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Titelaufnahme

Titel
Mechansims of nitrous oxide emissions in biochar treated plots / submitted by Jutta Grabenhofer
VerfasserGrabenhofer, Jutta
Betreuer / BetreuerinZechmeister-Boltenstern, Sophie ; Clough, Tim
ErschienenVienna, September 2016
Umfangvi, 45 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2016
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Pflanzenkohle, N2O Emissionen, Stabile Isotopen Analysen
Schlagwörter (EN)stable isotope analysis, biochar, N2O emissions
Schlagwörter (GND)Boden / Pflanzenkohle / Distickstoffmonoxid / Stickstoffemission
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-23616 Persistent Identifier (URN)
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Mechansims of nitrous oxide emissions in biochar treated plots [1.96 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Pflanzenkohle hat erwiesenermaßen Auswirkungen auf bodenphysikalische Parameter sowie C-Sequestrierung und den N-Zyklus in Böden. Änderungen in den Mechanismen der Nitrifikation und Denitrifikation könnten N2O Emissionen aus Böden beeinflussen. Durch stabile Isotopen Analysen von 15N und 18O können diese Mechanismen analysiert werden. In einem Laborversuch haben wir Bodenproben, die vor fünf Jahren mit Pflanzenkohle versetzt wurden, auf deren veränderte N2O Emissionen untersucht. Die Resultate zeigen keine signifikanten Unterschiede der N2O Emissionen, Nitrifikationsraten und der Stickstoffumwälzung unserer Referenzböden und der mit Pflanzenkohl versetzten Böden. Demzufolge kann geschlossen werden, dass fünf Jahre nach Einbringung von Pflanzenkohle keine Effekte auf die untersuchten Mechanismen mehr sichtbar sind. Weiters wurde festgestellt, dass die Brutto-Nitrifikationsraten größer waren als die entsprechenden Netto- Nitrifikationsraten, was mit erheblichen N2-Verlusten begründet werden kann. Nachdem die N2O Emissionen von Denitrifikation wesentlich geringer waren als die der Nitrifikation, kann geschlossen werden, dass Denitrifikation unter aeroben Bodenbedingungen effizient voranschreitet. Fehlende Langzeitstudien über die Effekte von Pflanzenkohle auf N2O Emissionen in Böden machen weitere Forschung auf dem Feld unumgänglich.

Zusammenfassung (Englisch)

Biochar amendment of soil has positive effects on soil physical properties, on the C-sequestration potential and the N-cycle as it changes the nitrification and denitrification dynamics. These changes could affect the N2O emissions. This is particularly important as N2O is a climate relevant greenhouse. Understanding the dynamics of N2O production in soil and its adaptations due to the incorporation of biochar is crucial. Stable isotope techniques using 15N and 18O were recently found to be essential in determining these N2O dynamics and new laser based cavity ring down spectrometric (CRDS) methods have become available. This enables us to systematically investigate the different processes behind N2O production. Therefore, in a laboratory based experiment we investigated the sources of N2O emissions using soils from a field experiment where biochar had been incorporated five years prior to the laboratory experiment. Soil samples of different biochar treatments were analysed by stable isotope analysis. Isotope ratio mass spectrometry (IRMS) was performed on 15N labelled soil samples and N2O fluxes were measured with a LGR (CRDS) Isotopic N2O Analyzer. In this study, there were no significant differences in the nitrous oxide fluxes, nitrification rates and N turnover rates between the biochar treatments and our control plots. This suggests that five years after biochar application, there was no significant effect of biochar on the mechanisms underpinning N2O emissions in this arable soil. Moreover, gross nitrification rates observed were higher than net nitrification rates suggesting large dinitrogen losses from the system. However, the proportion of N2O derived from denitrification was found to be substantially lower than the N2O emissions from nitrification, which could imply efficient denitrification under aerobic soil conditions. Due to the very limited amount of long-term studies on biochar correlation to N2O emissions, more research is needed on its effects.