Lena Rohe

Lena Rohe hat am 14.05.2014 die Doktorarbeit „Nitrous oxide from fungal denitrification – Pure cuture and soil studies using stable isotope and microbial inhibitor approaches“ an der Georg-August Universität Göttingen, Fakultät der Agrarwissenschaften, verteidigt.

Seit der Industrialisierung stiegen die Emissionen des Treibhausgases Lachgas (N₂O) stark an, wobei die Landwirtschaft durch Düngung der Böden einen hohen Anteil an den anthropogenen Quellen von N₂O hat. Ein Verständnis der Bildungswege kann dazu dienen, Minderungsstrategien der N₂O Emissionen entwickeln zu können.

Die Arbeit befasste sich mit der Denitrifikation als ein Prozess, bei dem das N₂O von Mikroorganismen im Boden gebildet werden kann. Vor allem die Denitrifikation von Pilzen sollte genauer untersucht und der Beitrag von Pilzen an der Denitrifikation im Boden geklärt werden. Mit Laborversuchen wurde das gebildete N₂O von verschiedenen Pilzen erfasst und die Isotopenzusammensetzung des produzierten N₂O untersucht. Gezeigt wurde, dass vor allem die positionsspezifische ¹⁵N-Signatur im N₂O (¹⁵N site preference = SP) dazu genutzt werden konnte zwischen N₂O, das durch Bakterien oder Pilze produziert wurde, zu unterscheiden. Eine Unterscheidung anhand der ¹⁸O Signatur im N₂O ist jedoch aufgrund eines Sauerstoffaustausches, den die Pilze, wie auch Bakterien, während der Denitrifikation aufweisen, nicht direkt möglich. Ein erster Modellansatz ergab jedoch, dass sich die beteiligten Enzyme der Pilze und Bakterien, die maßgeblich den Sauerstoffaustausch katalysieren, unterscheiden könnten.

Die Beobachtungen aus den Reinkulturversuchen sollten in Bodeninkubationen unter Anwendung selektiver Wachstumshemmstoffe (für Pilze und Bakterien) untersucht werden. Die erwarteten Hemmeffekte wurden in dieser Studie nicht gefunden. Die positionsspezifische ¹⁵N-Signatur im N₂O deutete vor allem einen hohen Beitrag der Bakterien der Bodengemeinschaft an der N₂O Produktion aus der Denitrifikation an.

Die Arbeit war Teil des dreijährigen Projektes “Real-time monitoring of N-species isotopologues by FTIR spectroscopy – A novel tool to investigate short-term isotopic dynamics and N₂O formation in soil” und wurde vom Land Niedersachsen und der Volkswagen Foundation, Hannover, finanziert. Die Versuche mit den Pilzreinkulturen erfolgten in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg.