Der P-Kreislauf in Grünland- und Waldökosystemen verschiedener Biodiversität und Landnutzungsintensität
Mit steigender Diversität nehmen die Gehalte an pflanzenverfügbaren Nährstoffen im Boden aufgrund einer effektiveren Ressourcennutzung der Pflanzen ab. Dieser Zusammenhang wurde für Stickstoff bereits mehrfach gezeigt. Zu anderen Nährstoffen, die möglicherweise ebenfalls das Pflanzenwachstum limitieren, wie z.B. Phosphor, fehlen solche Untersuchungen. Da in bewirtschafteten Systemen Diversität und Landnutzungsintensität bzw. –geschichte eng zusammenhängen, wird im Teilprojekt DYNPHOS der Einfluss dieser Faktoren auf den Phosphorkreislauf im Grünland und im Wald der Biodiversitäts-Exploratorien untersucht, um die Kontrollgrößen für die Nährstoffgehalte im Boden zu bestimmen.
Unser Ziel ist die Trennung der Effekte von Diversität und Landnutzung auf:
- die Phosphorfraktionen im Boden
- den Phosphorkreislauf im Boden
- die Phosphorvorräte in den Pflanzen
Außerdem planen wir den Einfluss der früheren Landnutzung über innovative Isotopenmethoden zu bestimmen.
- Intensivere Landnutzung, die aufgrund von Düngung in der Regel mit einer höheren Nährstoffverfügbarkeit im Boden verknüpft ist, führt
- zu einer Verminderung des negativen Einfluss der Pflanzendiversität auf die Phosphorverfügbarkeit (organisch und anorganisch) im Boden und korrespondierend dazu
- zu einer Verminderung des positiven Einfluss der Pflanzendiversität auf die Phosphorvorräte in der oberirdischen Biomasse.
- Unter den Hauptquellen des Phosphates in der Bodenlösung (Lösung P-haltiger Minerale, Desorption, Mineralisierung von organischer Substanz) wird
- bei intensiverer Landnutzung der Anteil der leicht-löslichen, düngerbürtigen P-haltigen Minerale erhöht und damit der Einfluss der Pflanzendiversität – entsprechend Hypothese 1a – verringert und
- innerhalb einer Landnutzungsintensität (bei gleicher Nährstoffversorgung) mit steigender Pflanzendiversität durch die Stimulation der Mineralisierung von organischer Substanz der Anteil des mineralisierten Phosphates erhöht.
- Das Sauerstoffisotopensignal von Phosphat kann für die Unterscheidung verschiedener Phosphorquellen (Lösung von P-Mineralen, Desorption, Mineralisierung) herangezogen werden.
Um diese Hypothesen zu belegen bestimmen wir die Phosphor-Vorräte in Böden und Pflanzen, die Phosphor-Freisetzung durch Lösung, Desorption und Mineralisierung, sowie ?18O in PO4 aus diesen drei Quellen