Laborausstattung

Um die Interaktionen von Pflanzenwurzeln mit dem Boden, insbesondere den Bodenmikroorganismen intensiv zu erforschen stehen der Arbeitsgruppe „Bodenkunde und Pflanzenernährung“ eine Vielzahl von Methoden sowie dazugehöriges Equipment zur Verfügung. 

Um differenzierte zu forschen werden Experimente auf verschiedenen zeitlichen Ebenen durchgeführt. Dazu werden Versuche von Stunden und Tagen über Wochen und Monate bis hin zu Jahren angesetzt.

Zudem werden Experimente auf verschiedenen räumlichen Ebenen durchgeführt. Zu diesem Zweck werden Feld- und Laborversuche (u.a. in Kooperation mit der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen), Gefäßversuche in tropischen Gewächshaus, Klimakammer und Anzuchtschrank, sowie Versuche in Inkubationsschränken durchgeführt.



Für Feldversuche (und teilweise für Gefäßversuche) stehen zudem folgende Messgeräte zur Verfügung:

  • Wetterstation
  • Penetrologger zur Erfassung des Eindringwiderstands im Boden
  • Photoakustisches Spurengasmessgerät (INNOVA) zur Erfassung von CO2, N2O, CH4 und NH3-    Emissionen im Feld
  • Infrarotgasmessgerät zur Erfassung der Photosyntheseaktivität oder Bodenatmung (LICOR)

Der Einfluss von Pflanzenwurzeln, sowie abiotischem Stress auf die Bodenmikroorganismen wird durch Erfassung der mikrobiellen Aktivität (Bodenatmung, Enzymaktivität, Spurengasemission), der mikrobiellen Biomasse (Chloroform-Fumigation-Extraktion, Substrat induzierte Respiration) und deren Zusammensetzung (Ergosterol, qPCR) erfasst. Die Messung des Kohlenstoff- und Stickstofftransfers aus der Pflanze in den Boden, erfolgt nach Markierung der Pflanzen mit stabilen Isotopen (13C und 15N).

Analysen werden sowohl auf Pflanzenebene als auch auf Bodenebene.

Auf der Pflanzenebene wird sowohl das oberirdische, als auch das unterirdische Pflanzenwachstum erfasst.

Für diese Zwecke stehen folgende Messgeräte zur Verfügung:

  • Erfassung der Trockenmasse, Aschegehalt der Ober- und Unterirdischen Biomasse
  • Dry matter, ash content of above and below-ground biomass     
  • Nährstoff- und Metalgehalt (ICP-OES, Perkin Elmer)
  • Nutrient content, heavy metal content (ICP-OES, Perkin Elmer)
  • Photosynthesemessgerät (LICOR)
  • Hlorophyllmessgerät (SPAD-Meter)
  • Blattflächenmessgerät
  • Wurzelwaschanlage
  • Wurzelscanner (WinRHIZO)
  • Lichtmikroskop und Binokular
  • [Arbuscular mycorrhiza (staining)]
  • [Secondary plant metabolites (HPLC-MS)] 

Zudem werden regulär bodenchemische und bodenphysikalische Standardmessgrößen erfasst.

Für die bodenphysikalischen Untersuchungen, wie Textur, Wasserhaltekapazität, Nährstoffgehalt, etc. stehen folgende Analysegeräte zur Verfügung:

  • aggregate stability, bulk density, penetration resistance (Penetrologger)
  • DOC/TNb Analytik Jena zur Bestimmung von Gesamt-C und Gesamt-N in Lösungen
  • Continuous Flow Auto Analyser von SEAL zur Bestimmung von Nitrat, Ammonium und     Phosphat
  • ICP-OES von Perkin Elmer zur Bestimmung von Gesamtnährstoff- und Schwermetallgehalt im     Boden und in Pflanzen
  • Aufschlussblock
  • Zwei Photometer
  • Multiplattenreader
  • Vier automatische Titratoren
  • Klassische, molekularbiologische und optische Verfahren der Mikrobiologie in Kooperation     mit der Arbeitsgruppe „Hygiene und Mikrobiologie“
  • High Pressure Liquid Chromatography (HPLC) zur Ergosterolmessung in Kooperation mit den     Arbeitsgruppen „Chemie“, sowie „Lebensmitteltechnologie“

Für die bodenchemischen Untersuchungen stehen folgende Analysegeräte zur Verfügung:

  • pH, in situ-Redoxpotential, ECe, Carbonatgehalt, SOM, DOC/TNb (Analytik Jena),
  • particular organic matter (POM)
  • total nutrient content (ICP-OES, Perkin Elmer)
  • plant available nutrients e.g. PO4, SO4, NO3, NO2, NH4 (Seal Autoanalyser, Metrohm IC)
  • K, Mg, Na (ICP-OES, flame photometer), heavy metals Schwermetallgehalt (ICP-OES)
  • cation exchange capacity

Für die bodenbiologische Untersuchungen stehen folgende Analysegeräte zur Verfügung:

  • Microbial activity (CO2: titration, IR or photoacoustic; enzymes (photometer/fluorescence);     N-mineralisation; trace gases, photoacoustic: N2O, CH4, CO2 [INNOVA])
  • Microbial biomass (fumigation extraction, SIR, qPCR)
  • Microbial community structure: ergosterol (HPLC); fungi, bacteria, archaea (qPCR)
  • [earthworm abundance]

Arbeitsgruppe „Bodenkunde und Pflanzenernährung“