Fiedler, S. und Ebli, M. und Kroppach, C. und Michas, A. und Schulz, S. und Schloter, M. und Kuzyakov, Y.
(2017)
Der Grenzbereich Torf-Mineralische Deckschicht ein Hotspot für Produktion und Umsetzung von CH4 und CO2.
In: Jahrestagung der DBG 2017: Horizonte des Bodens, 02.-07.09.2017, Göttingen.
Kurzfassung
Eine gängige Annahme ist, dass eine mineralische Deckschicht den Torfkörper vor Abbau schützt, Eigene CO2 Messungen auf einem ackerbaulich genutzten, mineralisch überdeckten Niedermoor (Oberrheingraben) zeigen das Gegenteil. Wir stellten die These auf, dass die hohen CO2-Flüsse aus der aeroben Methanoxidation in der mineralischen Deckschicht resultieren. Der belüftete Profilbereich im Grenzbereich Torf-mineralische Deckschicht entscheidet über die Höhe der CO2-Flüsse. Zur Überprüfung wählten wir 6 Plots entlang eines Gradienten der Deckschichtmächtigkeit (31-90 cm) aus, um sie mit Bodenluftsammlern zu bestücken. Die Bodenluft wurden in den Tiefenstufen 0-25, 26-50 und 51-75 cm (April 2016) beprobt. Parallel wurde der Gasaustausch zwischen Pedo- und Atmosphäre ermittelt, δ13C von CO2 und CH4 in der Gasphase und δ13C im Boden bestimmt. Die Erfassung des Grundwasserstandes und der Redoxpotentiale dienten zur Identifikation des durchlüfteten Profilbereiches. Um das mikrobielle Potential für die Bildung und Oxidation von Methan in den unterschiedlichen Bodenschichten zu quantifizieren, wurde eine Quantitative Real-Time PCR (qPCR) durchgeführt. Es wurden sowohl Markergene für die Methanogenese durch Archaeen (mcrA) als auch für die aerobe Methanoxidation durch Bakterien erfasst (pmoA). Da die partikuläre Methanmonooxygenase mit der Ammoniakmonooxygenase eng verwandt ist und diese unter Ammoniak-Limitation auch CH4 oxidieren kann, wurden zusätzlich Ammoniak-oxidierende Bakterien und Archaeen quantifiziert (amoA). Unabhängig von der Mächtigkeit der Deckschicht nahm mit der Tiefe die CO2-Konzentrationen zu. Die CO2-Konzentrationen zeigten einen positiven Zusammenhang mit der Höhe des Grundwasserspiegels und der Höhe des organischen Kohlenstoffes im Boden. Mit abnehmender Mächtigkeit der Deckschicht wurde eine Zunahme der CO2-Konzenztration beobachtet. Die höchsten CO2-Konzentrationen wurden dann beobachtet, wenn ein Teil des Torfköpers belüftet war. Hier wurde ein Shift von Methanogenese zu Methanoxidation beobachtet. Der Effekt wurde geringer, wenn oberhalb des Grundwasserspiegels nur mineralischen Horizonte waren
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