DFG-Forschergruppe "Regional Climate Change": Microbial regulation of organic matter decomposition at the regional scale

Das Projekt liefert die analytische Basis, um die Parametrisierung biogeochemischer Modelle (z.B. DAISY-EXPERTN) durch die Einführung dynamischer Feedbacks zwischen Bodenorganismen und Klima zu verbessern. Während wir bisher die zeitliche und räumliche Variation der Temperatursensitivität bodenmikrobiologischer Prozesse des Kohlenstoffkreislaufs untersucht haben, konzentrieren wir uns in der zweiten Phase des Projekts auf folgende Themen: gruppenspezifischer Umsatz bakterieller und pilzlicher Biomasse, Kohlenstofffluss von Substraten in unterschiedliche mikrobielle Gruppen und zeitlicher Verlauf der Substratnutzungseffizienz.

Ein Mikrokosmosexperiment wird in jeweils einem bepflanzten Plot in der Schwäbischen Alb und im Kraichgau etabliert werden, um die Umsatzzeit von bakterieller und pilzlicher Biomasse mittels  ¹³C-PLFA und ¹³C-Ergosterol zu ermitteln. Wir stellen die Hypothese auf, dass Pilze neu eingebauten Kohlenstoff (¹³C-Signal) wegen des langsameren Umsatzes länger als Bakterien speichern können. Durch Einsatz unterschiedlicher C-Quellen in einem Feldexperiment wird es möglich sein, den spezifischen Kohlenstofffluss durch Pilze und Bakterien zu bestimmen. Folgende markierte Verbindungen werden genutzt werden: (1) ¹³C Glukose (um hauptsächlich den bakteriellen Einbau zu bestimmen) und (2) ¹³C Phenol/Lignin Vorstufen (um hauptsächlich den pilzlichen Einbau zu studieren). Wir werden das zweite Mikrokosmosexperiment zu vier verschiedenen Zeitpunkten etablieren (Frühling, Sommer, Herbst und Spätherbst). Die mikrobielle Substratnutzungseffizienz wird mittels des ¹³C Einbaus in unterschiedliche Komponenten der mikrobiellen Biomasse (C_mic, bakterielle und pilzliche PLFAs, Ergosterol) und durch Feldmessungen der Respiration (¹³CO₂) für maximal 48 Stunden nach der Installation der Mikrokosmen untersucht werden. Unsere Ergebnisse werden von Projektpartnern verwendet, um die Sensitivität von C-Umsatzmodellen (z.B. CN DAISY) gegenüber der Variation der mikrobiellen Substratnutzungseffizienz zu testen. Auf der regionalen Skala werden wir überprüfen, ob spezielle mikrobielle Lebensgemeinschaften oder abiotische Bodeneigenschaften die räumliche Variabilität des Streuabbaus bestimmen.

Teilprojekt P9 der DFG-Forschergruppe 1695 "Agricultural Landscapes under Global Climate Change – Processes and Feedbacks on a Regional Scale"