Das Projekt "Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt A11: Der Umsatz geloester organischer N-Verbindungen (DON) in einem Laubwaldoekosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Bodenökologie durchgeführt. In bisherigen Arbeiten zum N-Haushalt wurden geloeste organische N-Verbindungen (DON) und ihre Bedeutung fuer den N-Umsatz und die Retention von N im Oekosystem haeufig vernachlaessigt. Im Rahmen dieses Projektes wird die Rolle von DON im Stoffkreislauf eines Laubwaldoekosystems untersucht. Die DON Fluesse und deren Dynamik stehen im Vordergrund der Arbeit. Weiterhin sollen Raten und Regelgroessen der DON-Produktion im Oekosystem und im Boden bestimmt und eine Charakterisierung von DON-Komponenten vorgenommen werden. Dafuer werden Freiland- und Bestandesniederschlaege sowie Bodenloesungen aus verschiedenen Bodentiefen ueber zwei Jahre hinweg beprobt und auf Gesamt- und mineralischen N analysiert. Aus der Differenz wird der Anteil von DON an den N-Fluessen berechnet. Ausserdem werden Amino-N und Aminozucker bestimmt, die wesentliche Komponenten von DON sind. In Freiland- und Laborexperimenten wird die Produktion und Mineralisation von DON in Inkubationsexperimenten mit Boeden und Bodenloesungen untersucht. Zwischenbericht 1999: Die Stofffluesse und -konzentrationen in einem Laubwaldoekosystem wurden ueber zwei Jahre hinweg in vierzehntaegiger Aufloesung gemessen, um Quellen und Senken, sowie die Umsatzdynamik geloester organischer C- und N-Verbindungen zu bestimmen. DON und DOC werden in der Phyllosphaere und in der organischen Auflage freigesetzt und im Mineralboden reteniert. Eine eindeutig saisonal gesteuerte Dynamik der Umsaetze wurde nicht beobachtet. Die DOC/DON-Quotienten der Loesungen werden vom Freilandniederschlag zur organischen Auflage hin deutlich hoeher, was fuer eine staerkere Mobilisierung N-armer geloester Kohlenstoffverbindungen in der organischen Auflage spricht. Ueber die Kontrolle und die Mechanismen der Freisetzung, sowie die mikrobielle Mineralisation von DON konnten bislang keine eindeutigen Aussagen abgeleitet werden. Laborinkubationen ergaben keine Konzentrationsveraenderungen in Bestandesniederschlag, Auflageperkolaten und Bodenloesungen in einem Zeitraum von drei Wochen, was auf eine hohe mikrobielle Stabilitaet der Verbindungen hindeutet. Ebenso konnte fuer kein Kompartiment eine Beziehung zwischen DON-Mobilisierung und Temperatur, pH-Wert oder Ionengehalt der Loesung hergestellt werden. Der Anteil von Amino-N und Aminozucker-N an DON liegt zwischen 40 und 80 Prozent, ergibt jedoch keine weiteren Aufschluesse ueber die mikrobielle Beteilung an der DON-Mobilisierung und ihrer Dynamik.
Das Projekt "Einfluesse der C- und N-Eintraege durch Wurzeln und Ernteresiduen von annuellen Kulturpflanzenarten auf die Struktur von Mikroorganismengesellschaften und die C- und N-Umsatzprozesse im Boden - Teilprojekt: C- und N-Umsatzprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Lehr- und Forschungsgebiet Boden- und Pflanzenbauwissenschaften, Fachgebiet Ökologischer Land- und Pflanzenbau durchgeführt. Ziel des Gesamtprojektes ist es, in Gefaess- und Laborversuchen transiente und persistente Wirkungen von annuellen Leguminosenarten (Vicia faba L., Pisum sativum L., Lupinus albus L.) auf die C- und N-Umsetzungsprozesse und die Struktur der mikrobiellen Lebensgemeinschaft im Boden zu charakterisieren. Diese Umsatzprozesse werden unter besonderer Beruecksichtigung der C- und N-Eintraege durch Rhizodeposition und Ernteresiduen der drei Koernerleguminosenarten untersucht. Das Projekt ist als Kooperationsprojekt mit dem Institut fuer Bodenoekologie der GSF in Oberschleissheim angelegt. In zwei inhaltlich miteinander verknuepften Experimenten sind Gefaess- und Inkubationsversuche geplant. Im ersten Experiment wird mit einem in Rhizosphaerenbereiche kompartimentierten Gefaess der Einfluss von Leguminosenwurzeln auf das C- und N-Mineralisierungsverhalten der organischen Bodensubstanz ueberprueft. Im zweiten Experiment werden in einer simulierten Fruchtfolge und anhand eines parallel durchgefuehrten Inkubationsexperimentes der Einfuss der Wurzeln der Folgefrucht und der vorangegangene Einfuss der Leguminosenwurzeln auf deren Residuenumsatz untersucht. Detaillierte Informationen zu diesem Projekt finden Sie unter http://www.wiz.uni-kassel.de/foel/forschung.
Das Projekt "Teilprojekt 9: Landnutzungseffekte auf die Kohlenstoffspeicherung in Mangrovenökosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Die Speicherung von organischem C stellt eine bedeutende Ökosystemfunktion von Mangroven dar. SP 9 hat daher zum Ziel, innerhalb der Segara Anakan Lagune (Zentral-Java) die Auswirkung anthropogener Mangrovennutzung (unterschiedliche Nutzungsformen und Sekundärgesellschaften nach Nutzung) auf die C-Speicherung und zugrundeliegende Stabilisierungsmechanismen von organischer Substanz zu untersuchen. Durch den Abgleich der gewonnenen bodenbiogeochemischen Daten mit einfachen 'low-cost'-Parametern (z.B. makroskopische Faunen- und Florenzusammensetzung) soll ein Entscheidungswerkzeug zur Abschätzung des C-Speicherpotentials von Küstenmangroven entwickelt werden. Dieses soll in Payments for Environmental Services (PES) or Reduced Emissions from Deforestation and Degradation (REDD) Strategien implementiert werden. Die Kombination von physikalischen Bodenfraktionierungsverfahren (Dichtetrennung organischer C-Pools), 14C-Datierung, Analyse von Biomarkern (Ligninbürtige Phenole, Neutralzucker) sowie die Bestimmung der mikrobiellen Gemeinschaften mittels 454-Pyrosequenzing gibt detaillierte Auskunft zum Ursprung, Qualität, Transformation und Umsatz der organischen Substanz in Mangrovenökosystemen und den daran beteiligten Mikroorganismen. Diese Informationen werden durch feldbasierte Inkubationsexperimente ergänzt. Das gewählte Methodenspektrum erlaubt hierbei, die Faktoren des anthropogen-induzierten C-Verlustes sowie die zugrundeliegende Mechanismen zu identifizieren.
Das Projekt "Grundlagen zur nachhaltigen Entwicklung von Oekosystemen bei veraenderter Umwelt - Teilprojekt B3: Mikrobielle Mineralisierung von geloestem organischem Stickstoff und phylogenetische Diversitaet der damit assoziierten Mikroflora in einem Laubwaldoekosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Lehrstuhl für Ökologische Mikrobiologie (ÖMIK) durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist die Bestimmung der Bedeutung der mikrobiellen Mineralisierung von geloestem organischen Stickstoff (DON) und der damit assoziierten mikrobiellen Populationen fuer den Stickstoffumsatz und die Retention von N in einem Laubwaldoekosystem. Dazu werden die mikrobiellen Aktivitaeten und die Dynamik der DON-Mineralisierung in Bodenloesungen und verschiedenen Bodenhorizonten in einem gemeinsamen Versuchsansatz mit dem Projekt A11 bestimmt. In weiteren Inkubationsexperimenten soll die Mineralisierung spezifischer DON-Komponenten wie Proteinen, Chitin und Nukleinsaeuren differenziert werden. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Charakterisierung der mit der DON-Mineralisierung assoziierten Mikroflora sein. Die Mikroflora soll quantifiziert und charakterisiert werden, ihre phylogenetische Diversitaet bestimmt werden und dominierende Isolate identifiziert und ihre Bedeutung in situ bestimmt werden. Um regulatorische Parameter der DON-Mineralisierung zu bestimmen, wird der Einfluss verschiedener Umweltparameter insbesondere die Verfuegbarkeit von Sauerstoff und jahreszeitliche Effekte auf die Aktivitaeten der DON-Mineralisierung und das Vorkommen der damit assoziierten Mikroflora bestimmt. Zwischenbericht 1999: Ziel dieses Projektes ist es, die Bedeutung der mikrobiellen Mineralisierung von geloestem organischen Stickstoff (DON) und der damit assoziierten mikrobiellen Populationen fuer den Stickstoffumsatz und die Retention von N in einem Laubwaldoekosystem zu bestimmen. Inkubationsversuche mit Auflageloesungen von der Untersuchungsflaeche Steinkreuz im Steigerwald zeigten, dass DON ebenso wie DOC der Auflageloesungen nicht mikrobiell mineralisiert zu werden scheinen. Die Auflageloesungen waren jedoch mikrobiell aktiv, sie zeigten sowohl unter oxischen wie unter anoxischen Bedingungen eine deutliche CO2-Bildung. Zugegebene spezifische DON-Modellsubstanzen (DON-spezifisch), wie Aminosaeuren, Aminozucker, Nukleinsaeuren und Nukleinsaeurebasen, wurden durch Auflageloesungen schnell und spontan abgebaut. Unter oxischen Bedingungen wurden sie nahezu vollstaendig zu NH4+ und CO2 mineralisiert, waehrend unter anoxischen Bedingungen nur organisch gebundener Stickstoff zu NH4+ mineralisiert wurde, waehrend der Kohlenstoff im wesentlichen in Gaerungsprodukten wiedergefunden wurde. Aerobe Mikroorganismen dominierten die allgemeine und die mit DON-spezifisch kultivierte Mikroflora der Auflageloesungen. Der Anteil der Pilze an der aeroben, kultivierten Mikroflora betrug ca. 1 Prozent. Auflageloesung enthielt eine grosse Zahl von aeroben und anaeroben, DON-spezifisch-verwertenden Mikroorganismen. 56 Bakterienstaemme, darunter 3 fakultativ anaerobe Bakterien, wurden mit verschiedenen Aminosaeuren und dem Aminozucker N-Acetylglucosamin aus Auflageloesungen isoliert. 35 Isolate waren zu den zahlenmaessig dominierenden kultivierten Organismen zu rechnen...