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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2020-06-01 - 2021-12-31

Humus und der darin enthaltene organische Kohlenstoff hat eine zentrale Bedeutung für die Bodengesundheit. Im vorliegenden Projekt werden ausgewählte Oberböden der im Jahr 1990 erstmals durchgeführten Niederösterreichischen Bodenzustandsinventur (BZI NÖ) auf stabile Kohlenstoff-Fraktionen in der Bodenfraktion < 20mm (Summe aus Ton, Fein und Mittelschluff) untersucht. Parallel dazu werden auch Bodenproben aus Ackerland und unmittelbar angrenzenden Bodenschutzanlagen unterschiedlichen Alters (<10->70 Jahre) mit derselben Methode untersucht, um die Veränderung des stabilen Anteils an Kohlenstoff nach Etablierung der Bodenschutzanlagen zu erfassen und das mittel- bis langfristige Potential für die Kohlenstoff-sequestrierung abzuleiten. Die Ergebnisse werden in Form verbesserter Kartenunterlagen des Kohlenstoffdefizits NÖ Böden verfügbar gemacht. Damit wird in Vollziehung des NÖ Bodenschutzgesetzes erstmals direkt der vor Abbau geschützte organische Kohlenstoff bestimmt und abgesicherte Grundlagen in Form von Kohlenstoffdefizitkarten für die Beratung der Landwirte und Gemeinden für einen gezielteren Humusaufbau und den damit verbundenen Verbesserungen der Bodengesundheit und Ökosystemleistungen zur Verfügung gestellt.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2020-01-01 - 2022-12-31

Reis ist Grundnahrungsmittel für mehr als die Hälfte der Erdbevölkerung. Insbesondere im Trockenreisanbau ist das Wachstum der Pflanzen häufig durch geringe P-Verfügbarkeit der Böden mit ausgeprägter P-Fixierung, sowie durch fehlende P-Dünger eingeschränkt. Es ist daher wichtig zu verstehen, welche Prozesse zu einer hohen P-Akquisitionseffizienz (PAE) der Pflanzen führen. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass Unterschiede in der PAE in Reislinien die an den Trockenreinanbau angepasst sind, weder durch morphologische Wurzelparameter (Wurzelsystemgröße, Wurzelhaare) noch durch Wurzelphysiologie (P-Depletionsseffizienz) erklärt werden können. Die Vermutung liegt daher nahe, dass biogeochemische Prozesse, die an der Wurzel-Boden-Schnittstelle, d. h. der Rhizosphäre, stattfinden, eine wichtige Rolle in der P Aufnahmeeffizienz bei Reis spielen. Ziel des Projektes ist es das Zusammenspiel biogeochemischer Prozesse in der Rhizosphäre von vier Reisgenotypen mit gegensätzlichen PAE- und Wurzelhaareigenschaften zu untersuchen (Oryza sativa DJ123 - hohe PAE, hohe Wurzelhaarlänge und -dichte (RLD); Nerica4 - niedrige PAE, niedrige RLD, Santhi Sufaid - hohe PAE, niedrige RLD; Sadri Tor Misri - niedrige PAE, hohe RLD). Wir vermuten, dass eine hohe PAE durch folgende Prozesse erklärt werden kann: (i) hohe Wurzelexsudationraten pro Wurzeloberfläche, (ii) hohe Freisetzung von Verbindungen wie Phenolen, Phosphatasen und Mucilage, von denen angenommen wird, dass sie P besonders effizient mobilisieren (iii) eine Rhizosphären-Mikrobiomzusammensetzung, mit einem großen Anteil and Mikroorganismen, die P löslich machen und das Pflanzenwachstum fördern (iv) einen hohen Mykorrhizierungsgrad. In Zusammenarbeit mit dem Pflanzengenetiker Matthias Wissuwa (JIRCAS) werden wir die Wurzelexsudation, den Grad der Genotyp-spezifischen Mykorrhizierung sowie die Zusammensetzung der Rhizosphären-Mikrobengemeinschaft der ausgewählten Reislinien unter niedriger und hoher P Verfügbarkeit in einem Feldversuch in Tsukuba, Japan untersuchen.In einem zweiten Schritt werden wir die P-Mobilisierungseffizienz von genotypspezifischen Wurzelexsudaten aus dem Feldversuch in Batch-Experimenten bestimmen, um herauszufinden ob Unterschiede in der Zusammensetzung der Wurzelexsudate zwischen den Genotypen die Unterschiede in der PAE erklären können. In einem dritten Schritt, werden wir uns auf das räumliche und zeitliche Zusammenspiel von P-Akquisition und biogeochemischen Rhizosphärenprozessen konzentrieren und verschiedene bildgebende Verfahren (Phosphor-Imaging, Zymographie, planare Optodenmessungen) sowie 33P-Markierung unter kontrollierten Bedingungen anwenden. Durch die Kombination von Bildgebungsverfahren- und Isotopenmarkierungstechniken können wir nicht nur Wurzeltypen und -regionen, die eine erhöhte Wurzelausscheidung und Enzymaktivität zeigen, mit den Regionen korrelieren, in denen P aufgenommen wird, sondern auch den Beitrag der Mykorrhiza zur P-Aufnahme quantifizieren. Unsere Ergebnisse werden offenlegen, welche Rhizosphärenprozesse eine hohe P-Aufnahmeeffizienz im Trockenreisanbau bewirken. Dies wird es ermöglichen, Rhizosphärenprozesse in Züchtungsprogrammen zu berücksichtigen, um die Erträge in landwirtschaftlichen Systemen mit niedrigem Input aufrecht zu erhalten.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2020-02-01 - 2025-01-31

Das übergeordnete Ziel des EJP-SOIL besteht darin, ein nachhaltiges europäisches integriertes Forschungssystem für landwirtschaftliche Böden aufzubauen. Es soll ein Bezugsrahmen für eine klimafreundliche und nachhaltige landwirtschaftliche Bodenbewirtschaftung entwickelt und eingesetzt werden. Dadurch wird ein Umfeld geschaffen, in dem der Beitrag der landwirtschaftlichen Böden zu den wichtigsten gesellschaftlichen Herausforderungen maximiert wird. Diese Herausforderungen umfassen Ernährungs- und Wassersicherheit, nachhaltige landwirtschaftliche Produktion, Anpassung an den Klimawandel, Klimaschutz, Bereitstellung von Ökosystemdienstleistungen, Erhaltung der biologischen Vielfalt und der menschlichen Gesundheit.

Betreute Hochschulschriften