Verteilung des Kohlenstoffs beim Abbau von 14C-markiertem Weizenstroh in den verschiedenen Kompartimenten eines Bodens mit unterschiedlicher Bewirtschaftung

Vogt, Matthias

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-391

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Verteilung des Kohlenstoffs beim Abbau von 14C-markiertem Weizenstroh in den verschiedenen Kompartimenten eines Bodens mit unterschiedlicher Bewirtschaftung

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Unterschiedlich gedüngte Parzellen (organische Düngung (zweifach variiert), Mineraldünger und Dünger-Null) des "Statischen Düngeversuchs" Bad Lauchstädt wurden mit 14C-Weizenstroh und Stickstoff (KNO3) in Praxis üblichen Mengen versetzt. Weiterhin wurden Proben mit einem erhöhten Tongehalt (50% Steigerung) und ohne Stickstoffzugabe untersucht. Während des ein Jahr andauernden Inkubationsversuches wurden die Bodenproben in regelmäßigen Abständen auf verschiedene Parameter hin untersucht. Die Ergebnisse zeigten nach einem Jahr, dass die organisch gedüngten Varianten 50% des 14C-Strohs zu 14CO2 mineralisierten. Die Varianten der mineralischen Düngung und der Dünger-Null-Parzelle mineralisierten nur wenig mehr (52 und 54%). Dies ist bemerkenswert, da die Gehalte an mikrobiellem Biomasse-C sehr unterschiedlich waren: 331 (30t org. Dung), 275 (20t org. Dung), 221 (NPK) und 136 (Dünger-Null) µg C g-1 Boden. Dabei zeigte die zusätzliche Tonzugabe keinen Einfluss auf die Respiration des 14CO2, Proben der Dünger-Null Parzelle ohne Stickstoffzugabe mineralisierten 10% weniger. Nach 4 Wochen wurden die höchsten Werte der Biomasseneubildung verzeichnet. Dabei nutzten die organisch gedüngten Varianten 17 bzw. 15% des zugesetzten 14C für ihre eigene Reproduktion, die NPK-Variante 13% und der ungedüngte Boden 10%. Bei allen Varianten konnte ein deutlich negativer Einfluss der Tonzugabe (- 20-30%) festgestellt werden. Die Ergebnisse der Korngrößenfraktionierung zeigten, dass 20-35% des zugesetzten 14C in der Tonfraktion fixiert wurden, dabei konnte allerdings nicht zwischen Anlagerungs- oder Austauschprozessen unterschieden werden. Innerhalb der ersten 8 Wochen wurde zusätzlich ein deutlicher Priming Effekt festgestellt.

Soil samples collected from plots of the Static Fertilization Experiment Bad Lauchstädt treated with two different amounts of organic, mineral or no fertilizer were amended with chopped 14C-wheat straw and a nitrogen source (KNO3) in amounts corresponding to practical conditions. Soil samples without this nitrogen source and samples with an addition of clay (50% increase) were also run. During an incubation time of 1 year several soil compartments were investigated in regular intervals. The results after the incubation time of 1 year reveal that the samples with the two organic fertilizer levels liberated 50% of the 14C in the straw as14CO2. The variant with mineral and that with no fertilization mineralized slightly more (52 and 54%). These results are remarkable since the total amounts of microbial biomass-C were estimated to be rather different: 331 (30t org. fertilizer), 275 (20t org. fertilizer) 221 (NPK), and 136 (nil) µg biomass-C g-1 soil. The addition of clay did not influence respiration of 14CO2. The omission of KNO3 reduced 14CO2 by 10% only in the samples from plots with no fertilizer. All samples showed the same dynamic of 14CO2 liberation. After 4 weeks a distinct difference was found for the ability of microbial cells to assimilate the 14C. The biomasses from organically fertilized soil used 17 and 15% for proliferation, respectively; the minerally fertilized samples fixed 13% and the unfertilized soil 10% of 14C in their microbial cells. In all variants a negative influence (( 20-30%) of clay on the formation of microbial biomass-14C was detected. The analysis showed that clay fractions adsorbed 20-35% of added 14C. Estimations of total CO2 from untreated controls and the corresponding straw amended samples revealed a relevant priming-effect.