FOR 995:  Biogeochemistry of paddy soil evolution

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 55047603

Für mehr als 50 Prozent der Weltbevölkerung ist Reis das Hauptnahrungsmittel. Der typische Nassreisanbau auf den sogenannten Paddy-Böden zieht jedoch Umweltprobleme nicht nur auf nationaler, sondern auch auf globaler Ebene nach sich, denn Nassreisböden tragen zu 10-25 Prozent zur weltweiten Produktion des klimarelevanten Kohlenwasserstoffs Methan bei. Ziel der interdisziplinären und internationalen Zusammenarbeit ist es daher, anhand einer Chronosequenz in einem der ältesten Reisanbaugebiete Chinas (Provinz Zhejiang) ökologisch relevante, biogeochemische Prozesse während der Entwicklung von Nassreisböden zu identifizieren.
Zwar sind kurzfristig wirksame ökologische Prozesse in Paddy-Böden schon relativ gut erforscht worden, jedoch wurden langfristige Aspekte zur Bildung und Entwicklung von Paddy-Böden im Hinblick auf den globalen Kohlenstoffkreislauf bislang kaum untersucht. Dies betrifft alle an den Kohlenstoffkreislauf gekoppelten Stoffe wie z.B. die verschiedenen Bodenstickstofffraktionen, aber auch alle beteiligten Prozesse wie den Umsatz von festen und gelösten Humusfraktionen sowie Umformungen von Mineralpartikeln. Umsatzwege und Umsatzraten werden über die Aktivität der mikrobiellen Biomasse gesteuert, die ihrerseits vom stark wechselnden Feuchteregime der Böden, d.h. vom Redoxsystem der Bodenminerale beeinflusst wird. Biomarker und 14C-Datierungen sind wertvolle Werkzeuge zur Quantifizierung von Umsatzraten und heben die Notwendigkeit einer interdisziplinären Zusammenarbeit hervor.
China blickt auf eine jahrtausendealte Reisanbaukultur zurück und besitzt daher eine Spanne von sehr alten bis hin zu sehr jungen, erst wenige Jahrzehnte alten Reisanbauflächen. Mittlerweile erfolgen rund 30 Prozent des weltweiten Reisanbaus in China. Steigende Bevölkerungszahlen sowie die Tatsache, dass China in wirtschaftlicher Hinsicht immer stärker an Bedeutung gewinnt, hebt die Relevanz gemeinsamer, vor allem umweltschutzorientierter Forschungsaktivitäten hervor.
Die interdisziplinäre Forschergruppe will hier dank der engen Zusammenarbeit mit führenden Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Nanjing einen Beitrag zur deutsch-chinesischen Umweltforschung leisten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: China, Indonesien, Niederlande

Projekte

• 14C AMS as a tracer to study carbon dynamics resulting from paddy management under different climatic conditions in different soil types (Antragsteller Grootes, Ph.D., Pieter M. )
• Changes in the mineral composition of paddy soils upon redox cycles (Antragstellerinnen / Antragsteller Fiedler, Sabine ;  Jahn, Reinhold )
• Coordination of the Research Unit and development of a conceptual model of paddy soil evolution (Antragstellerin Kögel-Knabner, Ingrid )
• Dissolved organic matter driven changes in minerals and organic-mineral interactions during paddy soil development (Antragstellerinnen / Antragsteller Fiedler, Sabine ;  Jahn, Reinhold )
• Dynamics of microbial communities involved in carbon and nitrogen turnover during paddy soil evolution in relation to different soil types (Antragsteller Schloter, Michael )
• Lipid biogeochemistry of paddy soil evolution (Antragsteller Schwark, Lorenz )
• Organic matter stabilisation during paddy soil development depending on soil type (Antragstellerin Kögel-Knabner, Ingrid )
• Production and stabilization of dissolved organic matter in paddy soils depending on redox conditions (Antragsteller Kalbitz, Karsten )
• Sequestration of microbial, aged and pyrogenic N during paddy soil development (Antragsteller Amelung, Wulf )

• Sprecherin: Professorin Dr. Ingrid Kögel-Knabner