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Bodenökologische Risiken und Potentiale der Lignozellulose-Nutzung

Projektverantwortlich

Projektbeschreibung

Lignozellulose bildet die größte terrestrische Zufuhrquelle für organischen Bodenkohlenstoff. Durch Zersetzung wird Lignozellulose zusammen mit anderen organischen Molekülen in die organische Bodensubstanz (OBS) eingebaut, und spielt damit eine richtige Rolle für die ökologischen Eigenschaften von Boden. Jedoch weist die OBS ein breites Spektrum an Menge und der Zusammensetzung von Lignin auf. Unbekannt ist, wie Lignin Eigenschaften der OBS und die Funktionalität des Bodens beeinflusst. In diesem Projekt wird der direkte Einfluss von Lignin und Ligninszersetzungsprodukten auf zentrale Bodeneigenschaften quantifiziert. Wir stellen die Hypothese auf, dass der Ligningehalt der organischen Substanz die physikochemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens verbessert. Entfernung von verholzter Biomasse aus Waldökosystemen wäre in diesem Fall nachteilig für die Bodeneigenschaften.

 

Beziehungen zwischen Ligninmarkern (extrahiert nach CuO Oxidation) und typischen Bodeneigenschaften werden durch eine Inventur von acht Buchenwäldern (Fagus sylvatica L.) in Südwestdeutschland und eine quantitative Analyse entlang eines Profils mit steigendem Ligningehalt geprüft. Untersuchte Bodeneigenschaften sind: Kationaustauschkapazität, Säureneutralisationkapazität, pH, verfügbares Wasser, Okklusion von OBS in Aggregate, Stabilität der Aggregate, und Pilzdiversität. Die Analyse des CuO-oxidierten Lignins wurde an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg durchgeführt.

 

Nach der ersten Untersuchungsphase in Buchenwäldern ist geplant, Lignin im Boden von Acker- und Plantagenbetrieben zu analysieren sowie eine Bio-Indikator Methode basierend auf Pilzen zur Bestimmung der Ligningehalte im Boden zu entwickeln. Die Ergebnisse werden in internationalen Zeitschriften und in Foren veröffentlicht, sowie auf Tagungen präsentiert.

Totholz in einem Fagus sylvatica Bestand. Bild: J Wambsganß, 2015.

Laufzeit

01. Jan 2015 bis 31. Dez 2017

 Veröffentlichungen und Konferenzbeiträge

Statusseminar Forschungsprogramm Bioökonomie Baden-Württemberg, Stuttgart, 13. Oktober 2016

Poster: "Deadwood as  Biogeochemical 'Hot-Spots' in Soil and Forest Ecosystems"

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