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Haushalt und Flüsse des wurzelbürtigen Kohlenstoffs in Nahrungsketten

Das Projekt "Haushalt und Flüsse des wurzelbürtigen Kohlenstoffs in Nahrungsketten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Agrarökosystemforschung durchgeführt. Rhizodeposition der Pflanzen ist eine wichtige primäre Kohlenstoff- (C) und Energiequelle für Bodenorganismen. Die Ziele dieses Projektes sind die Abschätzung des C-Eintrages durch Mais in den Boden, die Verfolgung des wurzelbürtigen C in der ganzen Nahrungskette im Boden und die Aufstellung von C-Bilanzen. Mais wird in der 13CO2- und 14CO2-Atmosphäre markiert, um zwischen den wurzelbürtigen und bodenbürtigen C zu unterscheiden und den Haushalt des wurzelbürtigen C zu bestimmen. Der Einbau von wurzelbürtigem C in Mikroorganismen, Nematoden, Collembolen und Predatormakrofauna wird quantifiziert. 14C-Phosphor-Imaging der Wurzel ermöglicht es Hotspots der Rhizodeposition und der Exsudation zu lokalisieren. 13C-Pulsmarkierung wird die Empfindlichkeit der Koppelung des 13C mit Biomarker der Bakterien und Pilze (PLFA, Ergosterol) und Collembolen (neutrale Lipide) wesentlich erhöhen. Die Verzögerung zwischen der Photoassimillation der Pflanze, Wurzelexsudation in die Rhizosphäre und Einbau vom wurzelbürtigen C in die einzelnen Organismen wird bestimmt. Dies wird die Aufstellung und Modellierung des C-Flusses durch die Nahrungsketten im Boden ermöglichen. Durch mehrfache 13C-Pulsmarkierung von Mais wird eine hohe 13C-Anreicherung der Mikroorganismen erreicht, um anschließend die aktivsten Spezies in der Rhizosphäre mit Hilfe von Stable Isotope Probing (SIP) zu bestimmen.

Abscheidung von stickstoffhaltigen Verbindungen durch Wurzeln intakter Pflanzen

Das Projekt "Abscheidung von stickstoffhaltigen Verbindungen durch Wurzeln intakter Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum fuer Agrarlandschafts- und Landnutzungsforschung, Institut fuer Rhizosphaerenforschung und Pflanzenernaehrung durchgeführt. Wegen fehlender Kenntnisse spielt die Hoehe der Netto-N-Abgabe von Pflanzen waehrend der Vegetation bei der Erstellung von N-Bilanzen in agrarischen und natuerlichen Oekosystemen bzw. der Einschaetzung der pflanzenverfuegbaren bzw. auswaschbaren N-Mengen im Boden derzeit keine Rolle. Die beabsichtigten Untersuchungen sollen diese Wissensluecke schliessen helfen. Sie haben zum Ziel, am Beispiel von Weizenpflanzen unter Bodenbedingungen 1. mit Hilfe von 15N die Menge und den Verbleib (primaer) wurzelbuertiger N-Verbindungen zu verschiedenen Vegetationsstadien zu untersuchen, 2. durch die Anlage steriler und nicht steriler Varianten bei Weizen die Bedeutung der Mikrobenbesiedlung auf den Umsatz der freigesetzten 15N-Verbindungen zu pruefen, 3. mittels Simultanapplikation von 14CO2 eine vergleichende Betrachtung des Umsatzes wurzelbuertiger N- und C-Verbindungen zu ermoeglichen, 4. mit Hilfe von Stoffwechselinhibitoren Aussagen ueber die Mechanismen der Wurzel-N-Abscheidung zu treffen und 5. vor dem Hintergrund der steigenden atmosphaerischen CO2-Konzentration und der damit verbundenen Klimaaenderungen den Einfluss unterschiedlichen CO2- und Wasserangebots auf die N- (und C-) Abgabe von Weizenwurzeln zu untersuchen.

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