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Mit steigender Diversität nehmen die Gehalte an pflanzenverfügbaren Nährstoffen im Boden aufgrund einer effektiveren Ressourcennutzung der Pflanzen ab. Dieser Zusammenhang wurde für Stickstoff bereits mehrfach gezeigt. Zu anderen Nährstoffen, die möglicherweise ebenfalls das Pflanzenwachstum limitieren, wie z.B. Phosphor, fehlen solche Untersuchungen. Da in bewirtschafteten Systemen Diversität und Landnutzungsintensität bzw. –geschichte eng zusammenhängen, wird im Teilprojekt DYNPHOS der Einfluss dieser Faktoren auf den Phosphorkreislauf im Grünland und im Wald der Biodiversitätsexploratorien untersucht, um die Kontrollgrößen für die Nährstoffgehalte im Boden zu bestimmen.


Unser Ziel ist die Trennung der Effekte von Diversität und Landnutzung auf:

  1. die Phosphorfraktionen im Boden
  2. den Phosphorkreislauf im Boden
  3. die Phosphorvorräte in den Pflanzen

Außerdem planen wir den Einfluss der früheren Landnutzung über innovative Isotopenmethoden (?18O in PO4) zu bestimmen.


  1. Intensivere Landnutzung, die aufgrund von Düngung in der Regel mit einer höheren Nährstoffverfügbarkeit im Boden verknüpft ist, führt
    1. zu einer Verminderung des negativen Einfluss der Pflanzendiversität auf die Phosphorverfügbarkeit (organisch und anorganisch) im Boden und korrespondierend dazu
    2. zu einer Verminderung des positiven Einfluss der Pflanzendiversität auf die Phosphorvorräte in der oberirdischen Biomasse.
  2. Unter den Hauptquellen des Phosphates in der Bodenlösung (Lösung P-haltiger Minerale, Desorption, Mineralisierung von organischer Substanz) wird
    1. bei intensiverer Landnutzung der Anteil der leicht-löslichen, düngerbürtigen P-haltigen Minerale erhöht und damit der Einfluss der Pflanzendiversität – entsprechend Hypothese 1a – verringert und
    2. innerhalb einer Landnutzungsintensität (bei gleicher Nährstoffversorgung) mit steigender Pflanzendiversität durch die Stimulation der Mineralisierung von organischer Substanz der Anteil des mineralisierten Phosphates erhöht.
  3. Das Sauerstoffisotopensignal von Phosphat kann für die Unterscheidung verschiedener Phosphorquellen (Lösung von P-Mineralen, Desorption, Mineralisierung) herangezogen werden.

 

Um diese Hypothesen zu belegen bestimmen wir die Phosphor-Vorräte in Böden und Pflanzen, die Phosphor-Freisetzung durch Lösung, Desorption und Mineralisierung, sowie ?18O in PO4 aus diesen drei Quellen


Doc
The Phosphorus Cycle in Grassland and Forest Ecosystems of different Biodiversity and Management
Alt F. (2013): The Phosphorus Cycle in Grassland and Forest Ecosystems of different Biodiversity and Management. Dissertation, University Tübingen.
Doc
Wie viel Phosphor wird in Grünland- und Waldböden freigesetzt?
Alt F., Oelmann Y., Schöning I., Wilcke W. (2013): Phosphate release kinetics in calcareous grassland and forest soils in response to H+ addition. Soil Science Society of America Journal 77 (6), 2060-2070. doi: 10.2136/sssaj2013.02.0072
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Phosphor-Partitionierung in deutschen Grünland-und Waldböden in Bezug auf Landnutzungstyp, Bewirtschaftungsintensität und landnutzungsbedingtem pH-Wert.
Alt, F., Oelmann, Y., Herold, N., Schrumpf, M., Wilcke, W. (2011): Phosphorus partitioning in German grassland and forest soils as related to land-use type, management intensity, and land-use related pH. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 174 (2), 195-209. doi: 10.1002/jpln.201000142
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Landnutzungs- und Biodviersitätseffekte auf P-Transformationen im Boden
Sorkau E. (2018): Land use and biodiversity effects on P-transformation in soil. Dissertation, University Tübingen
Mehr Informationen:  publikationen.uni-tuebingen.de
Doc
Die Rolle von Bodeneigenschaften, Landnutzung und Pflanzenartenvielfalt für den mikrobiellen Phosphor im Boden
Sorkau E., Boch S., Boeddinghaus R., Bonkowski M., Fischer M., Kandeler E., Klaus V., Kleinebecker T., Marhan S., Müller J., Prati D., Schöning I., Schrumpf M., Weinert J., Oelmann Y. (2018): The role of soil chemical properties, land use and plant diversity for microbial phosphorus in forest and grassland soils. Journal of Plant Nutrition and Soil Science 181 (2), 185-197. doi: 10.1002/jpln.201700082
Mehr Informationen:  doi.org
Doc
Phosphorus budget of German grasslands – effects of management and relation to biodiversity
Traub K. (2016): Phosphorus budget of German grasslands - effects of management and relation to biodiversity. Master thesis, University Tübingen
Doc
Effects of plant species richness on plant-available nitrogen and phosphorus concentrations in soils under grasslands of the Schwäbische Alb differing in land-use intensity
Wahl A. S. (2012): Effects of plant species richness on plant-available nitrogen and phosphorus concentrations in soils under grasslands of the Schwäbische Alb differing in land-use intensity. Thesis, University Tuebingen

Projekt in anderen Förderperioden

DYNPHOS III (Teilprojekt)
#Bodenbiologie & Stoffkreisläufe  #2014 – 2017  

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Wolfgang Wilcke
Projektleiter
Prof. Dr. Wolfgang Wilcke
Karlsruher Institut für Technologie
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