DFG project G:(GEPRIS)391749090
Eisendynamik in unterschiedlich alten Reisböden: Effekte auf stabile Eisen-Isotop-Signaturen und chemische Speziierung
| Coordinator | Dr. Bei Wu |
| Grant period | 2018 - 2021 |
| Funding body | Deutsche Forschungsgemeinschaft |
| | DFG |
| Identifier | G:(GEPRIS)391749090 |
Note: Reisboden-Ökosysteme sind künstlich angelegte Feuchtgebiete, welche Nahrung für ungefähr die Hälfte der Weltbevölkerung bereit stellen. Diese Ökosysteme sind durch langfristige Trocken-Nass-Zyklen gekennzeichnet, welche spezifische Redoxreaktionen und biogeochemische Prozess nach sich ziehen. Reisböden zeigen daher eine einzigartige Eisen- (Fe)- Dynamik. Eine Rekonstruktion der Fe-Kreisläufe ist bislang aber nicht erreicht. In diesem Projekt prüfen wir die Hypothese, dass sich die Fe-Isotopensignaturen und Fe-Spezies in Reisböden als Funktion der Landnutzungsdauer skalieren lassen. Insbesondere nehmen wir an, dass i) Fe-Isotopensignaturen von Reisbodenprofilen und von benachbarten Nicht-Reisböden unterschiedlich sind, und dass ii) Reisböden mit unterschiedlichem Entwicklungsalter unterschiedliche Fe-Isotopensignaturen mit zunehmendem Alter und Grad der Bodenentwicklung aufzeigen. Der Untergrund wird hierbei vermutlich zunehmend mit leichten Fe-Isotopen angereichert. iii) Fe-Speziation und Fe-Isotopensignaturen von Fe Plaques zeigen vermutlich einen konstanten Bias zu Reiswurzeln und oberirdischen Pflanzenorganen, unabhängig vom Grad der Bodenentwicklung. iv) Die mikrobielle Gemeinschaft steuert die Plaque-Bildung und -Funktion, was wiederum die Fe-Isotopensignaturen der Fe-Plaque beeinflusst. Um diese Hypothesen zu testen, analysieren wir eine bis zu 2000-Jahre alte Reiseboden-Chronosequenz, mit Nicht-Reisböden (bis zu 700 Jahre alt) sowie Marschböden und natürlichen Feuchtgebieten als Kontrolle. Wir verwenden hierbei sowohl archivierte Bodenkerne, beproben aber auch geflutete Standorte neu, und analysieren die Fe-Isotopensignaturen in Böden und Pflanzen mittels Multikollekor- Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (deutscher Partner), um die Auswirkungen der wiederholten Redoxzyklen auf die Fe-Isotopenfraktionierung aufzuzeigen. Ausgewählte Boden- und Pflanzenproben sowie Fe-Plaques werden zusätzlich am Synchrotron mittels Röntgenabsorptionsspektroskopie (von beiden Partnern zusammen) analysiert, um die Entwicklung von Fe-Spezies entlang der Bodenentwicklung aufzuzeigen 3) Die mikrobielle Gemeinschaft von Fe oxidierenden und reduzierenden Bakterien in den Reisböden und Fe-Plaque werden vom chinesischen Partner untersucht, um ihre Bedeutung für Fe-Isotopenfraktionierungen zu erforschen.
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Conference Presentation (After Call)
Wu, B. (Corresponding author)FZJ* ; Berns, A. E.FZJ* ; Liu, M.FZJ* ; Uhlig, D. ; Bol, R.FZJ* ; Amelung, W.FZJ*
Using radiogenic and metal stable isotope ratios as new tools to assess nutrient cycling in agricultural systems
2026The 23rd Would Congress of Soil Science, NanjingNanjing, Peoples R China, 7 Jun 2026 - 12 Jun 20262026-06-072026-06-12
[10.34734/FZJ-2026-03244]
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