Transcript Bodenökologisches Praktikum Helmholz Zentrum für Umweltforschung - UFZ Wintersemester 2008 Stickstoffmineralisierung Department Bodenökologie AG Dr.

Bodenökologisches Praktikum
Helmholz Zentrum für Umweltforschung - UFZ
Wintersemester 2008
Stickstoffmineralisierung
Department Bodenökologie
AG Dr. habil. H. Schulz
DC Sigrid Härtling
TA Renate Rudloff
Labor 264, 2. Etage, rechter Laborflügel
SEITE 1
Pflanze
N-Aufnahme
mikrobielle N2-Fixierung
N2
organisch
gebundener N
SOM
Ammonium
NH4+
Ammonifikation
N2O
aerob
anaerob
NO
NO
Nitrit
NO2-
Nitrit
NO2-
Nitrifikation
Denitrifikation
Nitrat
NO3N-Immobilisierung
N-Auswaschung
NO3-
N-Kreislauf:
Umsetzungsprozesse im
Boden
SEITE 2
Vereinfachtes Schema zur Quantifizierung
der N-Mineralisierung im Boden
NH4+
Norg.
Ammonifikation
NO3-
gasf. Verluste
Nitrifikation
N-Immobilisierung
Netto N-Mineralisierung = Brutto N-Mineralisierung (N-Immobilisierung + gasf. Verluste﴿
rnetto = ΔNH4N/Δt
SEITE 3
+
Δ
N
O
3N/Δt
Praktikumsaufgaben
- Analytische Bestimmung von Ammonium und Nitrat in 2 Humusauflagen
(vor und nach Inkubation der Humusproben im Brutschrank)
- Bestimmung der Netto N-Mineralisierungsraten
- Protokollierung der Versuchsergebnisse und Diskussion der Daten unter
Berücksichtigung bodenchemischer Parameter sowie dem
atmosphärischen N-Eintrag
- Literaturseminar (Auswertung von wissenschaftlichen Publikationen zur
N-Mineralisation)
SEITE 4
Literatur zu den theoretischen und praktischen Grundlagen der NMineralisierung
Scheffer / Schachtschabel (1998) Lehrbuch der Bodenkunde. Ferdinand
Enke Verlag, Stuttgart.
Fritsche, W. (1990): Mikrobiologie. UTB Jena.
Schlichting, E. Blume, H.P., Stahr K. (1995): Bodenkundliches Praktikum.
Blackwell Wissenschafts-Verlag Berlin.
SEITE 5
Literaturseminar
1. Nitrogen Mineralization: challenges of a changing paradigm
J. P. Schimel and J. Bennett (2004), Ecology, 85, 591-602.
Auswertung:
- Kurzdarstellung des klassischen Modells
- Welche Methoden zur Quantifizierung der N-Mineralisierung wurden entwickelt
und welche Grenzen ergeben sich bezüglich ihrer Aussagekraft zur Bewertung der
für Pflanzen verfügbaren N-Poole?
- Beschreibung der neuen Modellvorstellungen unter Berücksichtigung von
Depolymerisation, Konkurrenz zwischen Mikroben und Pflanzen sowie Prozesse in
Mikrosites anhand der Fallbeispiele A bis D
- Schlussfolgerungen
SEITE 6
Literaturseminar
2. In situ soil nitrogen mineralization in a Scots pine (Pinus sylvestris L.)
stand: effects of increased nitrogen input
L.S.Vestgarden, L.T. Selle and A.O. Stuanes (2003),
Forest Ecology and Management 176, 205-216
Auswertung:
- Methode zur Bestimmung der Netto N-Mineralisierung unter
Freilandbedingungen
- Welchen Einfluss hat die N-Düngung auf die N-Mineralisation
(NH4+, NO3-) im Humus- und Mineralhorizont?
- Wie verschieben sich die Verhältnisse der N-Mineralisation
zwischen den Horizonten und im Verlauf der Untersuchungsperiode (Dynamik)?
- Welchen Einfluß haben bodenchemische Parameter auf die N-Mineralisierung?
- Schlussfolgerungen mit Hypothesenüberprüfung
SEITE 7
Literaturseminar
3. Microbial nitrogen turnover in soils under different types of natural
forest
E. Hackl, G. Bachmann, S. Zechmeister-Boltenstern
Forest Ecology and Management, 188, 101-112.
Auswertung (nur Ergebnisse der N-Mineralisieung, keine Gas-Flüsse)
- Methode zur Bestimmung der N-Mineralisation
- Welchen Einfluss haben Waldtyp bzw. Zusammensetzung der Vegetation
und aktuelle N-Poole auf die N-Mineralisation?
- Abhängigkeit der N-Mineralisierung von bodenchemischen Parametern
- Welche Differenzierungen in der N-Mineralisation wurden zwischen Laubund Nadelwäldern gefunden?
- Schlussfolgerungen
SEITE 8