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Mineralisierung und Stabilisierung von organischem Kohlenstoff im Boden bei unterschiedlichen Fruchtfolgen und Bodenbearbeitungen

Projektleitung
Stemmer Michael, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.03.2004-15.07.2007
Art der Forschung
Grundlagenforschung
Projektpartner*innen
Forschungszentrum Seibersdorf GesmbH, A-2444 Seibersdorf, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Michael Jakusch;
Funktion des Projektpartners: Partner
Österreichische Agentur für Gesundheit- und Ernährungssicherheit GmbH - Landwirtschaftliche Untersuchungen und Forschung Wien, Spargelfeldstraße 191, 1226 Wien, Österreich.
Kontaktperson: Dr. Adelheid Spiegel;
Funktion des Projektpartners: Partner
Mitarbeiter*innen
Klepsch Sabine, Projektmitarbeiter/in (bis 31.01.2018)
Gerzabek Martin, Projektmitarbeiter/in
Tatzber Michael, Projektmitarbeiter/in (bis 03.06.2020)
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Bodenforschung
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Projektziel ist die Ermittlung der Umsetzungsdynamik sowie der Mineralisierung- und Stabilisierungsprozesse organischer Bodensubstanz unterschiedlicher Stabilität unter unterschiedlichen landwirtschaftlichen Bearbeitungsmaßnahmen.
Trotz unseres bereits umfangreichen Wissensstandes über die Kohlenstoffdynamik im Boden, treten in aktuellen Kohlenstoff-Bilanzierungen immer wieder Unsicherheiten bezüglich der Größe und des Umsatzes von unterschiedlich stabilen Kohlenstoff-Pools im Boden auf. Zur Erstellung und Validierung von Kohlenstoff-Modellen liegen allgemein nur wenige sichere Daten vor. Relativ wenig bekannt sind im Besonderen die Mechanismen und Transferraten von Kohlenstoff-Fraktionen zwischen labilen Pools mit raschem Umsatz und stabileren Pools mit bis zu mehreren Jahrzehnten andauernden Umsätzen. Für die Evaluierung bzw. Verbesserung von bestehenden Kohlenstoffmodellen sind diese Pool-Größen und deren Umsetzungsraten allerdings von entscheidender Bedeutung.
Der 14C-Freiland-Langzeitversuch, der bereits 1967 in Fuchsenbigl in Niederöstereich nahe Wien errichtet und seitdem konsequent geführt wurde, bietet die in Österreich einmalige Chance, den Umsatz und die Bilanz des 1967 ausgebrachtem, markiertem Dünger-Kohlenstoff unter unterschiedlichen Fruchtfolgesystemen (Schwarzbrache, Sommerweizen, Fruchtfolge) über eine Periode von 35 Jahren zu untersuchen. Aufgrund dieser ausgesprochen langen Versuchsdauer sollte es möglich sein, tiefergehende Erkenntnisse über die Kohlenstoffdynamik, im Besonderen über Kohlenstoff-Pools mit langsameren Umsetzungsraten, zu gewinnen.
Ziel dieses Projektes ist daher, die Größe, Struktur und Umsetzungsdynamik von unterschiedlichen Kohlenstoffpools mittels Partikelgrößen-Fraktionierung an ausgewählten Bodenproben zweier Langzeitversuche mit unterschiedlicher Bewirtschaftung zu ermitteln. Diese Ergebnisse sollen mit chemischen, isotopischen und spektroskopischen Analysen des Gesamtbodens (ohne Fraktionierung) in Einklang gebracht werden. Im besonderen erscheint es wichtig, die Rolle des Bodenhumus im Kohlenstoff-Stabilisierungsprozess besser abschätzen zu können. Abschließend werden die über die ganze Versuchsdauer erhobenen Daten verwendet, um die Kohlenstoff-Bilanzierung der untersuchten Freilandversuche unter unterschiedlichen Bewirtschaftungsmaßnahmen zu erstellen. Schlussendlich sollen diese Daten in die Validierung und Verbesserung bestehender Kohlenstoffmodelle einfließen.
Schlagworte
Spektroskopie (auch: Molekül-); Isotopentechnik; Bodenuntersuchungen; Agrarökologie;
Korngrößenfraktionierung; Langzeitversuch; Mineralisierung/Stabilisierung; Organische Bodensubstanz; 14C;
Publikationen

** Tatzber, M; Stemmer, M; Spiegel, H; Katzlberger, C; Landstetter, C; Haberhauer, G; Gerzabek, MH C-14-labeled organic amendments: Characterization in different particle size fractions and humic acids in a long-term field experiment.

GEODERMA. 2012; 177: 39-48. WoS FullText FullText_BOKU

** Tatzber, M; Stemmer, M; Spiegel, H; Katzlberger, C; Zehetner, F; Haberhauer, G; Garcia-Garcia, E; Gerzabek, MH Spectroscopic behaviour of C-14-labeled humic acids in a long-term field experiment with three cropping systems.

AUST J SOIL RES. 2009; 47(5): 459-469. WoS FullText FullText_BOKU

Gerzabek, M.H., Tatzber, M., Rampazzo-Todorovic, G., Zehetner, F. (2009): Soil organic matter dynamics as revealed by a 14C labelling long-term field experiment in Lower Austria.
[Soil Organic Matters, Harpenden, UK, 23.06.2009 - 25.06.2009]

In: Rothamsted Research, Soil Organic Matters, Book of Abstracts, p. 15

** Tatzber, M; Stemmer, M; Spiegel, H; Katzlberger, C; Haberhauer, G; Gerzabek, MH; Impact of different tillage practices on molecular characteristics of humic acids in a long-term field experiment - an application of three different spectroscopic methods..

Sci Total Environ. 2008; 406(1-2):256-268 WoS PubMed FullText FullText_BOKU

Rampazzo Todorovic, G., M. Stemmer, M. Tatzber, C. Katzlberger, H. Spiegel, M.H. Gerzabek (2008): Does the Rothamsted carbon model (RothC 26.3) properly predict soil carbon turnpover and storage in arable soils under Pannonian climate conditions?.
[EUROSOIL 2008, Vienna, Austria, 25.08.2008 - 29.08.2008]

In: Blum, W.E.H., M.H. Gerzabek, M. Vodrazka (Eds.), EUROSOIL 2008, Soil - Society - Environment, Book of Abstracts, University of Natural Resources and Applied Life Sciences Vienna, EUROSOIL 2008, 25-29 August 2008, Wien, 233; ISBN: ISBN: 978-3-902382-0

Tatzber, M., Stemmer, M., Spiegel, H., Katzelberger, C., Haberhauer, G., Gerzabek, M.H. (2007): Carbon stabilization in soils in response to different tillage treatments and crop rotations.

Mitteilungen der Österreichischen Bodenkundlichen Gesellschaft, 74, 58-63; ISSN 0029-892X

** M. Tatzber · M. Stemmer · H. Spiegel · C. Katzlberger · G. Haberhauer · M. H. Gerzabek An alternative method to measure carbonate in soils by FT-IR spectroscopy.

Environmental Chemistry Letters, online , 5, 9-12; ISSN 1610-3661 WoS FullText FullText_BOKU

Tatzber, M., Stemmer, M., Haberhauer, G., Spiegel, H., Katzlberger, C., Gerzabek, M.H. (2006): Carbon mineralization and stabilization in soils in response to different crop rotations and tillage treatments.
[European Geosciences Union EGU General Assembly 2006, Vienna, Austria, 02.04.2006 - 07.04.2006]

In: European Geosciences Union: EGU General Assembly 2006, 2-7 April 2006, Wien, Volume 8, 01871/1-2; ISSN 1029-7006

Tatzber, M., Stemmer, M., Haberhauer, G., Spiegel, H., Katzlberger, C., Gerzabek, M.H. (2006): Carbon dynamics in two Austrian long-term field experiments: crop rotations and tillage.
[Final Workshop of the DFG priority programme 1090 2006 - Soils as sink and source of CO2 - mechanisms and regulation of roganic matter stabilisation in soils, Bayreuth, Germany, 18.03.2006 - 21.03.2006]

In: University of Bayreuth: Final Workshop - DFG priority programme 1090, Soils as sink and source of CO2 - mechanisms and regulation of roganic matter stabilisation in soils, 18 - 21 March 2006, Schloss Thurnau, Bayreuth, Germany

Tatzber, M., Stemmer, M., Haberhauer, G., Spiegel, H., Katzlberger, C., Gerzabek, M.H. (2006): Kohlenstoffmineralisation und -stabilisierung in Böden unter verschiedenen Ernteabfolgen und Bearbeitungsmethoden.
[Jahrestagung der Österreichischen Bodenkundlichen Gesellschaft ÖBG 2006 - Boden als Pflanzenstandort, Rust, Austria, 04.05.2006 - 05.05.2006]

, Mitteilungen der Österreichischen Bodenkundlichen Gesellschaft, 73, 45-51; ISSN 0029-893-X

Vorträge

Rampazzo Todorovic, G., Stemmer, M., Tatzber, M., Katzlberger, C., Spiegel, H., Zehetner, F., Gerzabek, M.H. (2009): Modeling of soil carbon turnover under different crop management: Calibration of RothC-model for Pannonian climate conditions.

, European Geosciences Union General Assembly 2009, 19-24 April, 2009, Vienna, Austria

Michael TATZBER, Michael STEMMER, Christian KATZLBERGER, Heide SPIEGEL, Georg HABERHAUER and Martin H. GERZABEK (2008): Comparison of humic acids from different soil depths of three different cropping systems. [Poster]

Jahrestagung der ÖBG, Donnerstag, 12.06.2008 bis Freitag 13.06.2008, Forstlichen Ausbildungstätte Ort - Johann Orth-Allee 16 - 4810 Gmunden FullText

Rampazzo Todorovic, G., M. Stemmer, M. Tatzber, C. Katzlberger, H. Spiegel, M.H. Gerzabek (2008): Does the Rothamsted carbon model (RothC 26.3) properly predict soil carbon turnpover and storage in arable soils under Pannonian climate conditions?. [Poster]

EUROSOIL 2008, 25-29 August 2008, Wien

Gerzabek, M.H. (2007): Organische Bodensubstanz, ihre Dynamik und Wirkungen.

Erdwissenschaftliches Kolloquium, 28.3.2007, Wien

Tatzber, M., Stemmer, M., Haberhauer, G., Spiegel, H., Katzlberger, C., Gerzabek, M.H. (2007): Verhalten von 14C-markiertem Kohlenstoff in einem Langzeitfeldversuch unter verschiedenen Fruchtfolgen in Gesamtböden und Fraktionen extrahierter Huminsäuren. [Poster]

Jahrestagung ÖBG 2007, 10. - 11. Mai 2007 , Seitenstetten

Gerzabek, M.H., Aquino, A.J.A, Lair, G.J., Novoszad, M., Haberhauer, G., Tunega, D., Klepsch, S., Stemmer, M., Tatzber, M., Kirchmann, H., Winkler, P., Lischka, H. (2006): Forschungsergebnisse zum Stoffverhalten im Boden - von der bodenorganischen Substanz bis zum Adsorptionsverhalten.

Agrosphären-Kolloquium, 22.2.2006, Forschungszentrum Jülich

Tatzber, M., Stemmer, M., Haberhauer, G., Spiegel, H., Katzlberger, C., Gerzabek, M.H. (2006): Kohlenstoffmineralisation und -stabilisierung in Böden unter verschiedenen Ernteabfolgen und Bearbeitungsmethoden.

Jahrestagung der Österreichischen Bodenkundlichen Gesellschaft, 4.5.2006, Rust/Burgenland

Tatzber, M., Stemmer, M., Haberhauer, G., Spiegel, H., Gerzabek, M.H. (2005): Kohlenstoffmineralisation und –stabilisierung in Böden unter verschiedenen Fruchtfolgen und Bearbeitungsmethoden.

DBG-Jahrestagung 2005, 3.-11.9.2005, Marburg/Lahn

Tatzber, M., Stemmer, M., Spiegel, H., Haberhauer, G., Katzlberger, C., Gerzabek, M.H. (2005): Angewandte FTIR-Spektroskopie am Beispiel von Karbonatbestimmungen und Charakterisierung der organischen Substanz in Böden.

ALVA-Herbsttagung, 5.12.2005, Wien

Tatzber, M, Stemmer, M., Haberhauer, G., Spiegel, H., Katzlberger, C, Gerzabek, M.H. (2004): Carbon mineralization and stabilization in soils in response to different crop rotations and tillage treatments.

Workshop: propagation of uncertainties in the representation of processes underlying net ecosystem exchange (NEE) in grassland ecosystem models, 9 – 10 December 2004, Aberdeen University, Aberdeen (Scotland, UK)

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