FOR 1701:  Introducing Non-Flooded Crops in Rice-Dominated Landscapes: Impact on Carbon, Nitrogen and Water Cycles (ICON)

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin ; Medizin
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 194371065

Die Forschergruppe ICON erforscht und quantifiziert die Konsequenzen zukünftiger Umstellungen im Reisanbau. Die Abkehr von permanent gefluteten Anbausystemen als Reaktion auf die prognostizierte Wasserknappheit und zur Minderung von Methanemissionen wird eine Anzahl ökosystemarer Dienstleistungen beeinflussen und potenzielle Beeinträchtigungen der Umwelt sowie der Produktionseffektivität nach sich ziehen. Die Implementierung von Anbausystemen, die zwischen gefluteten und ungefluteten Feldfrüchten alternieren, maximiert die Gefahr zergliedernder Effekte.
Die Forschergruppe untersucht die Konsequenzen veränderter Bewässerungssysteme, der Feldfrucht-Diversifizierung und der unterschiedlichen Bearbeitungsstrategien für biogeochemikalische Kreisläufe von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N), die assoziierten Treibhausgasemissionen, den Wasserhaushalt und weitere ökosystemare Dienstleistungen. Das übergeordnete Ziel ist die Bereitstellung eines elementaren Prozessverständnisses für den Abgleich zwischen ökonomischen und ökologischen Interessen von Hochertragssystemen im Reisanbau. Die prozessorientierte Forschung der acht Teilprojekte umfasst (1) molekularbiologische Prozesse der C- und N-Kreisläufe und den assoziierten Treibhausgasaustausch im Boden, (2) die Struktur und Funktion von Nahrungsnetzen im Boden, (3) den Verbleib von Wurzel-Exudaten und deren Einfluss auf C-Kreisläufe und N-Retention und (4) hochpräzise Erfassung von C-, N- und Wasserbudgets.
Für die Forschung wurde ein zentrales Feldexperiment am International Rice Research Institute (IRRI, Philippinen) eingerichtet. Die experimentellen Ergebnisse werden im Kontext von Bewirtschaftungsszenarien mittels einer integrierten Modellierung aus Ernteentwicklung (ORYZA), C- und N-Kreisläufen (MoBiLE-DNDC) und Wasserflüssen (CMF) analysiert und stellen die Grundlage für Entwicklungsmöglichkeiten hinsichtlich einer Umwandlung von Reisanbausystemen zu höheren Erntepotenzialen unter minimiertem ökologischem Schadeinfluss.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: Philippinen

Projekte

• Einfluss der Bodenfauna auf C- und N-Umsetzungen in Reisanbau-Systemen (Antragsteller Wolters, Volkmar )
• Einfluss veränderter Flutungs- und Rotationspraktiken auf mikrobielle Gemeinschaften und ihre Aktivität im Hinblick auf Stickstoff-Fixierung und den Stickstoffzyklus (Antragstellerin Reinhold-Hurek, Barbara )
• Einfluss von Fruchtwechsel und Reisstrohmulch auf mikrobielle Umsetzungsprozesse organischer Kohlenstoffverbindungen (Antragstellerin Knief, Claudia )
• ICON Koordination (Antragsteller Wolters, Volkmar )
• Modellierung und Regionalisierung von Treibhausgas-Emissionen und Nitratauswaschung (Antragsteller Butterbach-Bahl, Klaus )
• Monitoring und Modellierung von Wasser und wassergebundenen C- und N-Flüssen in Reisbasierten Agrarökosystemen (Antragsteller Breuer, Lutz ;  Huisman, Johan )
• Pflanze-Boden Interaktionen in veränderten Reisanbausystemen und ihr Einfluss auf die C- und N- Dynamik (Antragsteller Siemens, Jan )
• Reisanbausysteme im Wandel - Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Boden: Stoffbilanzen und Ertragsanalyse (Antragsteller Becker, Mathias )
• Treibhausgas-Emission aus verschiedenen Fruchtfolgen von Reis (geflutet und nicht geflutet) und Mais (Antragsteller Kiese, Ralf )
• Trophic interactions in the soil of rice-rice and rice-maize cropping systems (Antragsteller Wolters, Volkmar )

• Sprecher: Professor Dr. Volkmar Wolters