Annelie Säurich

Am 04.02.2022 hat Annelie Säurich erfolgreich ihre Doktorarbeit „Influences on mineralisation rates of organic soils under agriculture“ am Fachbereich Chemie, Pharmazie, Geographie und Geowissenschaften der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (AG Bodengeographie, Prof. Sabine Fiedler) online verteidigt. Die Dissertation wurde im Rahmen der Bodenzustandserhebung Landwirtschaft angefertigt.

Entwässerte organische Böden stellen weltweit eine bedeutsame Quelle von Treibhausgasemissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden dar. Die Untergrenze der Gehalte an organischer Bodensubstanz (SOC) von organischen Böden ist in verschiedenen bodenkundlichen Klassifikationssystemen jedoch unterschiedlich definiert. Neben der Abnahme der SOC-Gehalte durch Mineralisierung wurden zur Verbesserung der Bewirtschaftbarkeit Moorböden übersandet, was im Laufe der Zeit zu aus einer Mischung aus Torf und Sand bestehenden Oberböden geführt hat. Während Einflussfaktoren auf die CO₂-Freisetzung „echter“ Torfe vergleichsweise gut untersucht sind, lagen bisher kaum Untersuchungen zu Böden im Grenzbereich zwischen Moorböden und Mineralböden vor.

In einem ersten Inkubationsexperiments wurde ein umfangreicher Probensatz mit einer weiten Bandbreite an Bodeneigenschaften untersucht. Es zeigte sich, dass die Abbaubarkeit mit steigendem Degradierungsgrad zunahm, aber auch variabler wurde. Während die Respirationsraten gering degradierter Hochmoortorfe unter denen von entsprechenden Niedermoortorfen lagen, gab es bei starker Degradierung keine Unterschiede. Insgesamt waren Nährstoffgehalte, pH- und C:N-Werte relevante Einflussgrößen, konnten aber die hohe Variabilität der Respirationsraten stark gestörter Proben nicht erklären. [Publikation]

Das zweite Inkubationsexperiment wurde mit ungestörten Bodensäulen von sandüberdeckten und nicht mit Sand überdeckten Hoch- und Niedermoorstandorten durchgeführt. Dabei wurde von jedem Standort sowohl der vererdete bzw. aus einer Torf-Sand-Mischung bestehende Oberboden als auch der ständig wassergesättigte und entsprechend wenig degradierte Unterboden untersucht. Dabei zeigt sich, dass die Oberböden weitaus sensitiver auf Unterschiede im Wassergehalt reagierten als die Unterböden, Torf-Sand-Mischungen hohe Respirationsraten aufwiesen und dass der Gehalt an pflanzenverfügbarem Phosphor die wichtigste Erklärungsvariable für die Respirationsraten war. Wie im ersten Experiment wiesen die Hochmoortorfe ebenso hohe Respirationsraten wie die Niedermoortorfe auf. [Publikation]

Eine weitere Publikation analysiert den Einfluss der Eigenschaften der organischen Bodensubstanz auf die Respirationsraten. Hier zeigte sich, dass sich Hoch- und Niedermoorböden durch Degradierung bodenchemisch annähern, und dass keine Anreicherung rekalzitranter Substanzen (z.B. phenolische Substanzen, Aromaten) im Oberboden stattgefunden hat. Entsprechend scheint die Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz Ergebnis der Degradierung zu sein, erklärt aber nicht die Respirationsraten.

Die Arbeit von Frau Säurich zeigte, dass es keine Hinweise für eine wirksame Emissionsminderung durch die bisher praktizierte Sandüberdeckung gibt, dass die Nährstoffverfügbarkeit mögliche Einflüsse der Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz auf die Abbaubarkeit überlagert und dass die Abbaubarkeit der untersuchten organischer Böden nicht mit der Dauer der Entwässerung und dem Degradierungsgrad abnimmt.