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Stabile Kohlenstoff-, Stickstoff- und Schwefelisotope zur Charakterisierung und Kennzeichnung von Stoffflüssen in landwirtschaftlichen Systemen unter verschiedenen Nutzungs- und Umweltbedingungen
Projekt
Förderkennzeichen: vTI-AK-02-24
Laufzeit: 01.01.2001
- 31.12.2008
Forschungszweck: Angewandte Forschung
In der Natur kommen die Elemente Kohlenstoff (C), Stickstoff (N) und Schwefel (S) mit mehreren stabilen Isotopen vor. Die einzelnen Isotope unterscheiden sich in ihren relativen Häufigkeiten und werden zudem bei biologischen, chemischen und physikalischen Prozessen mit unterschiedlichen Raten umgesetzt. Dadurch entstehen Pools, die sich in ihrer Isotopenzusammensetzung voneinander unterscheiden. Je nach Entstehungsgeschichte differieren somit C-, N- bzw. S-haltige Substanzen in ihrer Isotopensignatur. Anhand der stabilen Isotopenanalyse in verschiedenen Kompartimenten eines Ökosystems kann der Verbleib von z.B. Luftschadstoffen oder Düngemitteln, die passiv eingetragen bzw. gezielt ausgebracht werden, verfolgt werden. Voraussetzung ist jedoch in jedem Fall, dass sich die Isotopensignaturen von denen des natürlicher Weise im Ökosystem vorkommenden Elementes unterscheiden.Der kontinuierliche Anstieg der Kohlendioxidkonzentration (CO2) in der Atmosphäre stellt veränderte Umweltbedingungen u. A. für landwirtschaftliche Systeme dar. Durch den Einsatz von isotopisch markiertem CO2 im Rahmen eines Feldbegasungsversuchs wird dieser CO2 Anstieg simuliert und der neu eingebrachten Kohlenstoff soll auf seinem Weg durch das Ökosysteme verfolgt werden. Da Stoffwechselreaktionen bei Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen mit Isotopendiskriminierungen einhergehen, muss parallel zur C Anreicherung auch der Umsatz des natürlicher Weise vorhandenen C erfasst werden, um den Verbleib des C aus der Anreicherung bewerten zu können. Durch den Einsatz von isotopisch markiertem Stickstoff in N-haltigen Düngemitteln soll außerdem der Verbleib dieses N im Agrarökosystem unter CO2 Anreicherung verfolgt werden und Veränderungen der N-Verlagerung im Vergleich zu einem System das unter jetzigen CO2 Konditionen bearbeitet wird, erfasst und dokumentiert werden
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Agrarökologie
- Klimawandel
