Allgemeine Bodenkunde und Bodenökologie

Forschungsschwerpunkte!

Hauptziel unserer Forschung ist es, zum grundlegenden Verständnis beizutragen, wie schnell und aufgrund welcher Mechanismen Böden degradieren und wie wir ihre Eigenschaften und Funktionen für eine nachhaltige Pflanzenproduktion und Landnutzung wiederherstellen können. In verschiedenen Forschungsprojekten untersuchten und untersuchen wir daher, wie Kima und Landnutzung wechselseitig den Kreislauf von Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel sowie anderen Nährelementen in Böden steuern, wie Bodentiere (Regenwürmer, Termiten) diese Prozesse beeinflussen, und wie schwarzer Kohlenstoff und organische Dünger die Bodenfruchtbarkeit heute und seit dem Neolithikum beeinflussen. Wir begleiten diese Arbeiten durch Risikoanalysen prioritärer Schadstoffe wie Uran, Antibiotika, Pflanzenschutzmittel, Mikroplastik und Mykotoxine, um die Chancen einer veränderten Bodennutzung gegen z.T. unvermeidbare Risiken abzuwägen. Insgesamt haben unsere Arbeiten damit einen bodenchemischen Schwerpunkt, nicht selten testen und entwickelten wir neue, umweltchemische Analysemethoden, z.B. um über Biomarker die Herkunft von Humusbestandteilen und darüber ehemalige Landnutzungsformen rekonstruieren zu können, um die Biozugänglichkeit von Kohlenstoff- und Nährstoffpools im Boden zu quantifizieren, oder um prioritäre Schadstoffe in Spurenkonzentrationen in komplexen Bodenmatrices nachzuweisen. Um die Verweilzeit der Stoffe in land- und manchmal auch forstwirtschaftlich genutzten Ökosystemen zu verstehen, kombinieren wir unsere Methoden mit substanz- oder elementspezifischen Isotopenanalysen (δ13C, δ15N, δ18O, 33P, δMg, δ56Fe) auf verschiedenen Skalen und nutzen spektroskopischen Sensortechniken (hauptsächlich Infrarot- und Gammaspektroskopie), um raumzeitliche Muster der Stoffflüsse in der Agrarlandschaft zu erfassen und zu bewerten. Jüngste Aktivitäten konzentrieren sich auf die Einbeziehung von Unterböden in nachhaltige Bewirtschaftungsstrategien, da wir davon ausgehen, dass Unterböden eine Art Versicherungssystem für die Pflanze darstellen können, wenn diese z.B. während ungünstiger Klimabedingungen dort zusätzliche Wasser- und Nährstoffreserven zur Ertragssicherung benötigen.