Unterschiede in Silizium und Kalzium im genutzten Grünland verstehen
Das Ziel der Arbeit ist es, die verschiedenen Mechanismen die zur Veränderung in Silizium- (Si) und Kalzium- (Ca) Gehalten in der Pflanzenbiomasse führen zu untersuchen und damit die Biodiversität und Ökosystemprozesse im bewirtschafteten Grünland besser zu verstehen. Gräser sind Si- und Leguminosen Ca-Akkumulatoren. Folglich verändern Biodiversität und die Abundanz einer bestimmten Pflanzengruppe die Konzentration von Si und Ca in der Gesamt-Pflanzenbiomasse. Wir wollen herausfinden wie sich verschiedene Nutzungen auf die Si und Ca Gehalte in der Biomasse auswirken (Ziel 1), den Effekt von Si and Ca im Boden auf die Zusammensetzung der Pflanzengesellschaft verstehen (Ziel 2), sowie den Effekt von Si- und Ca-Verfügbarkeit im Boden auf verschieden Pflanzenfunktionelle Gruppen untersuchen (Ziel 3). Wir versuchen zu versehen wie diese Wechselwirkungen die Konzentration von Si und Ca in der oberirdischen Biomasse des bewirtschafteten Grünlands beeinflusst.
Folgende Fragestellungen sollen in 4 Arbeitspaketen (WP) untersucht werden:
- Wie beeinflusst Landnutzug die Si- und Ca-Konzentration in der Grünland-Biomasse?
- Wie verändert die Boden Si- und Ca-Verfügbarkeit die Zusammensetzung der Pflanzengesellschaft?
- Wie unterschiedlich reagieren Pflanzenarten und funktionelle Gruppen auf die Verfügbarkeit von Si und Ca in Böden?
- Was sind die wichtigen Zusammenhänge, welche die Konzentration von Si und Ca in der oberirdischen Biomasse des bewirtschafteten Grünlands beeinflussen?
Hypothese 1: Wir erwarten, dass Landnutzung (vor allem Mahd und Beweidung) einen starken Einfluss auf die Si- und Ca-Verhältnisse in der Biomasse hat, da die Si-Verfügbarkeit in Böden sehr schnell durch Biomasseentzug verringert wird.
Hypothese 2: Wir erwarten, dass Gräser auf Si-reichen Böden dominieren, wären Leguminosen auf Ca-reichen Böden an Abundanz zunehmen.
Hypothese 3: Wir erwarten, dass alle Arten plastisch mit einer Verschiebung der Si-Ca Verhältnisse auf die Si- und Ca-Verfügbarkeit im Boden reagieren, wobei Gröser stäker auf eine Limitierung von Si und Leguminosen stärker auf eine Limitierung von Ca reagieren.
Hypothese Synthese: Wir erwarten einen direkten Effekt der Landnutzung auf die relative Abundanz der funktionellen Gruppen und das Si-Ca-Verhältnis im Boden. Desweiteren erwarten wir einen Effekt des Bodens sowohl auf die Funktionelle Biodiversität (traits) als auch die artspezifischen plastischen Antworten.
WP1: Si und Ca-Konzentrationen in pflanzlicher Biomasse
Wir werden unsere Analysen auf dem EP-Level (n=150) durchführen und später mit NIRS-Daten zu denselben Proben vergleichen. Wir werden die Si-Konzentrationen nach alkalischer Extraktion und die Ca-Konzentration nach Mikrowellenextraktion (Salpetersäure und Wasserstoffperoxid) mittels ICP-OES bestimmen.
WP2: Pflanzenverfügbares Si und Ca in Böden
Böden aller REX1 Flächen werden analysiert (n=45). Pflanzenverfügbares Ca und Si wird nach Mehlich-III-Extraktion mittels ICP-OES bestimmt. Weiterhin werden wir noch CaCL2-Extrakte nutzen um die Böden mit einer alternativen Methode hinsichtlich pflanzenverfügbarem Si zu untersuchen.
WP3: Si und Ca in pflanzlicher Biomasse auf Artlevel
Der Si- und Ca-Gehalt wird für Blätter von 12 Arten mit einer Wiederholung von drei auf den REX1-plots bestimmt. Insgesamt werden wir ~800 Pflanzenproben mit den zwei unterschiedlichen Methoden (alkalische Extraktion für Si und Mikrowellenextraktion für Ca, siehe oben) nutzen.
WP4: Si- und Ca-Treiber in genutztem Grünland identifizieren
Unter Zuhilfenahme von Strukturequivalenzmodellierung werden wir die direkten und indirekten Effekte verschiedener Landnutzungstypen auf Si- und Ca-Gehalte in der Pflanzenbiomasse untersuchen.
Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
