Die Verteilung des organischen Bodenkohlenstoffs (SOC) in Unterböden ist sehr heterogen (Heinze et al. 2018), da vor allem durch lokales Wurzelwachstum Kohlenstoff in die tieferen Bereiche des Bodens eingetragen wird (Kögel-Knabner and Rumpel 2011).

Neben Wurzeln können aber auch präferentielle Fließwege Transport-Highways sein, über die gelöstes organisches Material, Nährstoffe und Mikroorganismen in den Unterboden eingetragen werden und dort sorbiert oder umgewandelt werden (Hagedorn et al. 1999, Bundt et al. 2001). Die Prozesse und Bodeneigenschaften, die entlang solcher Eintragspfade entstehen oder ablaufen, werden im Rahmen eines von Stefanie Heinze und Bernd Marschner eingeworbenen DFG-Projektes („PAK 1018 -Spatial patterns of organic matter formation in subsoil: Nutritional control of microbial hot spot formation and dynamics“) in Zusammenarbeit mit Kollegen aus Hannover, Halle, Dresden und Freiburg beleuchtet. Mit Hilfe fluoreszierender Tracer bringen sie sozusagen Licht ins Dunkle und wollen die Fließwege des Wassers in einem Waldboden (Grinderwald) sichtbar machen und diese gezielt untersuchen. So können sie Aussagen zur Verteilung, zum Alter des Kohlenstoffs, zur Stabilität und zu den beeinflussenden Faktoren des mikrobiellen Abbaus und der daran beteiligten mikrobiellen Gemeinschaft treffen.

Nach der dreijährigen Projektphase sollen die Prozesse, die in solchen bevorzugten Transportwegen ablaufen, besser verstanden werden, um abschätzen zu können, welchen Beitrag diese zum Kohlenstoffumsatz leisten und welche Umweltbedingungen diese Prozesse steuern. Innerhalb eines 3-jährigen Promotionsprojekts werden vielfältige, spannende Laborversuche Licht ins Dunkle des C-Umsatzes in Unterböden bringen und so zu einem besseren Prozessverständnis beitragen.

Sicherlich ergeben sich dabei einige interessante Möglichkeiten für Studierende der Geographie, an diesem Projekt in Form von Abschlussarbeiten mitzuwirken und der Lösung des Rätsels des C-Umsatzes im Unterboden näher zu kommen.

Wir freuen uns auf 3 weitere Jahre Forschung im Unterboden!

Literatur:

Bundt, M., Widmer, F., Pesaro, M., Zeyer, J., Blaser, P., 2001. Preferential flow paths. biological 'hot spots' in soils. Soil Biology and Biochemistry 33, 729–738.

Hagedorn, F., Mohn, J., Schleppi, P., Fluhler, H., 1999. The role of rapid flow paths for nitrogen transformation in a forest soil. A field study with micro suction cups. Soil Science Society of America Journal 63, 1915–1923.

Heinze, S., Ludwig, B., Piepho, H.-P., Mikutta, R., Don, A., Wordell-Dietrich, P., Helfrich, M., Hertel, D., Leuschner, C., Kirfel, K., Kandeler, E., Preusser, S., Guggenberger, G., Leinemann, T., Marschner, B., 2018. Factors controlling the variability of organic matter in the top- and subsoil of a sandy Dystric Cambisol under beech forest. Geoderma 311, 37–44.

Kögel-Knabner, I., Rumpel, C., 2011. Deep soil organic matter—a key but poorly understood component of terrestrial C cycle. Plant and Soil 338, 143–168.