Arbeitspaket A2.1

Leiter

Dr. Werner Liesack

Weitere PIs

Prof. Christoph Müller, PhD

Prof. Dr. Sylvia Schnell

Themen

Rhizosphäre: Nitrifikanten-Denitrifikanten
Doktorand:

C-N Dynamik im Boden und mikrobielle Aktivität
Doktorandin: Aline Rücker

Hintergrund

Erhöhte atmosphärische CO2-Konzentrationen führen zu gesteigertem oberirdischem Pflanzenwachstum [51], vermehrter Produktion von Feinwurzeln [48] und veränderten C- und N-Flüssen in Böden [52] und Bodenaggregaten [37*]. Effekte auf die phylogenetische und funktionelle Diversität der mit Pflanzen assoziierten Bodenmikroorganismen wurden wiederholt dokumentiert, aber die Ergebnisse dieser Studien sind zum Teil widersprüchlich [27,37*]. Verantwortlich hierfür sind tatsächliche standortspezifische Unterschiede, aber auch das unterschiedliche Auflösungsvermögen der angewandten Methoden. Zudem können verschiedene Umweltfaktoren, wie z.B. erhöhtes CO2, erhöhte Lufttemperatur und vermehrte Niederschläge, zu kombinierten Effekten führen [28].

Die Komplexität und die mangelnde Kultivierbarkeit der Mikrobiota in Böden [53] machen es zwingend erforderlich, dass Diversitätsanalysen kultivierungsunabhängig durchzuführen sind. Aus heutiger Sicht ist für solche Analysen eine Kombination aus molekularem Fingerprinting und massiv-paralleler Sequenzierung zu favorisieren. So sind aufgrund fehlender molekularbiologischer Analysen die Ergebnisse zur Wirkung von moderat erhöhten CO2-Konzentrationen auf die Bodenmikroorganismen am Gießener Standort (Dauergrünland) nur bedingt aussagekräftig [54*]. Nichtsdestotrotz sei erwähnt, dass diese Studie erhebliche positive Effekte auf die bakterielle Biomasse, nicht aber auf die der Pilze, prognostizierte. Zu möglichen Effekten auf die Mikrobiota in Böden von Weinreben und Gemüsekulturen existieren bisher keine Ergebnisse. Veränderungen in der mikrobiellen Diversität haben Einfluss auf die C- und N-Stoffflüsse und somit auch auf die THG-Emissionen (siehe AP A1).

Wissenschaftliche Ziele

1. Untersuchung der Effekte von Veränderungen klimarelevanter Faktoren [CO2-Konzentration (Core-Experimente I und II) und der Lufttemperatur (Core-Experiment I)] auf die phylogenetische und funktionelle Diversität und auf die Aktivität der Mikrobiota in Böden von Dauergrünland, Weinreben und ausgewählten Gemüsekulturen
2. Quantifizierung des Einflusses von erhöhtem CO2 und erhöhter Temperatur auf die Dynamiken von C- und N-Pools im Boden und in der Bodenaggregatstruktur (Core-Experiment I)