ICONICA

Um Europa bis 2050 zu einem klimaneutralen Kontinent zu machen und gleichzeitig die Ernährungssicherheit zu gewährleisten, müssen nachhaltige landwirtschaftliche Bodenbewirtschaftungsmethoden eingeführt werden. Durch eine verbesserte Speicherung (Sequestrierung) von organischem Kohlenstoff im Boden (soil organic carbon, SOC) könnte der Anstieg der atmosphärischen CO₂-Konzentrationen verringert werden. Die langfristige SOC-Sequestrierung ist jedoch von vielen Faktoren abhängig, insbesondere von den Wechselwirkungen mit anderen Nährstoffen. Der gekoppelte Kohlenstoff-Stickstoff-Phosphor-Zyklus vermittelt die Bildung und den Umsatz organischer Substanz im Boden. Phosphor (P) im Boden ist ein Schlüsselnährstoff für das Pflanzenwachstum. Eine Begrenzung des P-Gehalts kann die pflanzliche und mikrobielle Biomasse im Boden verringern und die SOC- Sequestrierung beeinträchtigen. Ein veränderter P-Gehalt des Bodens wirkt sich auf die mikrobielle Zusammensetzung und deren Aktivitäten aus, von denen man annimmt, dass sie bestimmte Umwandlungswege innerhalb der Kohlenstoff- und Stickstoff-Zyklen im Boden steuern und die Stabilisierung von Treibhausgas (THG)-Emissionen, SOC und Nährstoffen beeinflussen.

In dem Projekt „ICONICA“ (ICONICA: Impact of long-term phosphorus additions on Carbon sequestration and Nitrogen Cycling in Agricultural soils) werden eine Reihe von Langzeit-Phosphor-Düngung-Experimenten in der EU und in Neuseeland genutzt, um den Einfluss der unterschiedlichen P-Verfügbarkeit im Boden auf die SOC-Sequestrierung und die THG-Emissionen sowie den Kohlenstoff-Stickstoff-Kreislauf in Böden zu untersuchen. Die mit der unterschiedlichen P-Verfügbarkeit verbundenen mikrobiellen Bodenprozesse in bewirtschafteten Grünland- und Ackerbausystemen sollen quantifiziert werden, um Mechanismen für die Sequestrierung von SOC und Stickstoff (N) zu ermitteln.

Am Institut für Pflanzenökologie wird in Laborexperimenten mithilfe stabiler Isotopentechnik (Markierung mit ¹³C und ¹⁵N) ermittelt, wie das langfristige P-Düngermanagement unterschiedlicher Intensität den C- und N-Kreislauf im Boden und die damit verbundenen Treibhausgasemissionen steuert. Die klimarelevanten Treibhausgasflüsse von N₂O und CO₂ der Böden werden gemessen. Die C- und N-Dynamiken werden im Verhältnis zu den langfristigen P-Einträgen unterschiedlicher Intensität bewertet. Die Ergebnisse der ¹⁵N-Rückverfolgung werden mit den damit verbundenen N₂O-Emissionen und C-Umwandlungen abgeglichen, um die C-Verluste im Boden und die potenzielle C-Stabilisierung zu bestimmen, die durch die langfristige P-Düngung beeinflusst werden. Die im Rahmen von ICONICA gewonnenen Daten sollen dazu dienen, den optimalen P-Gehalt des Bodens und damit einhergehend Düngeempfehlung für Landwirte aufzustellen, die eine optimale SOC-Sequestrierung und die Minimierung der Treibhausgasemissionen umfasst, bei gleichzeitigem Erhalt der Ernteerträge verschiedener landwirtschaftlicher Böden.