Evaluierung von Feldmethoden zur Abschätzung von Bodenatmung, Humusfraktionen und Bodenstruktur / Evaluation of field methods for microbial respiration, SOC fractions and soil structure

In dem Themenbereich entwickeln wir Feldmethoden, mit denen Landwirt*innen eine Selbstevaluierung ihrer Böden durchführen können. Die Zielgrößen sind mikrobielle Atmung, verschieden stabile Humusfraktionen und die Qualität der Bodenaggregate. Dazu entwickeln wir Bildauswertungstools, die über Farbreaktionen (Bromothymolblau für Atmung, Kaliumpermanganat für labilen Humus, Natronlauge für stabileren Humus) oder morphologische Analyse (Größe und Form der Aggregate) eine (semi)quantitative Messung erlauben.

Möglich sind hier – je nach Umfang – Bachelor- und Masterarbeiten, bei denen Felder unserer Pionierlandwirt*innen vor Ort mit den Feldmethoden untersucht werden und dazu im Labor präzise Vergleichsmessungen durchgeführt werden, um die Feldmethoden zu evaluieren.

Dauer: 3-6 Monate. Die Arbeiten umfassen Feldarbeiten und Laboranalysen.

Kontakt: Franziska Weinrich franziska.weinrich(at)boku.ac.at

In this topic area, we develop field methods that farmers can use to perform a self-evaluation of their soils. The target variables are microbial respiration, soil organic carbonfractions of different stability and the quality of the soil aggregates. To this end, we are developing image evaluation tools that allow (semi)quantitative measurements via color reactions (bromothymol blue for respiration, potassium permanganate for labile SOC, NaOH for more stable SOC) or morphological analysis (size and shape of the aggregates).

Depending on the scope, bachelor's and master's theses are possible here, in which the fields of our pioneer farmers are examined on site using the field methods and precise comparative measurements are carried out in the laboratory in order to evaluate the field methods.

Duration: 3-6 months. The work includes field work and laboratory analysis.

Contact: Franziska Weinrich franziska.weinrich(at)boku.ac.at 

Humusaufbau in innovativen Ackerbausystemen: Bewertung der Humusstabilität mittels Ultraschallfraktionierung / SOC storage in innovative farming systems: Evaluation of SOC stability by ultrasonic dispersion.

In diesem Themengebiet untersuchen wir, wie landwirtschaftliche Pioniersysteme verschiedene „Humuspools“ im Vergleich zu Standardbewirtschaftung verändern. Damit ist es möglich besser zu verstehen, ob Änderungen im stabilen „Ton-Humus-Komplexe“ (mineralassoziierter Pool) möglich sind, die potenziell Klimarelevanz haben oder Bewirtschaftungsänderung eher labileren Humus in Bodenaggregaten verändert.

In der Masterarbeit werden Böden von 20 Standorten, wo Pionier- und Standardbewirtschaftung mit natürlichen nicht ackerbaulichen Referenzen (Ackerrändern) verglichen werden. Die Methode, die wir verwenden, ist Ultraschalldispergierung. Auf den über Siebung gewonnen Größenfraktionen werden anschließend die Konzentration an Kohlenstoff und Stickstoff gemessen.

Dauer: ca. 6 Monate. Die Arbeit findet im Labor des Instituts für Bodenforschung mit Proben der im Projekt SOCCA und C4Soil beprobten Flächen statt.

Kontakt: Sebastian Wieser sebastian.wieser(at)boku.ac.at

In this topic we examine how pioneer agricultural systems change different soil organic carbon (SOC) pools compared to standard farming. This makes it possible to better understand whether changes in the stable mineral-associated SOC pool are possible, that potentially have climate change mitigation relevance, or whether management changes alter mostly unstable SOC pools in soil aggregates.

In the master's thesis, soils from 20 locations where pioneer and standard cultivation are compared with natural non-agricultural references (field edges). The method we use is ultrasonic dispersion. The concentration of organic carbon and nitrogen is then measured on the size fractions obtained via sieving.

Duration: approx. 6 months. The work takes place in the laboratory of the Institute of Soil Research with samples from the areas sampled in the SOCCA and C4Soil projects.

Contact: Sebastian Wieser sebastian.wieser(at)boku.ac.at

Bodenbearbeitungs und Zwischenfruchteinflüsse auf mikrobieller Funktionen und Diversität / Tillage and catch crop effects on microbial functions and diversity

In Langzeitversuchen an den Standorten Hollabrunn (Trockengebiet) und Pyhra (Feuchtgebiet) werden seit 2005 bzw. 2007 unterschiedliche Bodenbearbeitung (Pflug, Grubber, Scheibenegge, Direktsaat) verglichen. 2022 bzw. 2023 wurden quer zum Fahrstreifen verschiedene Zwischenfrüchte angebaut: eine Standardzwischenfrucht, eine artenreiche Zwischenfruchtvariante und Schwarzbrache, sowie am Standort Hollabrunn auch ein Streifen Grünbrache, der aus der Nutzung genommen wurde.

Die Effekte von Bodenbearbeitungen und Bodenbedeckung sollen auf die Kohlenstoff- und Stickstoff-Pools im Boden und in der mikrobiellen Biomasse, sowie auf extrazelluläre Enzymaktivitäten untersucht werden.

Es stehen, je nach Arbeitsbeginn, Feldbeprobungen und Laborarbeit an. Die Betreuung findet durch die sehr kommunikative und Freizeitaktive Arbeitsgruppe Boden.Pioniere statt.

Dauer: ca. 6 Monate

Kontakt: Martin Schneider martin.schneider(at)boku.ac.at

In long-term trials at the Hollabrunn (semi-arid climate) and Pyhra (humid climate) locations, different soil tillage methods (plow, cultivator, disc harrow, no-till) have been compared since 2005 and 2007, respectively. In 2022 and 2023, various catch crops were grown across the lane: a standard catch crop, a species-rich catch crop variant and black fallow, as well as a strip of green fallow at the Hollabrunn site, which was taken out of use. The effects of tillage and land cover will be investigated on the carbon and nitrogen pools in the soil and in the microbial biomass, as well as on extracellular enzyme activities. Depending on when work begins, there will be field sampling and laboratory work. Supervision is provided by the very communicative and leisurely active Boden.Pioniere working group.

Duration: approx. 6 months

Contact: Martin Schneider martin.schneider@boku.ac.at

Evaluating 117 years of monoculture and different fertilization regimes on soil nutrient status, microbial physiology and community composition

In 1906, the ‘permanent rye’ trial has been established at the experimental site Groß Enzersdorf, with two crop rotations (rye monoculture and a rye – spring barley– fallow crop rotation) and three fertilization treatments (no fertilization, mineral NPK fertilization and organic fertilization). This master thesis will investigate how 117 years of monoculture and different fertilization regimes affect the soil nutrient status (i.e., soil C and N pools) as well as microbial biomass, physiology (i.e., potential enzyme activity, bacterial and fungal growth, C mineralization) and community composition (i.e., sequencing of bacterial and fungal DNA).

We offer a refreshing working environment within the SoilPioneer Research Group at BOKU which works on various aspects of soil health in innovative cropping systems. Experience in laboratory work is of great advantage.

Start: from now on

Contact persons: Univ. Ass. Dr. Christoph Rosinger christoph.rosinger(at)boku.ac.at, Priv. Doz. Dr. Katharina Keiblinger katharina.keiblinger(at)boku.ac.at

 

The effect of soil tillage and cover cropping on soil microbial growth rates and carbon-use efficiency

This Master thesis shall evaluate the effect of four different tillage treatments (conventional, reduced, minimum and no-till) and three different cover cropping systems (a diverse cover crop mixture, a single cover crop and no cover crop) on bacterial and fungal growth rates (determined through radioactive isotope probing), soil organic matter mineralization and – subsequently – carbon-use efficiency. Moreover, we will evaluate how a 2-year recovery towards a permanently vegetated grassland affects microbial physiology.

We offer a refreshing working environment within the SoilPioneer Research Group at BOKU which works on various aspects of soil health in innovative cropping systems. Experience in laboratory work is of great advantage.

Start: from now on

Contact persons: Univ. Ass. Dr. Christoph Rosinger christoph.rosinger(at)boku.ac.at, Priv. Doz. Dr. Katharina Keiblinger katharina.keiblinger(at)boku.ac.at

Quellen sind wichtig - Wege der Lachgasproduktion im Grünland / Sources matter – pathways of nitrous oxide production in grasslands

Der Einsatz von Gülle und Festmist auf Grünlandflächen hilft Nährstoffe zu recyceln, den Einsatz von mineralischem Stickstoffdünger (N) zu reduzieren. Gleichzeitig kann der Einsatz von Hofdüngern den organischen Kohlenstoffgehalt im Boden zu erhöhen und gleichzeitig die Produktivität zu erhalten. Erhöhte Treibhausgas Emissionen in der Form von Lachgas (N2O) können allerdings den Nettoklimavorteil dieser Strategie maßgeblich verringern.

Ziel dieser Forschungsarbeit ist es daher, die Auswirkungen der langfristigen Ausbringung von Gülle und mineralischem Stickstoffdünger auf den Stickstoffkreislauf und die damit verbundenen Wege der N2O-Produktion in Grünlandböden zu ermitteln. Durch die Kombination modernster Isotopenmethoden in einer Inkubationsstudie wird diese Arbeit kritische Ungewissheiten für den Stickstoffkreislauf in Grünlandböden untersuchen und ein besseres Verständnis für die Steuerung spezifischer N2O-Produktionswege schaffen. Die Studie bietet eine hervorragende Gelegenheit, mehr über den Stickstoffkreislauf und Klimamanagement zu erfahren und so Strategien für den Einsatz von Düngemitteln mit minimalen ökologischen Kompromissen zu ermitteln.

    • Langzeitdüngungsversuch in Raumberg Gumpenstein/Steiermark

    • Anwendung von modernen Isotopenmethoden

    • Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf in Böden

    • Zusammenarbeit mit dem KIT in Garmisch Partenkirchen, einer führenden Einrichtung in der Treibhausgasforschung in Europa

Hervorragende Gelegenheit, neue Fähigkeiten zu erlernen und mit international anerkannten Experten auf einem hochaktuellen Gebiet zu arbeiten.

Wenn Sie mehr über den Nährstoffkreislauf und die Treibhausgasemissionen von landwirtschaftlichen Böden erfahren und mit uns an diesem spannenden Thema arbeiten möchten, kontaktieren Sie uns bitte!

Start: jederzeit

Kontakt: johannes.friedl(at)boku.ac.at; +43 1 47654-91114;  @JohannesFriedl

The use of organic fertilisers such as manures in grasslands is a viable strategy to recycle nutrients, reduce the use of mineral nitrogen (N) fertiliser and increase soil organic carbon (SOC) while preserving productivity. However, increased emissions of the potent greenhouse gas nitrous oxide (N2O)  may offset the net climate benefit of this strategy.

The aim of this research is therefore to establish the effect of long-term application of manure and mineral N fertiliser on N cycling and related pathways of N2O production in grassland soils. Combining leading edge isotope methods in a soil microcosm study, this research will address critical uncertainties for N cycling in grassland soils, establishing a better understanding for the controls of specific N2O production pathways. The study is an excellent opportunity to learn more about N cycling and climate smart management, helping to identify strategies for the use of manures with minimal environmental trade-offs.

  • Long term fertilisation experiment in Raumberg Gumpenstein/Styria
  • Application of modern Isotope methods
  • Nitrogen and carbon cycling in soils
  • Collaboration with the KIT in Garmisch Partenkirchen, a leading facility in GHG research in Europe
  • Excellent opportunity to learn new skills and work with internationally recognized experts in a highly topical field

If you are interested to learn more about nutrient cycling and greenhouse gas emissions from agricultural soils, and you would like to work with us on this topic, please get in touch!

Start: from now on

contact: johannes.friedl(at)boku.ac.at; +43 1 47654-91114; @JohannesFriedl