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Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften

Lehrstuhl Bodenökologie - Prof. Dr. Eva Lehndorff

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Mikroskalige Variabilität der Bodenlösungschemie

BITÖK-N 8

Von 01/1995 bis 12/1997

Projektleiter: Egbert Matzner
Mitarbeiter: Antje Dieffenbach, Axel Göttlein
Bewilligung: 0339476 B Vorhersage und Erklärung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Ökosystemen unter veränderten Umweltbedingungen

Ziel des Projektes war es, mikroskalige Variabilitäten der Bodenlösungschemie, welche durch Bodenstruktur und Bodenhorizontierung sowie durch die Aktivität wachsender Wurzeln hervorgerufen werden, näher zu untersuchen. Hierzu wurden Mikro-Saugkerzen zur Probengewinnung und Kapillarelektrophorese für die mikroanalytische Ionenbestimmung eingesetzt.
Im Bodenprofil konnten auf kleinster Distanz (<2 cm) deutliche Gradienten wesentlicher Parameter sowohl der Lösungs- als auch der Festphase festgestellt werden. Es trat in keinem Fall ein Konzentrationssprung an einer Horizontgrenze auf. Auch war es nicht möglich Regulations-mechanismen zwischen Festphaseneigenschaften und Lösungsphase eindeutig aufzuklären. Der deutliche Konzentrationsunterschied zwischen Altot und Al3+ in der Bodenlösung führte zu Differenzen bei der Berechnung der Ca/Al-Verhältnisse, die in der Größenordnung einer Zehnerpotenz lagen.
Die von wachsenden Fichtenwurzeln induzierten Veränderungen der Rhizosphären-Bodenlösung konnten sowohl im Freilandexperiment als auch im Rhizotronversuch in hoher zeitlicher Auflösung verfolgt werden. Ein durchgängiges Ergebnis war die Abnahme von Mg2+ und Al3+ in Wurzelnähe. Im Freiland zeigte sich, daß Rhizosphäreneffekte von Heterogenitäten der Festphase und der Sickerwasserdynamik überlagert wurden.
Die zeitliche und räumliche Variabilität der Bodenlösungschemie läßt sich durch Mikrosaugkerzen und Kapillarelektrophorese gut erfassen, wobei als wesentlicher Vorteil die Möglichkeit zur Bestimmung von Al3+ (Al-Toxizität) zu nennen ist. Aufgrund der ausgeprägten mikroskaligen Variabilität des Nährstoffangebotes und der deutlichen Konzentrationsgradienten in der Rhizosphäre kann die "konventionelle" Charakterisierung eines Standortes (Standardsaugkerzen, Mischprobenanalysen) nur zur groben Abschätzung des aktuellen Nährstoffangebotes dienen. (Abschlußbericht 1998)

Publikationsliste dieses Projekts

Göttlein, A; Heim, A; Matzner, E: Mobilization of aluminium in the rhizosphere soil solution of growing tree roots in an acidic soil, Plant and Soil, 211, 41-49 (1999) -- Details
Bakker, MR; Dieffenbach, A; Ranger, J: Soil solution chemistry in the rhizosphere of roots of sessile oak (Quercus petraea) as influenced by lime, Plant and Soil, 209, 209-216 (1999) -- Details
Göttlein, A; Manderscheid, B: Spatial heterogeneity and temporal dynamics of soil water tension in a mature Norway spruce stand, Hydrological Processes, 12, 417-428 (1998) -- Details
Göttlein, A: Determination of free Al3+ in soil solutions by capillary electrophoresis, European Journal of Soil Science, 49, 107-112 (1998) -- Details
Lischeid, G; Alewell, C; Bittersohl, J; Göttlein, A; Jungnickel, C; Lange, H; Manderscheid, B; Moritz, K; Ostendorf, B; Sager, H: Investigating soil and groundwater quality at different scales in a forested catchment: the Waldstein case study , Nutrient Cycling in Agroecosystems, 50, 109-118 (1998) -- Details
Dieffenbach, A; Göttlein, A; Matzner, E: In-situ soil solution chemistry in an acid forest soil as influenced by growing roots of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), Plant and Soil, 192, 57-61 (1997) -- Details
Göttlein, A; Matzner, E: Microscale heterogeneity of acidity related stress-parameters in the soil solution of a forested cambic podzol, Plant and Soil, 192, 95-105 (1997) -- Details
Göttlein, A; Blasek, R: Analysis of small volumes of soil solution by capillary electrophoresis, Soil Science, 161 (10), 705-715 (1996) -- Details
Göttlein, A; Hell, U; Blasek, R: A system for microscale tensiometry and lysimetry, Geoderma, 69, 147-156 (1996) -- Details
Göttlein, A; Stanjek, H: Micro-scale variation of solid-phase properties and soil solution chemistry in a forest podzol and its relation to soil horizons, European Journal of Soil Science, 47, 627-636 (1996) -- Details
Göttlein, A: Mikroskalige Variabilität von Bodenlösungskonzentrationen und Saugspannungen in einem sauren Waldboden, Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft, 76, 25-28 (1995)
Göttlein, A; Dieffenbach, A: Zeitlich und räumlich hochauflösende Bodenwasserpotentialmessungen (Tensiometrie) im Freilandexperiment und Laborversuch, Borkheider Seminar zur Ökophysiologie des Wurzelraumes, 6, 155-160 (1995)
Göttlein, A: Mikroskalige Variabilität der Bodenlösungschemie - Ergebnisse eines Laborversuchs zum Vergleich von Standard- und Mikro-Saugkerzen, Z. Pflanzenernährung Bodenkunde, 158, 205-206 (1995) -- Details
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