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Projekt
Koordinationsfonds
Antragsteller
Professor Dr. Kai Uwe Totsche
Fachliche Zuordnung
Bodenwissenschaften
Förderung
Förderung von 2015 bis 2023
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251268514
Mikroaggregate entstehen während der Bodenbildung im Zusammenspiel von physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen. Sie spielen eine herausragende Rolle im Aggregatsystem des Bodens, da sie Prozesse involviert sind, die die Interaktion, den Transport und den Umsatz von Bodenbestandteilen steuern. Obwohl die Bodenfunktionen durch die Aggregatstruktur kontrolliert werden, ist unser Wissen zu Bildung und Bildungsraten von Mikroaggregaten lückenhaft. Es ist aber wesentliche Voraussetzung zum Verständnis des Zusammenhangs von Mikroarchitektur und Wasserfluss, Stofftransport, Aktivität der Mikroorganismen, Umsatz und Interaktionen von Elementen, wie auch der Stabilität der Mikroaggregate selbst. Übergeordnetes Ziel der Forschergruppe (FG) ist es daher, ein modellbasiertes mechanistisches Verständnis zu Bildung, Struktur, Zusammensetzung, Eigenschaften und Stabilität der Mikroaggregate zu gewinnen und die wechselseitige Kopplung von Mikroaggregaten und den Funktionen des Boden, Habitat für Mikroorganismen sowie Speicher für Kohlenstoff und Wasser, aufzuklären. Unser Ansatz umfasst die Untersuchung und quantitative Charakterisierung der räumlichen Anordnung, der Mikroarchitektur, der Stabilität und der Eigenschaften von Mikroaggregaten mit einer Kombination von bildgebenden und analytischen Verfahren. Die FG vereint dazu Expertise von Projektgruppen, die komplementäre chemische, physikalische, topographische und mechanische Informationen mit einer Auflösung auf der Submikrometerskala liefern können. Aus der simultanen Anwendung dieser komplementären Techniken auf Mikroaggregate, die von einer Bodentoposequenz, einer Chronosequenz (2te Phase der FG) und aus einem Mikrokosmen-Inkubationsexperiment gewonnen werden, versprechen wir uns einen wesentlichen Fortschritt im mechanistischen Verständnis der Bodenfunktionen. Im Inkubationsexperiment setzen wir dabei erstmalig eine Multi-Stabilisotopenmarkierung ein. Dies wird es uns erlauben, gleichzeitig die Rolle wesentlicher Bodenminerale und organischer Bodenbestandteile für die Bildung von Mikroaggregaten in vivo zu untersuchen. Die experimentellen Arbeiten sind dabei die Basis für einen expliziten, kontinuumskaligen Modellierungsansatz, mit dem wir nicht nur das - messbare modellieren - wollen, sondern existierende und neu zu entwickelnde Theorien prüfen möchten und die datenbasierten Konzepte zur Bildung, Stabilität und zum Umsatz von Bodenmikroaggregaten analysieren wollen. Im vorliegenden Antrag zum Projekt Koordination werden die zentralen Koordinationsaufgaben und die übergreifenden Ansätze dargestellt. Diese umfasst Probenahmekampagnen, das zentrale Mikrokosmenexperiment, die Herstellung von markierten Materialen, die Entwicklung und Harmonisierung der Vorgehensweise für die Mikroaggregattrennung und -isolierung, wie auch die Anstrengungen zur Interpretation und Modellierung der Daten, ihrer Speicherung, Nutzung und Veröffentlichung.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
