Relevance of functional organic matter fractions for soil denitrification [Kumulative Dissertation]

Abstract

Menge und Qualität des organischen Materials (OM) können das Denitrifikationspotenzial von Böden stark beeinflussen. Insbesondere die Bedeutung von OM-Fraktionen mit unterschiedlicher Bioverfügbarkeit (wasserlösliches OM – WEOM, partikuläres OM – POM und mineral-assoziiertes OM – MOM) für die Denitrifikation ist noch ungeklärt. Die Inkubation verschiedener Böden und OM-Typen ergab, dass begrenzte OM-Quellen vollständig denitrifizierende Organismen begünstigen. Der wasserextrahierbare organische Kohlenstoff (WEOC) in POM, insbesondere in frischen Pflanzenresten, hat ein viel höheres Potenzial kurzfristige Denitrifikationsaktivität in einer typischen ˈhot spot–hot momentˈ-Situation zu fördern als MOM. In OC-reichen Böden mit hohem Tongehalt kann MOM jedoch eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung organischer Substrate während der Denitrifikation spielen. Insgesamt ist WEOC, das leicht bioverfügbares OM repräsentiert, ein direkter Indikator für das Denitrifikationspotenzial von Böden.

Content and quality of organic matter (OM) may strongly affect the denitrification potential of soils. In particular, the impact of soil OM fractions of differing bioavailability (water-extractable – WEOM, particulate – POM, and mineral-associated OM – MOM) on denitrification remains unresolved. Incubation of different soils and OM types revealed that limited OM sources favored a microbial community more efficient in resource use, i.e., complete denitrifying organisms. The water-extractable organic carbon (WEOC) in POM, especially in largely undecomposed plant residues, has a much higher potential to support short-term denitrification activity in a typical ˈhot spot–hot momentˈ situation than MOM. However, in OC-rich soils with high clay contents MOM can play an important role in providing organic substrates during denitrification. Overall, WEOC, representing readily bioavailable OM, is a straightforward indicator of the denitrification potential of soils.