NEOM

Hintergrund

Das derzeitige Verständnis der Stickstoffaufnahme durch Pflanzen auf landwirtschaftlich genutzten Böden bezieht sich hauptsächlich auf anorganische Stickstoffformen, während der meiste Stickstoff in Böden in organischen Formen vorliegt (siehe Abbildung). Wie viel Stickstoff für die Pflanzen verfügbar ist, hängt davon ab, wie organischer N umgewandelt wird. Dies verbindet die N-Dynamik mit dem Kreislauf organischer Bodensubstanz. Die mikrobielle Mineralisierung kann zu Energielimitierungen führen und die Prozessraten des Stickstoffkreislaufs einschränken im Zusammenhang mit der Umsetzung von OBS, was sich direkt auf die Nährstoffdynamik im Ökosystem auswirken kann. 

Die Thermodynamik bietet ein grundlegendes Konzeptverständnis und Quantifizierungsmöglichkeiten solcher energetischen Prozessbeschränkungen, indem sie die Gesamtentropie der verschiedenen OBS-Pools in landwirtschaftlichen Böden berücksichtigt. Es ist notwendig, die "Black Box" der (organischen) N-Bereitstellung mit einer Kombination von Ansätzen zu beleuchten, die von der Bestimmung des OBS-Umsatzes bis zu neuartigen thermodynamischen Methoden reichen, um bisher unbekannte Erkenntnisse über den (organischen) N-Kreislauf zu gewinnen. 

Das Projekt

Das NEOM-Projekt befasst sich mit entscheidenden Lücken im Verständnis des Stickstoffkreislaufs in landwirtschaftlichen Bodensystemen. Es wird von einem Konsortium mit Experten aus den Bereichen Bodenbiogeochemie, Biothermodynamik und Agrarökologie geleitet. Durch die Untersuchung des komplexen Zusammenspiels zwischen organischen Stickstoffeinträgen wie Gülle und OBS-Pools will NEOM die Mechanismen aufklären, die die Stickstoffverfügbarkeit für Nutzpflanzen bestimmen. Durch die Entwicklung eines agroexperimentellen Modellsystems wollen wir die Mikrokalorimetrie in Inkubationsexperimenten mit Böden mit unterschiedlichen OBS-Gehalten aus einem Langzeit-Feldexperiment integrieren, um die Stickstoffmechanismen und -verluste im Laufe der Zeit zu ergründen. Darüber hinaus wollen wir das Verständnis der N-Mineralisierung aus der Gülle verbessern, um die Nährstoffkreisläufe in der Anwendung zu optimieren und Stickstoffverluste in die Umwelt zu verringern. Durch die Zusammenführung eines interdisziplinären Teams aus verschiedenen Institutionen auf unserem Campus will NEOM neue Perspektiven aufzeigen, die für die Weiterentwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken und deren Wechselwirkungen mit der Umwelt entscheidend sind.