Masterarbeit Einfluss der Bodenstruktur, auf die Adsorption und Stickstoff Verfügbarkeit 100%

Einfluss der Bodenstruktur, auf die Adsorption und Stickstoff Verfügbarkeit (100%)

Art des Angebots: Masterarbeit, Bachelorarbeit

Problemstellung

Die Bodenqualität, insbesondere das Verhältnis von organischer Bodensubstanz (Humus) zu Ton, beeinflusst das Pflanzenwachstum und die Nährstoffverfügbarkeit. Stickstoff liegt im Boden organisch gebunden vor und muss mineralisiert werden, um pflanzenverfügbar zu sein. Ein hohes Verhältnis von Humus zu Ton fördert die Bildung von relativ stabilen Ton-Humus-Komplexen, in denen Stickstoff vor Mineralisierung geschützt ist. Falls mehr Humus vorhanden ist, als an dem vorhandenen Tonanteil gebunden werden kann, ist zu erwarten, dass ein grösserer Anteil als leichter mineralisierbarem Stickstoff vorliegt und die Stickstoffverfügbarkeit des Bodens steigt. In gedüngten Böden könnte die steigende Stickstoff Verfügbarkeit bei höherem Humusgehalt dabei sowohl auf die erhöhte Stickstoff Mineralisierung aus dem Humus selbst, oder auf eine geringere Festlegung von zugefügten Düngern als Ton-Humus-Komplexe zurückzuführen sein. Diese Frage bildet den Kern der ausgeschriebenen Masterarbeit.

Vorgehen/Methode

Im Februar 2025 – Juni 2025 wird im Rahmen einer Dissertation im EU-Projekt NutriBudget ein Topfversuch mit Sommerweizen unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. In diesem werden 10 Böden mit unterschiedlichen Ton:Humus-Verhältnissen bei zwei Düngungsstufen (alle Nährstoffe inklusive Stickstoff vs.  alle Nährstoffe ausser Stickstoff) getestet. Die Auswirkungen der verschiedenen Böden auf Ertrag, Nährstoffausnutzung, Pflanzen- und Wurzelwachstum werden untersucht. Durch die Nutzung von isotopisch markiertem Stickstoff (15N) kann der Verlauf des zugefügten Stickstoffs präzise nachverfolgt werden. In dieser Masterarbeit sollen Bodenproben vom Anfang und Ende des Versuchs in physikalische Fraktionen aufgetrennt werden (stabile Fraktion «mineral associated organic matter/MA-OM» und eher unstabile Fraktion «particulate organic matter/P-OM»), um Rückschlüsse auf die Stabilität der organischen Substanz im Boden und den Verbleib des Dünger-Stickstoffs in Abhängigkeit der physikalischen Bodencharakteristika zu ziehen. 

Das Thema eignet sich primär als Masterarbeit. Bei Interesse an einer Bachelorarbeit könnte der Rahmen ggfs. eingeschränkt werden.

Kontaktperson

Else Bünemann-König

Wiebke Reymann

Bearbeitungszeitraum

nach Absprache, frühestens ab Mai 2025, Probenahme Mai/Juni, Fraktionierung ab Juni, Auswertung flexibel

Literatur

• Johannes, A., Matter, A., Schulin, R., Weisskopf, P., Baveye, P. C., & Boivin, P. (2017). Optimal organic carbon values for soil structure quality of arable soils. Does clay content matter? Geoderma, 302, 14– 21. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.04.021
• Castellano, M. J., Kaye, J. P., Lin, H., & Schmidt, J. P. (2012). Linking carbon saturation concepts to nitrogen saturation and retention. Ecosystems, 15, 175–187
• Fuchs, M.; Frick, H.; Moinet, G.Y.K.; Mayer, M.; Bünemann, E.K. Residual nitrogen from slurry and mineral fertiliser two years after application: Fractionation and plant availability. Soil Biol. Biochem. 2023, 177, 108908

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