Projektbeschreibung B5

Wissenschaftliche Betreuung
Prof. Dr. H. Flessa

Projekt
Der Einfluss der Streuqualität verschiedener sommergrüner Laubbäume auf biochemische Bodeneigenschaften und die Dynamik von Kohlenstoff und Stickstoff im Boden

In diesem Projekt wird die Rolle der Streuzersetzung von Bäumen für die Nährstoffverfügbarkeit in Böden, die Neutralisierung von Bodenazidität und Transformationsprozesse von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) untersucht. Die Effekte verschiedener Laubbaumarten und Artenmischungen (z. B. Fagus sylvatica, Fraxinus excelsior, Tilia cordata und T. platyphyllos) auf die Streuzersetzung, die Bodenazidität, austauschbare Nährstoffe sowie Kohlenstoff- und Stickstoffvorräte im Boden werden im Nationalpark Hainich analysiert. Es werden Bodenproben von ausgewählten Cluster-Flächen (s. Cluster-Konzept) mit verschiedenen Baumarten und Artenmischungen aber vergleichbarem Bodenausgangsmaterial (Löss über Muschelkalk) genommen, um Baumart- und Baumartmischungseffekte auf die Bodeneigenschaften zu ermitteln.
Weiterhin wird unter Laborbedingungen ein Inkubationsversuch mit 13C- und 15N- markierter Blatt- und Wurzelstreu von Buche und Esche durchgeführt, um die Effekte der Streuqualität und Streumischung auf die Mineralisation, Transformation und die Umsetzung des streubürtigen C und N im Boden zu ermitteln.
Zusammen mit den Subprojekten A1 (Jasmin Weiße), A4 (Verena Eißfeller) und B6 (Andrea Scheibe) werden wir die C- und N-Umsetzung aus der Streu innerhalb des mikrobiellen und mesofaunistischen Nahrungswegs analysieren.
Zusammen mit den anderen Subprojekten wird ein in-situ 13C-Markierungsversuch an jungen Bäumen durchgeführt, um die Bedeutung des wurzelabhängigen Kohlenstoffs im Boden zu ermitteln.

Untersuchungsmethoden

• Ermittlung der Nährstoffvorräte sowie chemischen und physikalischen Bodeneigenschaften (Analyse der Bodentextur, der Trockenrohdichte, Konzentrationen und Vorräte von Kohlenstoff, Stickstoff und austauschbaren Kationen, Boden-pH, Bodenazidität, Zusammensetzung der Streuauflage)
• Anzucht von 13C- und 15N-markierten Bäumen (Buche und Esche) in einem Gewächshaus mittels 13C-angereichertem CO2 und 15N- markierter Nährlösung. Inkubation von markierter und unmarkierter Blatt- und Wurzelstreu in unterschiedlichen Kombinationen. Analyse der CO2-Produktion, δ13C aus CO2, Produktion und Isotopzusammensetzung des DOC und DON, Netto-N-Mineralisation, C und N in mikrobieller Biomasse und ihre Isotopenzusammensetzung, 13C und 15N in physikalisch isolierten Bodenfraktionen.