Geoökologisches Kolloquium WS 2007/08

Die Nitrifikation als Quelle klimarelevanter Spurengase

Aufgrund des hohen Aufwandes wird in vielen Untersuchungen, die sich mit dem N-Kreislauf im Boden beschäftigen, nicht die eigentlich relevante Brutto-Nitrifikationsrate, sondern die einfacher zu bestimmende Netto-Nitrifikationsrate gemessen. Die Netto-Nitrifikation lässt jedoch keinen Rückschluss auf die Höhe und die Dynamik der Nitrifikation (d. h. quantitative Umsetzung von NH4+ zu NO3-) im Boden zu und kann zur Interpretation mikrobieller N-Umsetzungen nur eingeschränkt herangezogen werden.

So ist zu erwarten, dass die Spurengasproduktion von der Brutto- und nicht von der Nettorate der Nitrifikation determiniert wird. Lange Zeit wurde die Brutto-Nitrifikation nur mit der 15N-pool dilution Technik bestimmt, die auf der Verdünnung zuvor homogen eingebrachten 15N-Nitrat aufgrund der Nachlieferung von Nitrat durch die Nitrifikation in dem Boden beruht, in neuerer Zeit ist dies auch mit der BaPS-Methode möglich. Dabei wird angenommen, dass in einem mit Boden gefüllten, gasdichten System nur die folgenden Prozesse für eine Veränderung des Systemdruckes verantwortlich sind: Bodenatmung, Nitrifikation und Denitrifikation.

In dem Vortrag werden Vergleichsmessungen der beiden Methoden dargestellt und die Vor- und Nachteile der beiden Methoden gegenübergestellt. Die aus den umfangreichen Messungen gewonnenen Erkenntnisse zur Spurengasbildung durch Nitrifikation und ihre Abhängigkeit von Umweltparametern wie Bodenfeuchte und -temperatur werden dargestellt und diskutiert, sowie Ansätze zu deren Modellierung erläutert.