Fakultätsbericht 2016-2017

Lehrstuhl für Hydrogeologie Prof. Dr. Kai Uwe Totsche Forschungsschwerpunkte  Vorsorgender und nachsorgender Boden- und Grundwasserschutz  Trägervermittelter Stofftransport in natürlichen porösen Medien  Bildung und Umwandlung mineralorganischer nanopartikulärer Mischphasen  Kolloide und Biokolloide in natürlichen Systemen  Biogeochemische Kreisläufe und Reaktionen an biogeochemischen Grenzflächen  Modellentwicklung und numerische Simulation von Fluidfluss und reaktivem Stofftransport  Schadstoffverhalten und -transport in Böden und Grundwassersystemen 126 — FORSCHUNG Mikroaggregate sind in etwa staubkorngroße, aus diversen Mineralpartikeln gebildete und durch natürliche organische „Klebstoffe“ stabilisierte, dreidimensionale, poröse Strukturen, die sich im Zuge der Bodenbildung aus dem Ausgangsge- stein unter dem Einfluss von Klima- und Lebewe- sen im Boden gebildet haben (Abb. 1). Sie sind ein, wenn nicht der wichtigste Lebensraum für Mikroorganismen in Böden und sind grundlegend für die Speicherung, Umwandlung und den Trans- port von u.a. Kohlenstoff und Wasser. Die Bedeu- tung des Bodens als größter terrestrischer Koh- lenstoffspeicher ‒ und damit für die Entwicklung von atmosphärischem Kohlendioxid und Methan ‒ Die DFG Forschergruppe RU 2179 MAD Soil: Rolle der Mikroaggregate für die Funktionen von Böden hängt entscheidend mit der Rolle und dem zu- künftigen Schicksal dieser Aggregate im Boden ab. Im Rahmen der von der DFG geförderten For- schergruppe MAD Soil, die am LS für Hydrogeo- logie koordiniert wird, beschäftigen wir uns mit der Bildung, Reifung und Umwandlung von Mi- kroaggregaten in landwirtschaftlich genutzten Böden. Damit setzt diese Forschergruppe in kon- sequenter Weise die neu identifizierten Wissens- defizite aus dem SPP1315 in einem fokussierten und koordinierten Forschungsprogramm fort. Mi- kroaggregate sind nicht nur ein faszinierender Lebensraum für eine Vielzahl von Kleinstlebewe- sen und Mikroorganismen, sondern grundlegen- de Elemente für die Fruchtbarkeit von Böden und damit für die landwirtschaftlichen Erträge. Das Wissen um die Bildung, Eigenschaften und Trans- formation der Mikroaggregate ist jedoch noch weitestgehend lückenhaft, was zu einem großen Teil daran gelegen ist, dass die für eine zerstö- rungsfreie Untersuchung notwendigen Techniken für diese sehr kleinen Objekte nicht zur Verfügung standen. Mittlerweile stehen uns jedoch Verfah- ren zur Verfügung, mit denen wir in die Welt der submikronskaligen Objekte und Prozesse Ein- blick nehmen können. Weitere Informationen: www.madsoil.uni-jena.de [1] Totsche, K.U., Amelung, W., Gerzabek, M.H., Guggenberger, G., Klumpp, E., Knief, C., Lehndorff, E., Mikutta, R., Peth, S., Prechtel, A., Ray, N., Kögel-Knabner, I. (2017): Microaggregates in soils. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. doi:10.1002/jpln.201600451. Abb. 1. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Bodenmikroaggregates (LS Hydrogeologie).