Erfassung und Modellierung mikrobieller C– und N–Umsetzungsprozesse in südostniedersächsischen Löß–Ackerböden

Harden, Torsten

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-241

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Erfassung und Modellierung mikrobieller C– und N–Umsetzungsprozesse in südostniedersächsischen Löß–Ackerböden

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Während der Vegetationszeit von Ackerfrüchten läßt sich nach dem derzeitigen Kenntnisstand die Stickstoffnachlieferung aus dem Boden nur unzureichend vorhersagen. Ein besseres Verständnis der Stickstoffdynamik im Boden könnte dazu beitragen, bei der Bemessung der mineralischen N-Düngung die N-Nachlieferung aus dem Boden präziser zu berücksichtigen und somit den N-Düngereinsatz zu reduzieren. In Freilandversuchen wurde die zeitliche Dynamik von mikrobiell gebundenem Kohlenstoff (Cmik) und Stickstoff (Nmik) sowie von mineralischem Stickstoff (Nmin) im Boden bei unterschiedlicher mineralischer und organischer Stickstoffdüngung verfolgt. Es konnte weder ein Einfluß der Düngerform noch der Düngermenge oder der Zugabe von organischer Düngung auf die Cmik- und Nmik-Gehalte beobachtet werden. Ebenso war es nicht möglich, eine charakteristische zeitliche Dynamik der mikrobiellen Biomasse nachzuweisen. Anhand einer Auswertung von Daten aus der vorliegenden Arbeit gemeinsam mit den Daten anderer Autoren konnte ein Ansteigen der Biomassegehalte im Boden im Frühjahr und ein Absinken im Herbst verdeutlicht werden. In einem Laborexperiment unter kontrollierten Bedingungen wurden die Cmik-, Nmik- und Nmin-Gehalte sowie die CO2-Freisetzung mit und ohne Zugabe von Stroh verfolgt. Es konnte gezeigt werden, daß eine N-Immobilisation nicht zwangsweise mit einer Steigerung des Nmik-Gehaltes verbunden ist. Die im Laborinkubationsexperiment gemessene C- und N-Dynamik konnte mit zwei verschiedenen Modellansätzen sehr gut reproduziert werden. Mit Hilfe der Simulationsrechnungen wurden der mikrobielle C- und N-Umsatz kalkuliert. Es ergab sich nach Strohzugabe eine Umsatzzeit der mikrobiellen Biomasse von 13 bis 40 Tagen und eine Umsatzzeit zwischen 100 und 400 Tagen, wenn kein Stroh hinzugefügt wurde. Diese Ergebnisse verdeutlichen, daß eine Beschreibung der zeitlichen Dynamik von mikrobieller Biomasse wenig zum Verständnis der N-Nachlieferung des Bodens beiträgt...

The current level of knowledge only allows an inadequate prediction of net N-mineralisation from the soil during the growing season of plants. A better understanding of soil nitrogen dynamics could lead to a reduction in recommended mineral N-fertilisation by considering N-delivery from the soil. In field trials, the temporal dynamics of soil microbial carbon (Cmic), microbial nitrogen (Nmic) and mineral nitrogen (Nmin) were recorded for different types of mineral and organic nitrogen fertilisation. Neither the type of fertiliser, the quantity of fertiliser, nor the addition of organic fertiliser influenced Cmic and Nmic contents. Similarly, it was not possible to prove characteristic temporal dynamics of the microbial biomass. After supplementing the data obtained from this study with data from other authors, an increase in soil microbial biomass contents in the spring and a decline in the autumn could be demonstrated. In a laboratory experiment under controlled conditions, the Cmic, Nmic and Nmin contents and CO2 evolution were observed with and without addition of straw. It was shown that N-immobilisation was not necessarily connected with an increase in Nmic content. C- and N-dynamics measured in the laboratory experiment were reproduced very accurately using two different models. Microbial C- and N-turnover were computed with the aid of simulation calculations. The calculations resulted in microbial biomass turnover times of 13 to 40 days after straw addition and 100 to 400 days if no straw was added. The results demonstrate that the temporal dynamics of microbial biomass contribute little to an understanding of N-mineralisation processes. It seems to be more important to focus on microbial turnover which may currently only be described by simulation models.