Zeitgang der Gehalte und der Umsetzungen von Stickstoff in der mikrobiellen Biomasse eines Agrarbodens nach einer Gründüngung:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hieronymus
2000
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| Schriftenreihe: | Forschungsverbund Agrarökosysteme <München>: FAM-Bericht
38 |
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| Beschreibung: | Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 1999 |
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| adam_text | Titel: Zeitgang der Gehalte und der Umsetzungen von Stickstoff in der mikrobiellen Biomasse eines Agrarbode
Autor: Jimenez Fernandez, Miguel Angel
Jahr: 2000
Verzeichnisse i
1 EINLEITUNG UND ZIELSETZUNG_________......__________________________________..............1
2 STAND DER FORSCHUNG___________________________________________________________3
2.1 Umsatz der organischen Bodensubstanz..............................................................................................3
2.2 Umsatz des mikrobjellen Biomasse-N !M Boden....................................................................................5
2.3 Bestimmung des mikrobiellen Biomasse-C und -N von Böden............................................................8
2.4 Eignung und Bedeutung der FEM zur Bestimmung der Gehalte und des Umsatzes von
MIKROBIELLEM BlOMASSE-C UND-N VON BÖDEN.......................................................................................10
2.5 Verfahren zur Eichung der FEM...........................................................................................................10
3 material und methoden-........_______________________________.....................13
3.1 Feldversuch zum Umsatz von n-markjertem Kleegrundunger....................................................13
3.1.1 Standort.................................................................................................................................................13
3.1.2 Versuchsansatz und Versuchsanlage....................................................................................................13
3.1.3 Versuchsdurchfuhrung..........................................................................................................................14
3.2 Eichung oerFumigations-Extraktions-Methode...............................................................................17
3.2.1 In vi/ro-Eichung derFumigations-Extraktions-Methode......................................................................17
3.2.2 In Jim-Eichung der Fumigations-Extraktions-Methode.......................................................................21
3.3 Analysemethoden....................................................................................................................................24
3.3.1 Chemische Analysen............................................................................................................................24
3.3.2 Isotopenanalysen..................................................................................................................................28
3.3.3 Bodenphysikalische Parameter.............................................................................................................31
3.3.4 Bodenchemische Parameter..................................................................................................................32
3.3.5 Bodenbiologische Parameter................................................................................................................32
3.4 Statistische Auswertung.......................................................................................................................33
4 ergebnisse und diskussion_________________________________________35
4.1 IN VITRO-ElCHUNG DER FUMIGATIONS-EXTRAKTIONS-METHODE...............................................................35
4.1! Ausbeute der Fumigations-Extrakn ons-Methode bei ausgewählten Bodenbakterien..........................35
4.1.2 Einfluß des physiologischen Zustandes von Bodenbakterien...............................................................36
4.1.3 Einfluß von Lyse und Hydrolyse auf die Ausbeute der FEM bei Bodenbakterien...............................38
4.1.4 Einfluß der Bodenart auf die Eichfaktoren der Bodenbakterien...........................................................38
4.1.5 Diskussion............................................................................................................................................40
4.2 In srru-EiCHUNO der Fumigations-Extraktions-Methode..................................................................44
4.2.1 Änderung der mikrobiellen Populationsstruktur des Bodens durch die Substratinkubation................45
4.2.2 Zeitliche Variabilität der FEM-Eicbfaktoren für den Biomasse-C und -N der autochthonen und der
substratinduzierten Bodenmikroflora...................................................................................................48
4.2.3 Theoretische Überprüfung der Methode zur in «fB-Eichung...............................................................53
4.2.4 Sensitivitätsanalysen.............................................................................................................................55
4.2.5 Diskussion............................................................................................................................................59
4.3 Umsatz von 15N-markierterKxeegründüngung im Feldversuch.....................................................66
4.3.1 Zeitlicher Verlauf von klimatischen und abiotischen Bodenparametern im UntersuchungszEitraum .66
4.3.2 Charakterisierung des markierten Kieematerials..................................................................................67
4.3.3 Bilanz des düngerbürtigen Stickstoffs in den Plots zur Ernte der Folgefrucht.....................................68
4.3.4 Zeitlicher Verlauf der Gehalte und der isotopischen Anreicherung des extrahierbaren Stickstoffs im
Boden....................................................................................................................................................69
4.3.5 Zeitlicher Verlauf der relativen Gehalte und der isotopischen Anreicherung des Stickstoffs in der
Folgefrucht............................................................................................................................................71
4.3.6 Zeitlicher Verlauf der Netto-Mineralisation des düngerbürtigen organischen Stickstoffs im Boden... 72
4.3.7 Zeitlicher Verlauf der Gebalte und der isotopischen Anreicherung des Stickstoffs in der mikrobiellen
Biomasse des Bodens.........................................................................-................................................75
4.3.8 Vergleich derNetto-N-MineraJisation mit der Umsatzrate des mikrobiellen Biomasse-N..................76
4.3.9 Diskussion............................................................................................................................................77
5 ZUSAMMENFASSUNG_________-------------------------------------------------------------------------------85
«LITERATUR..____--------------------------------------------------------------------------------------------------8»
// Verzeichnisse
Verzeichnis der Abbildungen
Abb 2.1: Ansätze zur Berechnung der N-Flüsse im Boden mit der Technik der N- 6
Isotopenverdünnung.
Abb.3.1: Anordnung der Plots in der Versuchsfläche auf dem Schlag 05. 14
Abb. 3.2: Extraktion der Fettsäuren aus Phospholipiden und Lipopolysacchariden. 34
Abb. 4.1: Ausbeute der Fumigations-Extraktions-Methode bei ausgewählten 35
Bodenbakterien.
Abb. 4.2: N-Ausbeute der FEM in Abhängigkeit des physiologischen Zustandes von 36
Bodenbakterien.
Abb. 4.3: C-Ausbeute der FEM in Abhängigkeit des physiologischen Zustandes von 37
Bodenbakterien.
Abb. 4.4: Ausbeute der FEM bei Zellwand und Cytopksma-Fraktionen von lysierten 38
Bakterienzellen und bei intakten Zellen.
Abb. 4.5: Wiederfindung von bakteriellem N im FumN der FEM in Abhängigkeit von 39
der Bodenart.
Abb. 4.6: Modell zur Wirkung von Umweltfaktoren auf die Ausbeute der FEM. 44
Abb. 4.7: Hauptkomponentenanalyse der PLFA-Gehalte von Ansätzen mit bzw. ohne 47
Substratinkubation aus Plots mit bzw. ohne Gründüngung mit Kleematerial.
Abb. 4.8: Modell der C und N-Bilanz für die Substratinkubation der in «»-Eichung. 49
Abb. 4.9: Zeitlicher Verlauf des k N,i (konventionelle in »/»-Eichung) und 1cen.o 52
(erweiterte in j/fti-Eichung mit Annahme ImmoNs =0)
Abb.4.10: Zeitlicher Verlauf der « «/a-ermittelten Werte des kEc.l and k£c,o 53
Abb. 4.11: C/N-Verhältnisse im FEM-Flush sowie in der mikrobiellen Biomasse vor 53
(Bioo) und nach Substratinkubation (ßioj) zur in «fu-Eichung.
Abb. 4.12: Vereinfachtes Zwei-Kompartinientmodell fiir die mikrobieile 54
Immobilisierung von isotopisch markiertem Substrat während der
in «Yu-Eichung.
Abb. 4.13: Relative Abweichung des isotopischen Excess der mikrobiellen Biomasse 56
von dem des Flush am Beispiel des 5 nC-Wertes.
Abb. 4.14: Werte der in si/u-Eichfaktoren der FEM in Abhängigkeit einer Abweichung 57
zwischen dem isotopischen Excess des FEM-Flush und der mikrobiellen
Biomasse. Bodenproben vom 02.06.1997 aus Plot mit Kieegründüngung.
Abb. 4.15: Werte des kßj bzw. kgc der FEM in Abhängigkeit von einer 57
Immobilisierung des Substrats in Form von toter organischer Substanz
während der mjröK-Etchung. Bodenproben vom 02.06.1997 aus Plot mit
KJeegründüngung.
Abb. 4.16: Werte der in Mfs-Eichfaktoren der FEM in Abhängigkeit einer Abweichung 58
zwischen dem isotopischen Excess des FEM-Flush und der mikrobiellen
Biomasse. Bodenproben vom 11.12.1996 und 26.02.1997 aus Plot mit
Kieegründüngung.
Verzeichnisse m
Abb. 4.17: Werte des kEN bzw kEC der FEM in Abhängigkeit von einer 59
Immobilisierung des Substrats in Form von toter organischer Substanz
während der in jin/-Eichung. Bodenproben vom 11.12.1996 und 26.02.1997
aus Plot mit Kleegründüngung.
Abb. 4.18: Zeitlicher Verlauf der Niederschläge an der meteorologischen Station des 66
FAM-Versuchsguts in Scheyern.
Abb. 4.19: Zeitlicher Verlauf der Luft- und Bodentemperaturen an der 67
meteorologischen Station des FAM-Versuchsguts in Scheyem.
Abb. 4.20: Verteilung des N, I5N und C in verschiedenen chemischen Fraktionen des 68
als Gründünger verwendeten Kleematerials.
Abb. 4.21: Zeitlicher Verlauf der Bodengehalte an extrahierbarem mineralischen N 70
(Nmin) und dugerbürtigem I5N sowie der I3N-Anreicherung des Nmjn.
Abb. 4.22: Verlagerung des gesamten und dügerbürtigen Mineralstickstofts zu 71
verschiedenen Probenahmeterminen.
Abb. 4.23: Zeitlicher Verlauf der N- und 15N-Gehalte sowie der geschätzten Aufnahme 72
von N und düngerbürtigem 1SN in der oberirdischen Biomasse der
Folgefrucht Winterweizen.
Abb. 4.24: Zeitlicher Verlauf der Netto-N-Mineralisation und des im Boden organisch 73
gebundenen, düngerbürtigen 15N (NNM bzw. TSON).
Abb. 4.25: Zeitlicher Verlauf der Netto-Mineralisation von düngerbürtigem N und C. 74
Abb. 4.26: Zeitlicher Verlauf der Gehalte und N-Anreicherung im Flush der FEM. 76
Abb. 4.27: Zeitlicher Verlauf der kummulativen Summen der Netto-N-Mineralisation 77
(Bilanzansatz, G. 4.15) und des Umsatzes des mikrobiellen Biomasse-N
nach der Gründüngung.
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