Quantifizierung des Nitratabbaus in der ungesättigten Zone von Schwarzerde-böden im Labormaßstab

Tauchnitz, Nadine und Schrödter, Matthias und Ebert, Stefan und Kurzius, Florian und Nitsche, Claus und Meissner, Ralph (2017) Quantifizierung des Nitratabbaus in der ungesättigten Zone von Schwarzerde-böden im Labormaßstab. In: Jahrestagung der DBG 2017: Horizonte des Bodens, 02.-07.09.2017, Göttingen.

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Kurzfassung

Ein großer Anteil der Grundwasserkörper (GWK) in Sachsen-Anhalt befindet sich aufgrund zu hoher Nitrat (NO3-)-Gehalte (>50 mg L-1) in einem nach EU-Wasserrahmenrichtlinie schlechten chemischen Zustand. Das trifft vor allem auf viele GWK im Schwarzerdegebiet des mitteldeutschen Trockengebietes zu. Im vorliegenden Projekt wurden an zwei Schwarzerdestandorten NO3--Abbau-Versuche im Labormaßstab durchgeführt, um das Vermögen des NO3--Abbaus der Böden sowie die hauptsächlich ablaufenden Abbauprozesse zu ermitteln. Hierfür wurden Linerkern-Bohrungen bis in 8 m Tiefe angelegt und in klassischen Batch-Vorversuchen sowie in Langzeitversuchen nach dem Prinzip der Bodensättigungsextrakte (BSE) unter na-turnahen Bedingungen untersucht. Dadurch konnten erstmals NO3--Abbauraten und die entsprechenden Abbauwege für bindige Böden belastbar bestimmt werden.Ergebnisse der Batchversuche unter idealisierten Bedingungen (Substratüberschuss von Elektronendonatoren und -akzeptoren) zeigten, dass in den untersuchten Boden-proben eine mikrobielle Gemeinschaft vor-handen ist, welche sowohl zur heterotro-phen als auch zur autotrophen Denitrifikation fähig ist. Diese Gemeinschaft ist jedoch vor allem auf die heterotrophe Denitrifikation eingestellt. Das wird anhand einer wesentlich kürzeren Adaptionszeit (Lagphase) bei Zugabe von Natriumacetat (7 Tage) im Vergleich zur Pyritzugabe (ca. 30 Tage) und höheren N2-Bildungsraten beim hete-rotrophen Abbau deutlich (Natriumacetat: max. 0,016 g N2 * kg TS Boden-1* d-1, Pyrit: max. 0,00015 g N2 * kg TS Boden-1* d-1). In den Langzeit-BSE-Versuchen bei natürlichen NO3--Gehalten und im Boden verfügbaren Elektronendonatoren wurden im Vergleich zu den Batchversuchen deutlich geringere N2-Bildungsraten von 9,00E-07 bis 2,00E-05 g N2* kg TS Boden-1 * d-1 ermittelt. Die NO3--Abbauraten lagen zwischen 4 bis 99 %. Die höchste N2-Bildung wurde im Oberboden (0-1 m Tiefe) bei hoher Kohlenstoff(C)-Verfügbarkeit nachgewiesen. Mit zunehmender Tiefe nahmen die NO3--Abbauraten ab. In Abhängigkeit der bodenchemischen Eigenschaften wiesen die beiden untersuchten Standorte ein unter-schiedliches NO3--Abbauvermögen auf. Bei Verfügbarkeit von Sulfiden im Boden konnte auch nach langer Inkubationsdauer in Tiefen von 5 bis 6 m ein NO3--Abbau mit allerdings geringer N2-Bildung festgestellt werden. Insgesamt ist das NO3--Abbauvermögen der untersuchten Böden als gering einzuschätzen. Als Ursache hierfür werden eine C-Limitierung einerseits und geringe NO3--Gehalte (bei hohem orga-nischen Stickstoffgehalt) andererseits vermutet.

Eintragstyp:	Konferenz- oder Workshop-Beitrag ("Berichte der DBG")
Stichwörter:	autotroph, Denitrifikation, heterotroph, Kohlenstofflimitierung, Pyrit
Benutzer:	Nadine Tauchnitz
Hinterlegungsdatum:	26 Okt 2017 11:59
Letzte Änderung:	26 Okt 2017 11:59
URI:	https://eprints.dbges.de/id/eprint/1221

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