Maßstabsabhängiger Einfluss pflanzlicher und tierischer funktioneller Eigenschaften auf Nährstoffkreisläufe in Weiden

• Antragstellerin: Dr. Bettina Tonn
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251283083

Sowohl in extensiv bewirtschafteten Weiden als auch in natürlichen Ökosystemen mit großen Herbivoren spielt die Nährstoffrückführung durch Kot und Urin der Weidetiere eine wichtige Rolle im Nährstoffkreislauf. Sie hat die räumliche Konzentrierung und Separierung wichtiger pflanzlicher Nährstoffe auf der Maßstabsebene der Exkrementstelle zur Folge. Pflanzliche und tierische funktionelle Merkmale beeinflussen das Ausmaß dieser Heterogenität sowie die kleinräumige Reaktion der Vegetation und der Futteraufnahme auf Nährstoffzufuhr durch Exkremente. Während die ökologische Forschung vor allem großräumige Effekte von Herbivorie auf Umsätze und Stöchiometrie von Nährstoffen betrachtet hat, wurden in der agrarwissenschaftlichen Forschung Effekte von Exkrementstellen vor allem kleinräumig und oft ohne direkten Bezug zum großräumigen Weidesystem untersucht. Zur Beeinflussung von Nährstoffkreisläufen durch pflanzliche und tierische funktionelle Merkmale auf der Maßstabsebene der Exkrementstelle liegen aus in beiden Forschungsrichtungen nur wenige Informationen vor. Das Projekt zielt auf eine Kombination agrarwissenschaftlicher und ökologischer Konzepte bei der Untersuchung von Weideeinflüssen auf Nährstoffkreisläufe ab. Der Einfluss pflanzlicher funktioneller Gruppen und funktioneller Eigenschaften der Weidetiere auf die oberirdischen Nährstoffflüsse und die pflanzliche Nährstoff-Stöchiometrie sollen auf der Maßstabsebene der Exkrementstellen untersucht werden.Das geplante Untersuchungssystem ist ein langjährig ungedüngtes Weideexperiment mit den Versuchsfaktoren Grasnarbentyp (divers und grasdominiert) und Weidetier (Rinder und Schafe, gekennzeichnet durch unterschiedliche Körpergröße, Exkrementstellengröße und Weideselektivität). Daten werden auf drei Ebenen erhoben: auf großräumiger (Feld) und kleinräumiger (Exkrementstellen) Maßstabsebene im beweideten System und auf kleinräumiger Maßstabsebene unter simulierter Beweidung. Großräumig sollen Produktivität und Nährstoffgehalte (Stickstoff, Phosphor und Kalium) der Biomasse, sowie Biomasseaufnahme und Nährstoffausscheidung durch Kot und Urin der Weidetiere quantifiziert werden. Diese Daten werden zur Übertragung der exkrementstellen-spezifischen Daten auf die Feldebene genutzt. Auf kleinräumiger Ebene sollen Kot-, Urin- und unbeeinflusste Kontrollstellen im Feld markiert werden um den Effekt von Exkrementstellen auf Vegetation und Futteraufnahme zu erfassen. Ein Schnittexperiment mit simulierten Kot- und Urinstellen soll zur Validierung dieser Ergebnisse unter kontrollierten Bedingungen und für erweiterte Messungen genutzt werden.Das Projekt wird grundlegende Erkenntnisse über Herbivorieeffekte auf Nährstoffkreisläufe liefern, indem es die kleinräumige Heterogenität der quantitativ wichtigen Nährstoffflüsse in Kot und Urin der Weidetiere betrachtet und den Einfluss pflanzlicher und tierischer funktioneller Eigenschaften quantifiziert, die auf dieser Maßstabsebene prozessrelevant sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Johannes Isselstein