Fachgebiet Bodenkunde und Pflanzenernährung

Die Arbeitsgruppe „Bodenkunde und Pflanzenernährung“ beschäftigt sich mit der Fragestellung, wie pflanzenbauliche Produktionssysteme, insbesondere bei zunehmendem abiotischen Stress gestärkt werden können. Dabei steht neben der Steigerung der Effizienz des Systems (z.B. Nährstoffnutzung) die Förderung der Resilienz und der ökologischen Leistungen des Systems im Fokus. Aus diesem Grunde werden die Interaktionen von Pflanzenwurzeln mit dem Boden, insbesondere den Bodenmikroorganismen intensiv erforscht. Zu diesem Zweck werden Feldversuche (u.a. in Kooperation mit der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen), Gefäßversuche in tropischen Gewächshaus, Klimakammer und Anzuchtschrank, sowie Versuche in Inkubationsschränken durchgeführt. Auf diesen verschiedenen Skalen wird sowohl das oberirdische, als auch das unterirdische Pflanzenwachstum erfasst. Für diese Zwecke stehen folgende Messgeräte zur Verfügung:

  • Photosynthesemessgerät (LICOR)
  • Chlorophyllmessgerät (SPAD-Meter)
  • Blattflächenmessgerät
  • Wurzelwaschanlage
  • Wurzelscanner
  • Lichtmikroskop und Binokular

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).

Zudem werden regulär bodenchemische und bodenphysikalische Standardmessgrößen (pH, ECe, Textur, Wasserhaltekapazität, Nährstoffgehalt, Schwermetallgehalt) erfasst.

Für diese Untersuchungen stehen folgende Analysegeräte zur Verfügung:

  • 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 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)