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EPS oder Nekromasse? Entschlüsseln der Rolle von mikrobiellen Rückständen in Pflanzen-Boden-Systemen
Antragsteller
Dr. Jens Dyckmans; Professor Dr. Rainer Georg Jörgensen
Fachliche Zuordnung
Bodenwissenschaften
Förderung
Förderung seit 2025
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 554676741
Im Anschluss an die in der ersten Phase des SPP durchgeführten Experimente wurden vier Experimente konzipiert, um EPS (extrazelluläre polymere Substanzen) von mikrobieller Nekromasse in landwirtschaftlich genutzten Böden zu unterscheiden. Dabei wurden die folgenden zentralen Hypothesen zugrunde gelegt: (1) Aminozucker (AS) sind Marker für mikrobielle Residuen, d.h., EPS und Nekromasse (abgestorbene Zellreste) in Böden; (2) die Kopplung von AS-Messungen mit anderen Indikatoren (z. B., EL-FAME) kann EPS von der Nekromassedynamik unterscheiden und (3) die pflanzliche und mikrobielle EPS-Produktion ist unterschiedlich, aber miteinander verbunden. Im ersten Versuch wird die Aminozucker-Zusammensetzung des Kohlenstoffs in mikrobieller Biomasse und der Restfraktion (EPS und Nekromasse) in Bakterien- und Pilzkulturen, die auf verschiedenen Mineralmaterialien gezüchtet wurden, im Zeitverlauf untersucht. In diesem Versuch wird zusätzlich die Wärmeproduktion mittels Mikrokalorimetrie ermittelt. Im zweiten Experiment wird die Komplexität erhöht und die Aminozucker-Zusammensetzung, der Kohlenstoff in mikrobieller Biomasse und der Restfraktion erneut im Laufe der Zeit gemessen, jetzt aber in landwirtschaftlichen Böden. Im dritten Experiment, das Teil des gemeinsamen SPP-Experiments "SOM-Batterie" ist, wird der Beitrag der mikrobiellen Rückstände zum Speicherpotenzial der SOM von Kohlenstoff und Energie untersucht. Im vierten Versuch schließlich wird die Zusammensetzung von "Rhizo-EPS" untersucht und ein Profil von pflanzlichen und mikrobiellen EPS erstellt. In allen Experimenten werden die Proben, d.h., die mikrobielle Biomasse, Boden und EPS, auf ihre Konzentration an Aminozuckern untersucht, gegebenenfalls in Kombination mit einer verbindungsspezifischen δ13C-Analyse. Die EPS-Proben werden zusätzlich auf das gesamte organische δ 13C, die Gesamt-Kohlenhydrate und die Gesamt-Proteine untersucht. Im Boden werden außerdem das organische 13C, das 13C in der mikrobiellen Biomasse, gemessen. Schließlich wird in der Bodenatmosphäre die Entwicklung von Gesamt-CO2 und 13CO2 gemessen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
Teilprojekt zu
SPP 2322:
Systemökologie von Böden – das Mikrobiom und die Randbedingungen modulieren die Energieentladung
Mitverantwortlich
Professor Dr. Bernard Ludwig