Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Bachelor- und Masterarbeiten

Analyse von Silizium in Reisböden

Reis stellt für einen Großteil der Menschen die Hauptnahrungsgrundlage dar. Der in den letzten Jahrzehnten gestiegene Reisbedarf konnte durch eine Intensivierung des Reisanbaus gedeckt werden, was aber oft zu erheblichen Umweltschäden geführt hat. Das seit 2011 laufende interdisziplinäre LEGATO-Projekt (www.legato-project.net) hat eine Verbesserung der Nachhaltigkeit beim Reisanbau zum Ziel. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist ein nachhaltiges Management des Silizium (Si)- Kreislaufs. Si erhöht die Resistenz der Reispflanze gegen Krankheitserreger, steigert die Effizienz von NPK-Düngern und kann die Aufnahme von toxischen Metallen verringern. Viele Aspekte des Si-Kreislaufs beim Reisanbau sind noch kaum erforscht.Ziel der Arbeit ist eine Bewertung von Labormethoden zur Messung von Si in Bodenlösungen.

Interesse? Fragen? E-Mail an: thimo.klotzbuecher[at]landw.uni-halle.de

Räumliche und zeitliche Verfügbarkeit funktioneller Fraktionen organischer Bodensubstanz hinsichtlich N2O- und CO2-Emission

Die Applikation organischer Dünger führt im Allgemeinen zu erhöhten N2O- und CO2-Emissionen. Da N2O das höchste Treibhauspotential von allen biogenen Gasen aufweist, ist in den letzten Jahrzehnten das Verständnis über Steuergrößen immer bedeutungsvoller geworden. Hierbei gilt die Denitrifikation als Hauptquelle für N2O aus Böden. Unter anoxischen Bedingungen reduzieren denitrifizierende Organismen Nitrat (NO3-) zu NO2, NO, N2O und schließlich zu N2. Bisherige Studien haben gezeigt, dass die Zugabe pflanzlicher Biomasse oder niedermolekularer C-Verbindungen die N2O-Emissionen von Böden erhöht. Mit Hilfe von Inkubationsversuchen soll im Rahmen einer Abschlussarbeit zum einen überprüft werden, wie lange und in welchem Ausmaß verschiedene Fraktionen der organischen Bodensubstanz (gelöste, partikuläre und mineral-assoziierte OBS) zur Respiration (CO2) bzw. Denitrifikation (N2O, N2) genutzt werden können. Des Weiteren soll getestet werden, welche Rolle die räumliche Verfügbarkeit der partikulären organischen Bodensubstanz (POM) hinsichtlich des Emissionspotentials spielt. Folgende Hypothesen gilt es in dieser Arbeit zu überprüfen: (i) Partikuläre organische Bodensubstanz bewirkt im Vergleich zu gelösten C-Verbindungen sowohl initial als auch insgesamt geringere N2O- und CO2-Emissionen. Als längerfristige kontinuierliche C-Quelle wird sie jedoch nicht so schnell aufgebraucht, wodurch das N2O/(N2O+N2)-Verhältnis am Ende deutlich höher ist. (ii) Mineral-assoziierte organische Substanz trägt nur geringfügig zur N2O-Emission bei; N2- und CO2-Produktion sind vergleichsweise gering. (iii) Eine geringere Lagerungsdichte sowie die Bildung von Hot-Spots (punktuelle Anordnung der POM) begünstigt die N2O-Emission, während die CO2-Emission bei gleichmäßiger Verteilung der POM am höchsten ausfällt.

Interessiert? Fragen? E-Mail an: und

Einfluss von Reispflanzen auf die Biogeochemie von Nassreisböden

Gesucht wird ein/e Student/in zur Durchführung eines 6-wöchigen Inkubationsversuches unter anoxischen und oxischen Bedingungen zur Simulation der Bildung von Nassreisböden. Dieser soll zur Aufklärung der Biogeochemie von Nassreisböden beitragen. Während und nach der Inkubation werden Gas-, Lösungs- und Bodenproben gewonnen, die im Anschluss an das Experiment u.a. auf ihre Kohlenstoff- und Eisengehalte analysiert werden. Dabei geht es um CO2 und CH4 in der Gasphase, um gelöste organische Substanz in der Bodenlösung sowie um die verschiedenen Fraktionen organischer Substanz im Boden. Neben dem Kohlenstoffkreislauf spielt die Eisendynamik eine wichtige Rolle in Nassreisböden und daher werden die Gehalte von Fe2+ in den Bodenlösungen sowie verschieden kristalline Fe-Oxide im Boden analysiert. Die Ergebnisse sollen mit denen eines extern stattfindenden Gewächshaus-experimentes mit Reispflanzen verglichen werden, um Unterschiede festzustellen, die auf den Pflanzenwuchs zurückzuführen sind.

Interesse? Fragen? E-Mail an: pauline.geier[at]landw.uni-halle.de

Physikochemische und mineralogische Eigenschaften von Böden der Steppengebiete Kasachstans unter verschiedener Landnutzung

Die kasachischen Steppengebiete sind aufgrund ihrer fruchtbaren Böden das Kerngebiet der landwirtschaftlichen Produktion in Zentralasien. So liefern sie 90% der Getreideproduktion der Region. Die seit der Landgewinnung auf Maximierung der Produktion ausgerichtete intensive Bodenbearbeitung unter Monokultur hat zu deutlichen Bodendegradationen geführt (Versalzungen; Desertifikation, Erosion), welche heutzutage ca. 75% der Fläche Kasachstans betreffen. Verluste an organischer Bodensubstanz und damit der Bodenfruchtbarkeit sind die Folge. Derartige Verluste sind für die kasachischen Regionen dramatisch, da die Böden langfristig an Nährstoffen verarmen und v.a. das Wasserspeichervermögen sinkt. Das Ausmaß der Beeinträchtigungen hängt aber maßgeblich von den Bodeneigenschaften ab. So kann erwartet werden, dass die Verluste an organischer Bodensubstanz in Gegenwart stabilisierender Tonminerale oder pedogener Oxide nicht so hoch ausfallen. Im Rahmen einer Masterarbeit sollen deshalb die Eigenschaften der kasachischen Böden im Rahmen eines größeren BMBF-Projektes näher betrachtet werden. Neben der Analyse der pH-Werte und Textur soll die mineralogische Zusammensetzung der Böden eines Landnutzungsgradienten mit Hilfe der Röntgenbeugung und selektiven Extraktionsverfahren analysiert und eine Klassifikation der Böden nach der World Reference Base vorgenommen werden.

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Bedeutung von Frost-Auftau-Zyklen für die Stabilisierung organischer Substanz in den Steppengebieten Kasachstans

Trotz der Tatsache, dass das Klima Kasachstans insgesamt von Trockenheit und hohen Jahresdurchschnittstemperaturen geprägt ist, dominieren in den Wintermonaten tiefe Bodentemperaturen verbunden mit Frost-Auftauzyklen (FAZ) im Frühjahr und Herbst. Letztere führen vermutlich zu Veränderung der Bodenstruktur und beeinflussen damit den Umsatz an organischer Bodensubstanz. So beträgt die durchschnittliche jährliche Anzahl an Frosttagen im Norden des Landes, in dem sich die landwirtschaftliche Nutzung der Böden konzentriert, 150-250 Tage. Es wird vermutet, dass FAZ den Abbau von Makroaggregaten und die Bildung von Mikroaggregaten befördern und gleichzeitig zur Freisetzung leicht mineralisierbarer organischer Substanz einhergehend mit entsprechenden CO2- und N2O-Emissionen führen. In der vorliegenden Masterarbeit sollen FAZ am Beispiel kasachischer Böden simuliert und deren Wirkung sowohl auf die Bildung und Abbau von Bodenaggregaten als auch auf die Freisetzung von Treibhausgasen getestet werden.

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