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Bodenökologisches PraktikumHelmholz Zentrum für Umweltforschung - UFZWintersemester 2008

Stickstoffmineralisierung

Department BodenökologieAG Dr. habil. H. Schulz

DC Sigrid HärtlingTA Renate Rudloff

Labor 264, 2. Etage, rechter Laborflügel

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Pflanze N-Aufnahme mikrobielle N2-Fixierung N2

organisch Ammonium N2O gebundener N NH4

+

SOM Ammonifikation aerob anaerob NO NO

Nitrit Nitrit NO2

- NO2-

Nitrifikation Denitrifikation Nitrat NO3

-

N-Immobilisierung N-Auswaschung NO3

-

N-Kreislauf: Umsetzungsprozesse im Boden

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Vereinfachtes Schema zur Quantifizierung

der N-Mineralisierung im Boden

Norg. NH4+

NO3-

gasf. Verluste Ammonifikation Nitrifikation N-Immobilisierung

Netto N-Mineralisierung = Brutto N-Mineralisierung -

(N-Immobilisierung + gasf. Verluste﴿ rnetto = ΔNH4N/Δt + ΔNO3N/Δt

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Praktikumsaufgaben

- Analytische Bestimmung von Ammonium und Nitrat in 2 Humusauflagen (vor und nach Inkubation der Humusproben im Brutschrank)

- Bestimmung der Netto N-Mineralisierungsraten

- Protokollierung der Versuchsergebnisse und Diskussion der Daten unter Berücksichtigung bodenchemischer Parameter sowie dem atmosphärischen N-Eintrag

- Literaturseminar (Auswertung von wissenschaftlichen Publikationen zur N-Mineralisation)

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Literatur zu den theoretischen und praktischen Grundlagen der N-Mineralisierung

Scheffer / Schachtschabel (1998) Lehrbuch der Bodenkunde. Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart.

Fritsche, W. (1990): Mikrobiologie. UTB Jena.

Schlichting, E. Blume, H.P., Stahr K. (1995): Bodenkundliches Praktikum. Blackwell Wissenschafts-Verlag Berlin.

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Literaturseminar

1. Nitrogen Mineralization: challenges of a changing paradigm

J. P. Schimel and J. Bennett (2004), Ecology, 85, 591-602.

Auswertung:

- Kurzdarstellung des klassischen Modells- Welche Methoden zur Quantifizierung der N-Mineralisierung wurden entwickelt

und welche Grenzen ergeben sich bezüglich ihrer Aussagekraft zur Bewertung der

für Pflanzen verfügbaren N-Poole?- Beschreibung der neuen Modellvorstellungen unter Berücksichtigung von

Depolymerisation, Konkurrenz zwischen Mikroben und Pflanzen sowie Prozesse in

Mikrosites anhand der Fallbeispiele A bis D - Schlussfolgerungen

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Literaturseminar

2. In situ soil nitrogen mineralization in a Scots pine (Pinus sylvestris L.)

stand: effects of increased nitrogen input

L.S.Vestgarden, L.T. Selle and A.O. Stuanes (2003),

Forest Ecology and Management 176, 205-216

Auswertung:

- Methode zur Bestimmung der Netto N-Mineralisierung unter

Freilandbedingungen- Welchen Einfluss hat die N-Düngung auf die N-Mineralisation

(NH4+, NO3

-) im Humus- und Mineralhorizont?

- Wie verschieben sich die Verhältnisse der N-Mineralisation

zwischen den Horizonten und im Verlauf der Untersuchungsperiode (Dynamik)?

- Welchen Einfluß haben bodenchemische Parameter auf die N-Mineralisierung?

- Schlussfolgerungen mit Hypothesenüberprüfung

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Literaturseminar

3. Microbial nitrogen turnover in soils under different types of natural

forest

E. Hackl, G. Bachmann, S. Zechmeister-Boltenstern

Forest Ecology and Management, 188, 101-112.

Auswertung (nur Ergebnisse der N-Mineralisieung, keine Gas-Flüsse)

- Methode zur Bestimmung der N-Mineralisation- Welchen Einfluss haben Waldtyp bzw. Zusammensetzung der Vegetation

und aktuelle N-Poole auf die N-Mineralisation?- Abhängigkeit der N-Mineralisierung von bodenchemischen Parametern- Welche Differenzierungen in der N-Mineralisation wurden zwischen Laub-

und Nadelwäldern gefunden? - Schlussfolgerungen