Auswirkungen eines erhöhten atmosphärischen CO2-Gehalts auf den Wasser- und Nährstoffhaushalt im System Boden-Pflanze auf unterschiedlichen Löß-böden

Die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre hat sich aufgrund anthropogener Aktivitäten (Verbrauch fossiler Brennstoffe, Landnutzungswandel) während der letzten 250 Jahre stark verändert. Steigende Konzentrationen verschiedener Spurengase (bspw. CO2, CH4, N2O)modifizieren die Strahlungsbilanz der Atmosphäre und führen zu regionalen und globalen Veränderungen des Klimas.

Das Spurengas CO2 ist dabei von besonderem Interesse, nicht nur aufgrund seiner klimarelevanten Eigenschaften, sondern auch weil CO2 wesentlicher Bestandteil des Kohlenstoffkreislaufs ist, direkt mit Pflanzen über den Pfad der Photosynthese interagiert und dadurch einen grossen Einfluss auf natürliche und anthropogene Ökosysteme (z.B. Agrarökosysteme) hat.

Da die gegenwärtige atmosphärische CO2-Konzentration für C3-Pflanzen (z.B. Weizen) suboptimal ist, führen erhöhte CO2-Konzentrationen zu einer stimulierten Photosynthese und häufig einer verminderten Blatttranspiration. Dieser CO2-Düngeeffekt bedingt potentiell eine Reihe von Folgeerscheinungen, u.a. verstärkte Biomassebildung, erhöhte Wasser- und Stickstoffnutzungseffizienz und Änderungen in der stofflichen Zusammensetzung des pflanzlichen Gewebes.

Das Ziel dieses Projekts ist die Analyse der aus einer erhöhten CO2-Konzentration resultierenden Interaktionen zwischen Pflanze (stimulierte Biomassebildung) und Boden (Wasser und Nährstoffspeicher) unter Berücksichtigung charakteristischer Bodenverhältnisse und Kulturpflanzen der regionalen Agrarlandschaft.
Die Studie stützt sich dabei maßgeblich auf die Verwendung von Messkabinen, die die vergleichende Untersuchung der Reaktionen/Interaktionen im System Boden-Pflanze auf unterschiedlichen, natürlich gewachsenen Böden (Bodenmonolithe: Schwarzerde/ Pararendzina) und darauf wachsenden C3-Kulturpflanzen (Winterweizen) unter heutigen (~380 ppm) und erhöhten (~750 ppm) CO2-Konzentrationen ermöglichen.