Formiguerenböden Das mediterrane Analog zur Terra Preta de Indio in den humiden Tropen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Eileen Eckmeier, seit 4/2019
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390569052

Anthrosole gewinnen aufgrund globaler Themen wie die z.B. globale Erwärmung, Bodendegradation, die wachsende Weltbevölkerung und die damit verbundene Nahrungssicherung zunehmend an Bedeutung. Wie die Terra Preta in den humiden Tropen zeigt, können Anthrosole auch noch nach Jahrhunderten hohe Vorräte an organischer Substanz und Nährstoffen enthalten, doch nur wenige Anthrosole sind vergleichbar intensiv untersucht wie die Terra Preta.Ein interessantes Beispiel stellt die im mediterranen Katalonien (Spanien) angewendete Formigueren-Methode zur Urbarmachung unfruchtbarer Böden dar. Angehäufte Biomasse wird unter einer dicken Erdschicht mehrere Tage verschwelt und die so entstandene Kohle und Asche wurde, vermutlich zusammen mit weiterem organischem Material wie z.B. Dung, in den Boden eingearbeitet. Die daraus resultierten Böden weisen noch heute einen hohen Anteil an makroskopisch sichtbaren Kohlepartikeln auf, sind von dunkler Farbe und haben eine gute Bodenfeuchte und rege Bodenfauna. Inwieweit die Formiguerenböden, hinsichtlich ihrer Eintragsmaterialien und Eigenschaften, das mediterrane Analog zur tropischen Terra Preta de Indio sind und für den mediterranen Raum als Modell für eine nachhaltige Landnutzung darstellen könnten, ist eine zentrale Frage des Projekts. Daher stehen für das vorliegende Projekt drei Themenkomplexe im Vordergrund, die mithilfe modernster Methoden bearbeitet werden sollen. Erstens soll die Landnutzungsgeschichte mittels Radiokohlenstoffdatierung (14C), Phosphorgehalt- und Stickstoffisotopenanalysen (d15N) kombiniert mit Molekularmarkern zur Identifizierung und Quantifizierung von Holzkohle (Black Carbon) und Fäkalien (Stanole und Gallensäuren) rekonstruiert werden. Die Auswirkungen der Formiguerendüngung auf die Bodeneigenschaften werden durch eine bodenkundliche Grundcharakterisierung der Böden ermittelt und mit umliegenden, unbeeinflussten Böden verglichen.Die langfristigen Veränderungsprozesse von Kohle unter intensiver Bodenbearbeitung sind bisher nur wenig verstanden. Daher beschäftigt sich der zweite Themenkomplex mit den chemischen Eigenschaften von frischen und historischen Formiguerenkohlen und möglichen Stabilisierungsmechanismen, die neben der chemischen Rekalzitranz, zur Langzeitstabilisierung von Kohlen im Boden führen können. Die elementare Zusammensetzung der Kohle (C, N, H u. O) sowie die Quantität und Qualität des Black Carbon der Kohlen sollen zum einen Aufschluss über die Entstehungsbedingungen (Feuerintensität) und Rekalzitranz geben. Die Veränderung der chemischen Eigenschaften der Kohlen sollen mittels einer Kombination mikroskopischer und spektroskopischer Methoden wie REM-EDX, FTIM, XPS und der Dünnschliffmikroskopie erfasst werden.Die Auswirkungen der Formiguerendüngung auf die mikrobiellen Biomasse und die Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft steht im Fokus des dritten Themenkomplexes, welche mittels Aminozucker, Muraminsäure und PLFA als Marker für Pilze und Bakterien geklärt werden soll.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Bruno Glaser
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Katja Wiedner, bis 4/2019