In this project, we will investigate the spatial heterogeneity of soil phosphorus (concentration of total P, P speciation) in soils with different P status with modern analytical (synchrotron-based X-ray spectroscopy and spectromicroscopy) and geostatistical methods at different scales (soil aggregates: (sub)micron to mm scale; particular regions of soil profiles (e.g. root channels, surrounding of stones): mm to dm scale; entire soil profiles: dm to m scale; selected patches of the forest stand: m to 5m scale). We expect that our results will provide new insights about spatial heterogeneity patterns of soil P concentration and P speciation in forest soils and their relevance for P availability and P nutritional status of Norway spruce and European beech.
Comprehension of belowground competition between plant species is a central part in understanding the complex interactions in intercropped agricultural systems, between crops and weeds as well as in natural ecosystems. So far, no simple and rapid method for species discrimination of roots in the soil exists. We will be developing a method for root discrimination of various species based on Fourier Transform Infrared (FTIR)-Attenuated Total Reflexion (ATR) Spectroscopy and expanding its application to the field. The absorbance patterns of FTIR-ATR spectra represent the chemical sample composition like an individual fingerprint. By means of multivariate methods, spectra will be grouped according to spectral and chemical similarity in order to achieve species discrimination. We will investigate pea and oat roots as well as maize and barnyard grass roots using various cultivars/proveniences grown in the greenhouse. Pea and oat are recommendable species for intercropping to achieve superior grain and protein yields in an environmentally sustainable manner. To evaluate the effects of intercropping on root distribution in the field, root segments will be measured directly at the soil profile wall using a mobile FTIR spectrometer. By extracting the main root compounds (lipids, proteins, carbohydrates) and recording their FTIR-ATR spectra as references, we will elucidate the chemical basis of species-specific differences.
Das Wissen über die Menge, Zusammensetzung und Umsetzung der organischen Substanz in Böden der gemäßigten Breiten beschränkt sich bis auf wenige Ausnahmen auf die Oberböden (A-Horizonte und Auflagen). Hier finden sich die höchsten Konzentrationen der organischen Substanz. Jüngere Inventurarbeiten haben nun gezeigt, dass auch im Unterboden (B- und Cv-Horizonte) beträchtliche Mengen an organischer Substanz, allerdings in niedrigen Konzentrationen vorliegen. Ziel des geplanten Vorhabens ist es, (1) die Menge der organischen Substanz im Unterboden zu erfassen, (2) ihre Zusammensetzung und Herkunft zu bestimmen und (3) ihre Umsetzbarkeit zu erfassen. Daraus sollen Rückschlüsse auf die Stabilisierungsmechanismen der organischen Substanz im Unterboden gezogen werden. Nach einer Inventur der Bodenprofile an den SPP-Standorten (C-Gehalte, 14C-Alter) erfolgt die Erfassung der Zusammensetzung der organischen Substanz mittels Festkörper-13C-NMR-Spektroskopie. Die Zusammensetzung der Lipid-, Polysaccharid- und Ligninfraktion soll Hinweise auf die Herkunft der stabilisierten organischen Substanz differenziert nach oberirdischen, unterirdischen Pflanzenrückständen und mikrobiellen Resten geben. Abbauversuche unter kontrollierten Bedingungen im Labor und die Erfassung des 14C-Alters des freigesetzten CO2 sollen Aufschluß über die Umsetzbarkeit des 'jungen' und 'alten' C im Unterboden geben. Dabei werden jeweils die Profile über die gesamte Entwicklungstiefe betrachtet, um die Unterbodenhorizonte in Bezug zu den Oberböden und zu den Ergebnissen anderer AG im SPP zu setzen. Darauf aufbauend können dann in den nächsten Phasen des SPP die Eigenschaften der organischen Substanz im Unterboden und die Regulation der C-Umsetzungen im Unterboden untersucht werden.
Böden als Habitat und Reservoir für Pflanzen und Mikroorganismen interagieren äußerst sensitiv mit den unterschiedlichen Lebenswesen, insbesondere unter extremen Bedingungen. Im Rahmen des Projektes gilt es, (i) die organische Materie in Bodenprofilen, sowie entlang potentieller Ausbreitungskorridore zu identifizieren und qualifizieren, (ii) das Vorkommen organischer Materie, Veränderungen des Nährstoffhaushaltes sowie physikalischer Bodeneigenschaften entlang Trajektorien des Mikroklimas und der gegenwärtigen sowie historischen Verbreitung in Verbindung zu bringen und (iii) die Veränderungen der Eigenschaften organischer Materie, des Nährstoffgehalts und stöchiometrischer Dynamiken im Boden mit einer rasch steigenden Wasserverfügbarkeit, zu erörtern.
Die BK50 stellt die Ergebnisse der bodenkundlichen Landesaufnahme für den Maßstab 1:50.000 dar. Zu den abgegrenzten Bodengesellschaften (Leit- und Begleitbodenformen) werden Bodentyp und Substrattyp benannt. Die detaillierte Horizontabfolge der Leitbodenformen wird mit charakteristischen Bodenparametern beschrieben wie z.B.: Horizontsymbolen, Substraten, Bodenarten, Grobbodenanteilen, Carbonatstufen, Humusstufen und bodenhydrologischen Kennwerten.
Flächenhafte Darstellung der kartierten Bodensubstrate von Braunkohlentagebaukippen (32 Tagebaue). Kartierergebnisse nach der technischen Rekultivierung (Planierung) seit 1956 fortlaufend. Bodensystematische Ansprache nach Bodenkundlicher Kartieranleitung, 5. Auflage (KA5).
Flächenhafte Darstellung der kartierten Bodensubstrate von Braunkohlentagebaukippen (32 Tagebaue). Kartierergebnisse nach der technischen Rekultivierung (Planierung) seit 1956 fortlaufend. Bodensystematische Ansprache nach Bodenkundlicher Kartieranleitung, 5. Auflage (KA5).
Datenspeicher punktbezogener Aufschlüsse, Bohrungen, Bodenprofile, Proben- und Analysen Inhalt: Nachweis-, Fach- und Bewertungsdaten geologischer und bodenkundlicher punktbezogener Untersuchungen verwendete Standards: relationale Datenbank (SQL-Server); Symbolschlüssel Geologie, Bodenkundliche Kartieranleitung (KA5); Formen: Geodatenbank, Verarbeitungs- und Auswertesystem Bemerkungen: zentrale Ablage punktbezogener Untersuchungsdaten der Geologie und Bodenkunde
Die Bodenübersichtskarte 1:250.000 (BÜK250) als digitales Nachfolgeprodukt der Bodenübersichtskarte 1:200.000 (BÜK200) bildet eine detaillierte, bundesweit einheitliche und flächendeckende Informationsgrundlage für Länder übergreifende Aussagen zu Bodennutzung und Bodenschutz in Deutschland. Der vorliegende Grafikdatensatz in der Version 6.0 basiert im Wesentlichen auf der BÜK200, die von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) in Zusammenarbeit mit den Staatlichen Geologischen Diensten (SGD) der Bundesländer erarbeitet wurde. Er ist grafisch blattschnittfrei und beschreibt die Verbreitung und Vergesellschaftung der Böden anhand von insgesamt 2171 Legendeneinheiten. Die detaillierten bodenkundlichen Informationen sind separat in einer relationalen Datenbank abgelegt und können mit dem Grafikdatensatz der BÜK250 über das Datenfeld GEN_ID verbunden werden.
The pattern of plant nutrient uptake in a soil profile is the result of complex processes occurring at the cellular or sub-cellular levels but affecting the whole-plant behaviour in function of the plant environment that varies strongly in time and space. The plant nutrient acquisition depends on root architecture and growth, on soil properties and heterogeneity, and on the 3-D distribution of nutrients and water. Equally important is how these parameters interact, as for instance how the nutrient distribution and soil properties and heterogeneity impact root growth or how nutrient and water limitation affect assimilate allocation. Mathematical modelling using a spatial resolution that resolves the spatial structure of the root structure and the nutrient and water distribution is therefore needed to quantitatively account for these complex and interacting processes and to predict plant nutrient uptake behaviour under environmental constraints. The main goal of the project is to build a modelling platform able to describe 3-D flow and transport processes in the soil to individual roots of an entire root system (WP1). Model parameters will be derived from specific experiments performed at the plant scale in the research group (WP3) and stored in a specific data warehouse (WP2). The impact of different parameters, which describe root growth and nutrient uptake at the single root scale, on nutrient uptake at the soil profile scale, will be investigated based on scenario analyses (WP4). Data on water and nutrient uptake and root growth from plant and field scale experiments will be compared with model predictions to validate the model. Simulations with the 3-D root scale model will be used to validate hypotheses and parameterizations of larger scale 1-D models that do not describe processes at the scale of individual roots (WP5 and SP10).
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 434 |
| Europa | 10 |
| Kommune | 3 |
| Land | 224 |
| Weitere | 8 |
| Wissenschaft | 176 |
| Zivilgesellschaft | 8 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 12 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 313 |
| Hochwertiger Datensatz | 12 |
| Text | 29 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 176 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 48 |
| Offen | 473 |
| Unbekannt | 23 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 492 |
| Englisch | 98 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 70 |
| Bild | 5 |
| Datei | 64 |
| Dokument | 97 |
| Keine | 273 |
| Multimedia | 1 |
| Unbekannt | 3 |
| Webdienst | 101 |
| Webseite | 235 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 544 |
| Lebewesen und Lebensräume | 505 |
| Luft | 338 |
| Mensch und Umwelt | 539 |
| Wasser | 389 |
| Weitere | 544 |