TY - THES T1 - Ein Vergleich zwischen Barometrischer Prozessseparation (BaPS) und 15N-Verdünnungsmethode zur Bestimmung der Bruttonitrifikationsrate im Boden A1 - Schwarz,Ulrich Y1 - 2012/02/23 N2 - Der Stickstoffkreislauf besitzt neben dem Kohlenstoffkreislauf eine zentrale Rolle im Bo-den. Die Nitrifikation ist ein Prozess in diesem Zyklus. Dabei wird zwischen Netto- und Bruttonitrifikation unterschieden. Bei den Nettonitrifikationsraten wird die Änderung des Nitrat- oder und Ammoniumpools über eine festgelegte Messdauer bestimmt. Bei der Bruttonitrifikation hingegen wird, der Gesamtfluss der Nitrifikation ohne irritierenden Einfluss von verbrauchenden Prozessen gemessen. Zur Bestimmung der Bruttonitrifikationsraten in Böden gibt es zwei Methoden: die 15N-Verdünnungsmethode und die Barometrische Prozessseparationstechnik. Bei der Standardmethode der 15N-Verdünnungsmethode wird isotopenschwerers Nitrat eingebracht und es wird die Verdünnung des Isotops im Nitrat-Pool über die Zeit gemessen. Bei der Barometrischen Prozessseparationstechnik wird in einem geschlossenen System, die Veränderung der gesamten Gasmoleküle, Sauerstoff- und Kohlenstoffdioxidkonzentration gemessen. Durch sukzessives Auflösen erhält man die Bruttonitrifikationsrate. Bei der vorliegenden Arbeit wurde isotopenschwerers Nitrat im Boden eingebracht und dieser in die BaPS-Inkubationskammer getan. Es wurde somit eine simultane Bestimmung der Nitrifikationsraten mit der 15N-Verdünnungsmethode und der Barometrischen Prozessseparationstechnik durchgeführt. Das Ziel war es zu untersuchen, unter welchen Bedingungen die beiden Techniken zu vergleichbaren Ergebnissen gelangen und Unterschiede der Ergebnisse zu erklären. Hierfür wurden umfangreiche Untersuchungen an einem Ackerboden aus China und drei Ackerstandorten in Deutschland gemacht. Es wurde der Einfluss einer Ammoniumdüngung auf die Nitrifikationsraten und die beiden Techniken untersucht. Nitrifikationsinhibitoren wurden verwendet und es wurden deren Auswirkungen auf die Raten überprüft. Eine Untersuchung der Temperatur- und Wassergehaltsänderung und deren Auswirkungen auf die Nitrifikationsraten wurden vorgenommen. Es wurde die 13CO2-Verdünnungsmethode entwickelt. Mit dieser Technik wurden die CO2-Flüsse im Boden bestimmt. Durch eine Kombination der BaPS-Technik, der 15N-Verdünnungsmethode und der 13CO2-Verdünnungsmethode kann der pH und RQ im Boden exakt bestimmt werden. Für die beiden Techniken wurde eine gute Übereinstimmung bei einem Boden mit einem pH unter 6 erreicht. Bei den Standorten mit höheren pH-Werten zeigte sich der starke Einfluss des pH-Wertes auf die Berechnung der Nitrifikationsraten mit der BaPS-Technik. Hier wurden bei einem pH-Wert im Boden, gemessen in CaCl2, vorwiegend höhere Ergebnisse als mit der 15N-Verdünnungsmethode berechnet. Bei einem pH(H2O) im Boden wurde eine gute Übereinstimmung oder aber zu geringe Raten im Vergleich zur 15N-Verdünnungsmethode gefunden. Die Düngung mit Ammonium führte an einem sandigen Standort mit einem pH unter 6 zu keiner Steigerung der Nitrifikationsraten. Durch die Applikation des Nitrifikationshemmstoffs DCD wurde eine Inhibierung der Nitrifikation von weniger als 60% erreicht. Eine positive Korrelation der Temperatur auf die Nitrifikationsraten bei den beiden Techniken wurde gefunden. Bei steigenden gefüllten Porenwasserräumen konnte kein Einfluss auf die Nitrifikation festgestellt werden. Die 13CO2-Verdünnungsmethode wurde erst zum Ende der Arbeit entwickelt. Umfangrei-che Untersuchungen blieben aus. Jedoch zeigte sich, dass die BaPS-Technik und die 13CO2-Verdünnungsmethode CO2-Flüsse in derselben Größenordnung quantifizierten. Es wurde ein Fehler in der BaPS-Berechnung gefunden und korrigiert. Durch diesen wurden bei den bisherigen Veröffentlichungen die Nitrifikationsraten um bis zu 16% unterschätzt. KW - Nitrifikation KW - Denitrifikation KW - Sensitivitätsanalyse CY - Hohenheim PB - Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim AD - Garbenstr. 15, 70593 Stuttgart UR - http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2012/602 ER -