Isotopenchemische und spektroskopische Eigenschaften der gelösten organischen Substanz: Hinweise auf eine unterschiedliche Dynamik von DOC und DON

Titelangaben

Kalbitz, Karsten ; Geyer, S. ; Gehre, Matthias ; Geyer, W. ; Matzner, Egbert:
Isotopenchemische und spektroskopische Eigenschaften der gelösten organischen Substanz: Hinweise auf eine unterschiedliche Dynamik von DOC und DON.
In: Mitteilungen der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft. Bd. 91 (1999) Heft 1 . - S. 379-382.
ISSN 0343-107x

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Abstract

Die Bestimmung der Kohlenstoff- und Stickstoffisotope an der gelösten organischen Substanz (DOM) ist neben der spektroskopischen und naßchemischen Charakterisierung besonders wertvoll zur Identifizierung und Quantifizierung von Umsetzungsprozessen im Boden und Wasser. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung bestand zunächst darin herauszufinden, ob es durch isotopenchemische Methoden gelingt, Auswirkungen von veränderten Gleichgewichtsbedingungen im Boden (z.B. Landnutzungsänderungen) auf die DOM zu erkennen. Daneben diente die gleichzeitige Bestimmung von d13C, 14C und d15N an der DOM in Verbindung mit spektroskopischen Eigenschaften der Aufdeckung bestehender Unterschiede zwischen den C- und N-Umsätzen, die für die Dynamik des gelösten organischen Kohlenstoffs (DOC) und Stickstoffs (DON) von Bedeutung sind.Im Verlauf eines Jahres wurden im Sommer, Herbst und Frühjahr an 6 Standorten eines Niedermoorgebietes wasserlösliche Fulvinsäuren aus den Oberböden und den Grundwässern mit einer Standardmethode (XAD-8) gewonnen und die Isotopenverhältnisse d13C, d15N sowie 14C-Gehalte bestimmt. Gleichzeitig erfolgte die Aufnahme von Synchronfluoreszenzspektren an der korrespondierenden Wasserprobe. Anhand dieser Synchronfluoreszenzspektren wurde ein Humifizierungsindex der DOM berechnet.Steigende 14C-Gehalte und 15N-Verhältnisse der DOM zeigten sehr schnell veränderte Umsetzungsprozesse im Boden nach einer Landnutzungsänderung (Acker in extensives Grünland) an. Eine langjährig intensive Landbewirtschaftung führte infolge des starken Torfabbaus neben einer zunehmenden Humifizierung der DOM auch zu einer zunehmenden mikrobiellen Veränderung (steigende d13C-Werte) und einem zunehmenden Alter (Abnahme 14C-Gehalte) der gelösten organischen C-Verbindungen. Dagegen kam es mit zunehmender Humifizierung der DOM zu einer relativ geringen mikrobiellen Veränderung der organischen N-Verbindungen (sinkende d15N-Verhältnisse). Dies bedeutet, daß eine verstärkte Humifizierung der DOM mit einem hohen C-Umsatz und einem verstärkten Einbau von wenig mikrobiell veränderten N in die DOM verbunden ist. Die unterschiedliche C- und N-Dynamik während der Humifizierung der DOM läßt auch Unterschiede in der Mobilisierung und Dynamik von DOC und DON erwarten. Solche Unterschiede wurden bereits in einigen anderen Untersuchungen postuliert. Damit besteht die Notwendigkeit, sowohl C als auch N bei der Untersuchung der Freisetzung und Dynamik von DOM zu betrachten.