N2O - Emissionen aus unterschiedlich behandelten Fichtenstandorten im Hoeglwald

Frankfurt am Main

1993

280 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

67264

I. Erfassung und statistische Auswertung der im Hoeglwald gemessenen N2O- Emissionsraten. 1.) Zur Erfassung von N2O-Emissionen aus unterschiedlich behandelten Boeden des Hoeglwalds wurde ein semikontinuierlich arbeitendes Messystem entwickelt. Mit der closed-chamber-Methode wurden die durch Emission bzw. Deposition verursachten N2O-Konzentrationsaenderungen in Messkammern gemessen. Die Entnahme der Luftproben aus den Messkammern und die zur Ausfuehrung der Messphasen benoetigte Oeffnung und Schliessung der Kammerdeckel wurden ueber Ventilsysteme automatisiert. 2.) Im Rahmen des "Hoeglwald-Projektes" wurden die N2O-Emissionsraten in den Jahren 1990 bis 1992 in acht Messkampagnen zu verschiedenen Jahreszeiten (Fruehling, Sommer, Herbst und Winter), getrennt fuer die fuenf unterschiedlich behandelten Versuchsflaechen (unbehandelt, gekalkt, sauer beregnet, normal beregnet sowie sauer beregnet und gekalkt) quantifiziert. Das aus den N2O- Emissionsraten aller Versuchsflaechen und Messkampagnen (n=1038) gebildete Jahresmittel von 25.3 plus minus 24.8 Myg N2O-N/m hoch-2/h hoch-1 liegt deutlich ueber den veroeffentlichten Werten fuer andere Nadelwald- Oekosysteme der gemaessigten Breiten. 3.) Die in den acht Messkampagnen auf einer Versuchsflaeche gemessenen und gemittelten N2O-Emissionsraten (Gesamt- Mittelwerte xGF) der unterschiedlich behandelten Flaechen wiesen keine signifikanten Unterschiede auf. Ein Effekt von Kalkung, normaler bzw. saurer Beregnung auf die emittierten N2O-Mengen konnte somit waehrend des Messzeitraumes nicht nachgewiesen werden. 4.) Der Vergleich der ueber einzelne Messkampagnen gemittelten, jeweils auf die Versuchsflaechen bezogenen N2O-Emissionsraten (Flaechen-Mittelwerte xF) ergab zwar teilweise hoch signifikante Unterschiede (Alpha < 0.1%), diese wiesen jedoch wechselnde Tendenzen auf. Ein jahreszeitlich abhaengiger Effekt von Kalkung, normaler bzw. saurer Beregnung war somit ebenfalls nicht nachweisbar. 5.) Die im Hoeglwald gemessenen N2O-Emissionsraten wiesen einen saisonalen Verlauf auf. Hierbei wurde ein Emissionsmaximum waehrend der Fruehlings- Messkampagnen im Mai/Juni und ein Minimum waehrend der Herbst-Messkampagnen im November/Dezember beobachtet. 6.) Die Korrelation aller im Hoeglwald gemessenen Emissionsraten mit der Tageszeit ergab einen diurnalen Rhythmus mit einem Maximum am Nachmittag (16 bis 18 Uhr) und einem Minimum in den Morgenstunden (6 bis 8 Uhr). 7.) Die Korrelationen aller im Hoeglwald gemessenen N2O-Emissionsraten mit Luft- und Bodentemperatur, Bodenfeuchte, Haeufigkeitsverteilung verschiedener Bakteriengruppen sowie Ammonium- und Nitrat-Konzentrationen im Boden ergaben keine durchgaengig signifikanten Abhaengigkeiten. In Einzelfaellen konnte jedoch - bei geringen Bodenfeuchtewerten - nach Regenereignissen eine signifikante Erhoehung der N2O-Emission nachgewiesen werden. II. Test des Heterotrophen Nitrifizierers Alcaligenes faecalis auf Ammonium-Monooxygenase (AMO) und Hydroxylamin- Oxydoreduktase (HOR). 1.) In mit ganzen Zellen von Alcaligenes faecalis durchgefuehrten Versuchen wurde die Abgabe der Nitrifikations- Zwischenprodukte Hydroxylamin und Nitrit in das Medium der Kulturen nachgewiesen. In Ammonium-Citrat-Medium angezogene Alcaligenes-Kulturen (Ammonium als einzige Stickstoff-Quelle) wiesen eine der Hydroxylamin- Bildung parallel verlaufende Ammonium-Aufnahme auf. 2.) Die Abgabe des Nitrifikations-Nebenproduktes N2O in den Gasraum ueber den Kulturen ist sowohl auf Heterotrophe Nitrifikation als auch auf aerobe Nitrifikation zurueckzufuehren. Beide Prozesse werden in Alcaligenes faecalis simultan ausgefuehrt. 3.) Die fuer den Autotrophen Nitrifizierer Nitrosomonas europaea bekannte inhibierende Wirkung von Acetylen und 8-Hydroxychinolin (Hemmung der AMO) sowie von Hydrazin (Hemmung der HOR) konnte auch fuer ganze Zellen von Alcaligenes faecalis gezeigt werden. Die hier nachgewiesene Hemmung der Heterotrophen Nitrifikation in Alcaligenes faecalis durch Acetylen zeigt, das..