Landnutzung und Biodiversität betimmen den Beitrag mikrobieller Nekromasse zur Kohlenstoffspeicherung im Boden (BioNeCS)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Qing-Fang Bi; Professor Dr. Bruno Glaser; Dr. Kezia Goldmann; Dr. Klaus Kaiser; Luis Daniel Prada-Salcedo, Ph.D.; Dr. Marion Schrumpf
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften ; Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512408200

Mikrobielle Kohlenstoffassimilation und der daraus resultierende Aufbau mikrobieller Nekromasse leisten vermutlich einen wesentlichen Beitrag zum organischen Kohlenstoff im Boden, wobei der Beitrag unter Grünland größer sein dürfte als unter Wald. Die Faktoren, die die Bildung, Anreicherung und Stabilisierung mikrobieller Nekromasse im Boden steuern, sind jedoch bislang nur unzureichend verstanden. Wir möchten prüfen wie Landnutzung und Biodiversität das Ausmaß und die Mechanismen der Bildung stabiler, nekromassebürtiger organischer Bodensubstanz steuern. Die Biodiversitätsexploratorien bieten die einmalige Gelegenheit den Aufbau mikrobieller Nekromasse entlang von Landnutzungsgradienten auf unterschiedlichen Böden zu untersuchen. Dazu prüfen wir die zentrale Hypothese, dass unterschiedliche Landnutzung über die damit verbundenen Änderungen der Pflanzengesellschaften und der mikrobiellen Gemeinschaften unterschiedliche Anreicherungen mikrobieller Nekromasse im Boden bedingen. Wir vermuten, dass Landnutzungsart- und intensität sowie Biodiversität Einfluss nehmen auf (1) die funktionale Anpassung mikrobieller Gemeinschaften gegenüber unterschiedlichen Substraten, und folglich ihrer Kohlenstoffnutzungseffizienz, (2) die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft, unter anderem auf die Anteile von Bakterien und Pilzen sowie k- und r-Strategen, (3) das Verhältnis von Zersetzung zu Stabilisierung mikrobieller Nekromasse durch Bindung an Minerale und folglich (4) den Gesamtbeitrag mikrobieller Nekromasse zur organischen Bodensubstanz und den darin enthaltenen Anteil an bakterieller und pilzlicher Nekromasse. Um die Nekromassebildung und -stabilisierung getrennt betrachten zu können, untersuchen wir einerseits die aktive mikrobielle Biomasse, ihre physiologischen Eigenschaften (Wachstum und Kohlenstoffnutzungseffizienz), ihre Artenzusammensetzung und funktionalen Eigenschaften sowie andererseits den Verbleib mikrobieller und bakterieller Nekromasse im Boden. Durch Analyse des Einbaus von 13C aus markierter Wurzelstreu in mikrobielle Biomarker (Aminozucker) untersuchen wir die Stabilisierung wurzelbürtigen Kohlenstoffs durch mikrobielles Recycling. Aminozucker-Analysen werden zudem eingesetzt, um den Beitrag pilzlicher und bakterieller Nekromasse zur organischen Substanz in Ober- und Unterböden der Biodiversitätsexploratorien zu quantifizieren. Wir erwarten, dass unser umfassender und sich ergänzender Ansatz einen entscheidenden Beitrag zum besseren Verständnis des Beitrags mikrobieller Nekromasse zur Kohlenstoffspeicherung in Böden liefern wird.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1374: Biodiversitäts-Exploratorien