Forschung

Long term application of organic vs mineral N fertiliser on grasslands can increase soil organic C (SOC), but these C gains can increase reactive N loss in the form of nitrous oxide (N2O), a powerful greenhouse gas, produced via various pathways. Soil C not only drives N2O production, but also of its consumption, the reduction to N2 via denitrification. Partitioning of nitrate between dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA), a process that retains N in the soil, and denitrification is also mediated by C availability, with potential implications for the N2O:N2 ratio, defining the environmental impact of gaseous N loss from grasslands. Establishing the response of N transformation to shifts in SOC is therefore critical for a mechanistic understanding of N2O production and consumption in grasslands. This research will establish the response of N2O production and consumption pathways to SOC gradients in a long-term grassland trial in soil microcosm and in-situ studies. Combining 15N triple labelling and natural abundance/site preference approaches will enable to identify sources of N for N2O production, underlying microbial pathways of N2O production and to quantify N2 production via denitrification in response to SOC. The quantification of gross N transformation with leading edge 15N tracing models will establish nitrate partitioning between DNRA and denitrification and potential effects of DNRA on the balance of reactive N2O and non-reactive N2 emissions. The isotopic composition of the N pools will then be simulated with the isotope model SIMONE, allowing to constrain N cycling in the ecosystem model LDNDC. This project will deliver impactful research with practical implications for nutrient management and the net C footprint of grasslands. Novel isotope approaches combined with state-of-the-art modelling are a unique opportunity to establish mechanisms of N2O production and consumption informing climate smart management practice of grasslands.

Die grenzüberschreitende Kooperation zur Erhaltung und Verbesserung der Bodengesundheit gewinnt im Kontext der europäischen Bemühungen zur Etablierung eines Soil Health Laws zusätzliche Bedeutung und erfordert unter anderem auch eine enge Abstimmung von Bodeninformationen auf regionaler Ebene. Für Niederösterreich sind die Länder des Donauraums aufgrund ähnlicher naturräumlicher Gegebenheiten wesentliche Partner. Eine wesentliche Grundlage für einen fachlich fundierten, grenzüberschreitenden Vergleich von Daten ist eine gemeinsame Bodenkarte auf Basis der internationalen Bodensystematik, der World Reference Base for Soil Resources (WRB) als Referenzsystem der nationalen Bodenklassifikationen. Im vorliegenden Pilotprojekt wird daher für Niederösterreich eine Bodenkarte nach dem WRB-System entwickelt. Grundlagen dafür stellen die vom Bundesamt für Wald geführte Österreichische Bodenkarte, die Daten der NÖ Bodenzustandsinventur sowie fachlich fundierte Übersetzungen einer großen Zahl von Bodenprofilen (Punktdaten) in das WRB-System dar. Die Umsetzung der Punktdaten in die Fläche erfolgt anhand des im Rahmen des Projekts ausgearbeiteten Übersetzungsschlüssels, der Kartierungseinheiten der Bodenkarte, und wo möglich, zusätzlicher räumlicher Informationen. Das Ergebnis wird in digitaler Form zur Verfügung gestellt und kann als Prototyp einer Bodenkarte für den gesamten Donauraum dienen. Darüber hinaus wird damit den niederösterreichischen Stakeholdern (Landesregierung, Regionen, Gemeinden) ein wichtiges Tool für Planungen und Berichterstattung im Rahmen der Umsetzung europäischer Rahmengesetzgebung zur Bodengesundheit und grenzüberschreitende Projekte zu diesem Thema verfügbar gemacht.

Durch das Projekt LUCASSA,dessen Ziel eine Validierung der LUCAS-Ergebnisse war, konnten Stärken und Schwächen dieses europäischen Oberbodenerhebungssystems aufgezeigt werden. Eine wesentliche Schwäche war die fehlende Repräsentativität einiger LUCAS-Punkte für die umliegenden Böden. Die Beprobung von Profilstellen, die für bereits ausgewiesene Flächen repräsentativ sind, ist daher besonders wertvoll. Eine Ergänzung der LUCAS-Daten durch nationale Analysen regelmäßig evaluierter, für bestimmte Regionen repräsentativer Standorte kann die Datenbasis für ein nationales Monitoring wesentlich verbessern. Solche Standorte sind die sogenannten Musterstücke der Finanzbodenschätzung sowie die Profile der landwirtschaftlichen Bodenkartierung. Neben einer parallelen Analyse von Proben der bevorstehenden nächsten LUCAS-Probenahmekampagne sollen nun auch die Bundesmusterstücke der Finanzbodenschätzung sowie 70 ausgewählte Standorte (Grundwasser­ beeinflusste Böden) der Bodenkartierung untersucht werden. Die hierdurch gewonnenen Erkenntnisse sind von großer Rele­vanz für Praxis und Politik. Die hier untersuchten Grundwasser-beeinflusste Böden unter landwirtschaftlicher Nutzung sind wichtige Kohlenstoff-Speicher und stehen daher besonders im Fokus aktueller und diskutierter GAP-Fördermaßnahmen. Grundsätzlich kann eine Ergänzung der LUCAS-Daten durch nationale Analysen regelmäßig evaluierter, für bestimmte Regionen repräsentativer Standorte die Datenbasis für ein nationales Monitoring wesentlich verbessern.