700B5-3C1B-4213-A395-C216C777943D"></div> <div class="ExternalClassA3880263-9A64-49F7-BAA2-C18A405D8D93"></div> <div class="ExternalClass67821D2F-2140-4FC0-8E35-FC452F44A437"><ul><li>DFG-Projekte im Normalverfahren</li></ul></div> <div class="ExternalClass23B70EE0-C926-40BE-AFB6-29040981B2A8"></div> <div class="ExternalClass095C6F00-FEF9-476C-98CF-647D0ADB804D"><ul><li>Buchen-Tschiskale, Caroline, Dr.</li></ul></div><div class="ExternalClassF38A04C675A349E4869C67584E4369C5"><p>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.</p><p>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.</p><p>Das Arbeitsprogramm umfasst drei Experimente von unterschiedlicher Komplexität. Zur Differenzierung der Brutto-N-Transformationsprozesse im Boden werden <sup>15</sup>N Markierungstechniken angewendet und durch die Anwendung des neusten <sup>15</sup>N-Modells (Ntrace) sowie durch die Berechnung von N Bilanzen unterstützt. WP1 beinhaltet ein <sup>15</sup>N-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-<em>Hordeum vulgare</em> L.) untersucht. WP3 soll die Auswirkung der Erosion auf die N-Speicherung im Boden untersuchen. Wir werden testen, wie sich mit <sup>14</sup>C 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.</p><p>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.</p></div><div class="ExternalClassB3A587FD286B49209C01F2FFD1574E94"><p>Soil erosion has a major influence on the nitrogen (N) distribution and N turnover in soils, yet, there has been little research that holistically studied erosion induced changes in N turnover.</p><p>I​n this project, we aim to elucidate the impact of soil erosion on soil-plant mediated N turnover, focusing on changes in the mineralisation-immobilisation-turnover. We hypothesize that mineralization-immobilization-turnover in erosion-affected soils is mainly controlled by (i) soil organic matter (SOM) and N availability, (ii) plant presence and (iii) the presence of free mineral surfaces for development of mineral-associated organic matter (MAOM). Gross mineralization and immobilization will likely be reduced in eroded soils due to reduced SOM and N contents caused by topsoil removal. In contrast, those fluxes will be increased and shifted towards net mineralization in depositional with high SOM and N contents due to topsoil accumulation. Eroding soils are expected to exhibit high SOM and N storage capacities due to topsoil removal. They are hypothesized to be characterized by net immobilization because of the large amount of free mineral surfaces. This process is expected to lead to a net increase of soil N<sub> </sub>stocks in eroded soils.</p><p>The working program comprises three experiments with different degrees of complexity to study the effect of soil erosion on N turnover. <sup>15</sup>N balance approaches and tracing techniques will be complemented by the application of the most recent <sup>15</sup>N model (Ntrace) to differentiate gross N transformation processes in soil. In order to gain an initial understanding of soil erosion status on N turnover, an in situ <sup>15</sup>N tracing experiment will be conducted in the field (WP1) comparing different slope positions and two sites in northern Germany. In contrast, WP2 and WP3 will focus on improving our process based understanding of short-term changes of different N pools with erosion and will be conducted as microcosm experiments under controlled conditions. In WP2, N turnover will be assessed by <sup>15</sup>N tracing using soils representing non-eroded, weakly eroded, and strongly eroded states and considering the effect of crop presence (Barley-<em>Hordeum vulgare</em> L.) on N turnover. WP3 aims to assess the effect of soil erosion on N retention in soil. We will examine how freshly incoming SOM labelled with <sup>14</sup>C affects MAOM-N in topsoils and whether this material is allocated to and sequestered in deeper soil layers after being displaced from minerals in the topsoil.</p><p>Combining isotopic labelling techniques in the field and under controlled conditions will allow us not only to assess the effect of erosion on N mineralization-immobilization-turnover, but also to quantify the influence of soil erosion on N retention in soil. The project will provide quantitative data on simultaneously occurring N turnover processes from different soil N pools of erosion-affected soils. These data will allow for adaptation of N management strategies in erosion affected soils.</p></div>  <div class="ExternalClass9A053632-9F7C-491A-81F7-07ADFFD86AB9">Dr. Maire Holz</div>Holz, Maire<div class="ExternalClass1B2EBF7C-9914-4DC8-8F11-706830577C9D">Dr. Maire Holz</a></div>     <div class="ExternalClass67821D2F-2140-4FC0-8E35-FC452F44A437"><ul><li>DFG-Projekte im Normalverfahren</li></ul></div>   <div class="ExternalClass095C6F00-FEF9-476C-98CF-647D0ADB804D"><ul><li>Buchen-Tschiskale, Caroline, Dr.</li></ul></div>22 <div class="ExternalClass1B504895-F182-4C64-AE0F-FB950034FF84"><ul><li>Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse</li></ul></div><div class="ExternalClass0BD7BF10-9BCD-476E-A264-54ABB79DA04B"><ul><li>Isotope Biogeochemistry & Gas Fluxes</li></ul></div>
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