Durch gelöste organische Substanz bedingte Veränderungen von Mineralen und organo-mineralischen Wechselwirkungen während der Reisbodenentwicklung

Teilprojekt in FOR 995 Biogeochemistry of paddy soil evolution

Voruntersuchungen an einer Chronosequenz von Nassreisböden in Südchina deuten an, dass Entwicklung und Biogeochemie von Nassreisböden vom Ausgangsmaterial, also dem ursprünglichen Bodentyp abhängen. Das Forschungsprojekt zielt auf die durch Redoximorphose verursachten Veränderungen im Mineralbestand und von mineral-assoziierter organischer Substanz ab. Dazu werden Bodenproben einer Abfolge von Redoxzyklen unterworfen. Ziel ist Bildung und Entwicklung von Nassreisböden im Labor experimentell zu untersuchen. Die ausgewählten Bodentypen werden ein weites Spektrum an Eigenschaften sowie unterschiedliche Entwicklungsstufen zu Nassreisböden aufweisen. Wir vermuten, dass gelöste organische Substanz ein Schlüsselfaktor der redox-induzierten Umwandlung zu Nassreisböden ist. Sie dient als Elektronendonator und interagiert mit Metallionen und Mineralen. Das Ausmaß der Effekte sollte von Mineralbestand und der organischen Substanz (sowie deren Wechselwirkungen) des Ausgangsbodens abhängen. Die experimentelle Nassreisboden-Bildung wird durch Untersuchungen der Bodenlösung, der Umverteilung von Kohlenstoff (unter Verwendung 13C-markierten Reisstrohs), von Biomarkern (Zucker, Aminosäuren, Fettsäuren, Lignin) und von Mineralen (einschließlich des Redoxzustands von Fe) verfolgt. Die Analyse der organischen Substanz als auch der Minerale wird außerdem mit EXAFS und XPS erfolgen; für Fe-haltige Minerale planen wir den Einsatz der Mößbauer-Spektroskopie. Unser Konzept einer experimentellen Pedologie verspricht eine umfassende Verbesserung des Verständnisses der Hauptfaktoren der Bildung und Entwicklung von Nassreisböden.