Adding dissolved organic carbon to simulate freeze-thaw related N2O emissions from soil

Weinheim

2004

S. 471-478

1 Abb., 39 Lit. Ang.

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200116597

Die vorgestellten Untersuchungen basieren auf der Annahme, dass hohe N2O-Emissionsraten im Winter auf durch Frostwirtkung erhöhte Mengen an mikrobiell verfügbarem organischem C zurückzuführen sind. In einem Laborexperiment sollten daher Frost-Auftau-Ereignisse durch die Zugabe von gelöstem organischem C (DOC) zu gesiebtem Boden mit einem hohen Wassergehalt (95 % wassergefülltes Porenvolumen) simuliert werden. In einer vollständigen Faktorenanalyse wurden die CO2- und N2O-Emissionen von a) Bodenproben, die mit DOC, der aus gefrorenem Boden gewonnen wurde, beaufschlagt wurden, und b) Bodenproben, die über 46 Tage gefroren waren und aufgetaut wurden, verglichen. Zusätzlich wurden die Nitrat-, DOC- und mikrobiellen ATP-Gehalte in allen Varianten während des Versuches wiederholt bestimmt. Die Zugabe von DOC zu einem ungeforenen Boden (-FüC) verursachte einen starken Anstieg (22fach) der N2O-Emissionen im Vergleich zur Kontrollvariante (-F-C). Die Zunahme der N2O-Emissionen war jedoch in den Auftauvarianten wesentlich stärker (828facher und 1243facher Anstieg in der +F-C- bzw. +F+C-Variante gegenüber der Kontrolle). Das Einfrieren, aber nicht die Zugabe von DOC, bewirkte gesteigerte CO2-Emissionen. Die mikrobielle Biomasse war in keiner der Varianten verändert. Durch die Zugabe von 15N-markiertem Nitrat zu den Bodenproben wurde die Denitrifikation als hauptverantwortlich für die gesteigerten N2O-Emissionen identifiziert. Wir folgen, dass die Verfügbarkeit von C-Substrat einen wichtigen Beitrag zu durch Frost-Auftau-Ereignisse verursachten N2O-Emissionen leistet. Die Tatsache jedoch, dass die N2O-Emissionen in den Frost-Auftau-Varianten wesentlich höher waren als in der Variante mit DOC-Zugabe, deutet darauf hin, dass sich sowohl die Quantität als auch die Qualität des verfügbaren C zwischen den Varianten unterschied. Die räumliche Verteilung, d.h. die Verfügbarkeit in situ des freigesetzten Substrates scheint von wesentlicher Bedeutung für die N2O-Produktionsrate zu sein.