Einfluss von Fe auf die Struktur, Stabilität und Zusammensetzung von Bodenmikroaggregaten

• Antragstellerin: Dr. Nina Siebers
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 251268514

Kolloidale und nanopartikuläre organische und mineralische Substanzen sind essentiell für die Bildung von Bodenmikroaggregaten. Allerdings ist ihre Rolle hinsichtlich der initialen Aggregat(Nukleus)-Bildung und als Bindemittel (cementing agent) noch nicht hinreichend verstanden. Mit diesem Antrag wollen wir die Rolle von Kolloiden und Nanopartikeln für die Bildung von Bodenmikroaggregaten, ihre Zusammensetzung und Architektur beleuchten. Dafür nutzen wir eine Kombination von State-of-the-Art Methoden um die Größenverteilung, Bausteine auf einer Mikro- bis Nanoskala, die totale und räumlichen Zusammensetzung als auch die Architektur von Bodenmikroaggregaten zu analysieren. Hierzu benutzen wir Methoden wie SPLITT, AF4, DLS, MALS (Größenverteilung) gekoppelt mit einem ICP-MS oder einem OCD (totale Elementzusammensetzung), TEM/SEM-EDX (räumliche Elementzusammensetzung) oder SAXS/USAXS und Gasadsorption (Porosität). Diese Methoden werden auf Bodenproben aus der Toposequenz und dem Mikrokosmosexperiment welches mit verschiedenen Isotopen versetzt wurde. Aus diesen Proben werden Bodenmikroaggregate isoliert und durch physikalische und chemische Behandlung desaggregiert. Anschließend werden die dabei enthaltenen Bausteine wieder reaggregiert um Informationen über den Nukleus der Bodenmikroaggregate zu erhalten, die Verteilung der organischen Substanz, sowie den Einfluss von organinischer Substanz und Fe-Spezies auf die Aggregatbildung und Porosität. Die Daten zur Porosität werden durch X-ray CT-Daten ergänzt von SP7 welche die größeren Poren erfassen. Zusätzlich wird der Einfluss der kolloidalen und nanopartikulären Zusammensetzung auf die mikrobielle Aktivität in Zusammenarbeit mit SP6 erfasst. Die erhaltenen Daten zu Partikelgrößen von SP2 werden PM zur Verfügung gestellt um bei der Entwicklung eines mechanistischen quantitativen Models beizutragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2179: MAD Soil - Microaggregates: Formation and turnover of the structural building blocks of soils
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Erwin Klumpp; Dr. Bei Wu