Luster, J. und Ley, M. und Cattin, A. und Riaz, M. und Niklaus, P. A. und Schomburg, A. C. und Guenat, C. und Brunner, P. und Lehmann, M.
(2017)
Mikrohabitat-Effekte auf Lachgas-Emissionen aus Auenböden.
In: Jahrestagung der DBG 2017: Horizonte des Bodens, 02.-07.09.2017, Göttingen.
Kurzfassung
Wir untersuchten experimentell den relativen Einfluss von Bodenaggregierung, Pflanzen-Boden-Interaktionen und Streuakkumulation auf die Emission von N2O in Auenböden. Auf der Mikro-Skala können diese Prozesse zu Nischen mit erhöhter oder reduzierter N2O-Bildung führen.
In einem renaturierten Abschnitt der Thur (NE-Schweiz) verglichen wir in einem häufig überfluteten und durch Phalaris arundinacea dominierten Bereich mit lehmigem Sand räumlich abgetrennte Plots mit folgenden Varianten: (i) Kontrolle, (ii) vegetationsfrei, (iii) Regenwurm-Population reduziert durch Austreibung mit Senf, (iv) Kombination von (ii) und (iii). Im Labor führten wir ein Überflutungs-Experiment in Mesokosmen mit schluffig-lehmigem Thurauen-Boden mit den folgenden Varianten durch: (i) Boden 250µm-4mm, (ii) (i) bepflanzt mit Salix viminalis, (iii) (i) mit Weidenblättern gemischt, (iv) bis (vi) wie (i) bis (iii) aber Boden < 250µm.
Die Resultate zeigen, dass Pflanzen-Boden-Interaktionen je nach Textur und Umweltbedingungen unterschiedliche Effekte haben können. Im Laborversuch war die Emission von N2O während der „hot moments“ nach Überflutungen in der bepflanzten Variante reduziert, vermutlich aufgrund der Belüftung der Rhizosphäre via Aerenchyma. Im Feldversuch emittierten die Plots mit Vegetation unter feuchten Bedingungen mehr N2O und die „hot moments“ nach Überflutungen dauerten länger an. Hier ist vermutlich eine durch Wurzelexsudation erhöhte mikrobielle Aktivität der dominierende Rhizosphären-Effekt. Hingegen führte unter Trockenheit die zusätzliche Austrocknung durch die Wasseraufnahme der Pflanzen zu niedrigeren Emissionen in den Plots mit Vegetation.
Der Laborversuch zeigte, dass die Bildung von grossen Aggregaten die Emission von N2O nach Überflutungen fördert, vermutlich weil dadurch gute Bedingungen für gekoppelte Nitrifikation-Denitrifikation entstehen. Eine lokale Erhöhung der C-Verfügbarkeit durch Streu-Akkumulation scheint nur bei gleichzeitigem Schutz in grossen Aggregaten zu einer weiteren Erhöhung der N2O-Bildung zu führen. Zeitweise niedrigere Emissionen aus den Feld-Plots ohne Regenwurm-Extraktion deuten an, dass in sandigen Böden der Belüftungseffekt durch Regenwurm-Aktivität grösser ist als der Einfluss auf die Aggregatbildung.
Messungen der Isotopen-Signatur des emittierten N2O zeigen, dass verschiedene Mikro-Habitate die zeitliche Dynamik einzelner N2O-produzierender und –verbrauchender Prozesse nach Überflutungen unterschiedlich beeinflussen.
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