Auswirkungen der Extensivierung auf Methan-umsetzende Mikroorganismen und die Funktion von Grünlandböden als Methansenke
Grünlandböden sind hochdynamische Systeme, die sowohl als Senke sowie als Quelle für Methan, das zweitwichtigste Treibhausgas, agieren können. In Grünlandböden leben entsprechend sowohl Methanogene, Methan produzierende Mikroorganismen, als auch Methanotrophe, Methan verbrauchende Mikroorganismen. Im vorangegangenen Projekt (BE_CH4, 2017-2022) konnten wir bereits zeigen, dass sich die Rolle von Grünlandböden als Senke oder Quelle für Methan innerhalb eines Jahres ändern kann und dass die Funktion der Grünlandböden als Senke von der Landnutzungsintensität und der Stickstoffdüngung beeinflusst wird. Darüber hinaus konnten wir einen Zusammenhang zwischen der Genexpression von Methan-umsetzenden Mikroorganismen und den Netto-Oberflächenflüssen des potenten Treibhausgases nachweisen.
MetGrass strebt an, die Auswirkungen von Grünlandbewirtschaftungsmaßnahmen wie Düngung und Mahd sowie langfristiger Extensivierung auf Methan-umsetzende Mikrobiome im Ober- und Unterboden zu untersuchen. Des Weiteren wird in dem Projekt die räumlich-funktionale Biodiversitätsdynamik mit den Netto-Oberflächenflussraten von Methan verknüpft. Wir konzentrieren uns dabei auf Flächen der gemeinsamen Multisite-Experimente REX und LUX und führen mechanistische Experimente an Bodenmonolithen zu N-Düngungsstufen durch.
Wir werden die Abundanz, Diversität und Aktivität von Methan-umsetzenden Mikroorganismen mit einem Genmarker-Ansatz quantifizieren. Dabei analysieren wir DNA/RNA, die Schlüsselschritte des Methan-Auf- und Abbauprozesses kodiert. Diese Mikrobiomdaten werden mit den Methan-Nettoflüssen an der Bodenoberfläche verknüpft, welche entweder mit geschlossenen Kammern oder mit Hilfe von Bodeninkubationen bestimmt werden. Daten über die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Bodens und die Intensität der Landnutzung werden uns dabei helfen, die Auswirkungen der verringerten Landnutzung auf die Funktion von Grünlandböden als Methansenke zu entschlüsseln.
In der Förderphase 2023–2026 untersuchten wir Effekte einer dreijährigen Reduktion der Landnutzungsintensität (REX1) auf 45 Grünlandflächen, ergänzt durch 15 extensiv genutzte Referenzstandorte. Nach drei Jahren zeigte sich kein signifikanter Einfluss auf Methanoxidations- und -produktionspotenziale sowie auf die Abundanz methanotropher Genabundanzen (pmoA). Dagegen wiesen langfristig extensiv genutzte Flächen eine höhere Aufnahme von atmosphärischem Methan und größere Abundanzen von USCγ-Methanotrophen auf, was auf ein langfristiges Erholungspotenzial hindeutet. Gleichzeitig wurden eine verringerte Abundanz methanogener Gene (mcrA), eine geringere Bodendichte und ein höherer Wassergehalt beobachtet, günstige abiotische Voraussetzungen für die zukünftige Wiederherstellung der Methansenkenfunktion.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071725002755
Nicht veröffentlichte Datensätze
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