Tonminerale und pedogene Oxide: Schlüsselkomponenten für die Stabilisierung organischer Bodensubstanz in stark verwitterten tropischen Böden

Auswirkungen der Umwandlung natürlicher Vegetation in Ackerland auf Menge und Stabilisierung der organischen Bodensubstanz (OBS) sind vor allem in stark verwitterten, sehr sauren tropischen Böden
unzureichend bekannt. Dies ist überaus problematisch, denn diese tropischen Böden, deren Funktionalität stark von der OBS abhängt, sind in besonderem Maße von Landnutzungswandel betroffen. Daraus ergibt sich die besondere Notwendigkeit, die Komponenten und Prozesse zu quantifizieren, welche für die Höhe der Vorräte und die Stabilität der OBS in solchen tropischen Böden verantwortlichsind. Pedogenen Oxiden und Tonmineralen kommt dabei eineentscheidende Rolle zu. Allerdings ist unbekannt, ob es ein optimales Verhältnis von pedogenen Oxiden zu Tonmineralen hinsichtlich Höhe der Vorräte und Stabilität der OBS gibt und wie sich dieses Verhältnisauf die Bildung mineral-organischer Assoziationen (MOA) und Aggregate auswirkt. Deshalb besteht das Hauptziel dieses Projekts darin, die komplexen Wechselwirkungen von pedogenen Oxiden, Tonmineralen und OBS in ihren Auswirkungen auf die Menge und Stabilisierung der OBS in stark verwitterten tropischen Böden aufzudecken und zu quantifizieren. Dafür nutzen wir eineneinzigartigen Gradienten von pedogenen Oxiden und Ton im Ostusambara-Gebirge (NO-Tansania). Oberböden unter Naturwald- und Acker werden einer kombinierten Dichte- und Aggregatfraktionierung unterzogen, wobei eine Differenzierung der Vorräte an OBS in MOA und Aggregaten erfolgt. An diesen Fraktionen erfolgt eine Charakterisierung der mineralischen und organischen Bodenbestandteile und Identifikation von deren Wechselwirkungen (z.B. XRD, XRF, XPS, FTIR, REM, NanoSIMS). Die Quantifizierung der Wirkungen pedogener Oxide und Tonminerale auf die Stabilisierung der OBS erfolgt durch  Inkubationsversuche, wobei auch 13C- und 15N-markierte  Modellverbindungen und ¹⁴C-Analysengenutzt werden.