Prediction of mineralizable nitrogen in soils on the basis of an analysis of extractable organic N

Most of the nitrogen (N) in agricultural soils is organically bound, while the N uptake by plants and also the N losses from the soil-plant system into the environment are as inorganic N. The electro-ultrafiltration (EUF) method and the extraction by a CaCl2 solution extract an organic N fraction (Norg) that is thought to provide information about the amount of rapidly mineralizable N in soils. This paper aims to illustrate various aspects regarding the biological meaning of the Norgfractions extracted by these two extraction methods and also the opportunities and limitations for predicting the mineralizable N based on an Norg analysis. From an evaluation of numerous data on EUF and CaCl2 extract-able Norg fractions we concluded that these methods extract N compounds which can be used as indices for easily mineralizable soil N. However, both methods extract only some of the rapidly mineralizable N in soils, and some of the Norg ecxtracted appears to be from the more recalcitrant soil organic N. This was particularly true for the EUF-method. It may therefore be desirable to improve both the extractability and the selectivity of the extraction methods. This may be achieved by measuring extractable amino-N compounds instead of the total extractable Norg. Evaluating the numerous field experiments done during the last decade shows that the calibration factors obtained for extractable Norg were not the same for different growing seasons, geographical regions and management practices. Theoretically, for each combination of these factors separate calibrations would be necessary. It is this inflexibility which appears to be the most serious drawback for the use of extractable Norg fractions in practice. A possible solution may be to combine the flexibility of a simulation model with additional information obtained by the analysis of extract-able soil organic N. Further work in this direction may be desirable. Bestimmung des mineralisierbaren Stickstoffs im Boden auf der Basis extrahierbarer organischer N-Fraktionen Der uberwiegende Teil des Stickstoffs im Boden ist organisch gebunden. Die pflanzliche N-Aufnahme ebenso wie das Auftreten von N-Verlusten in andere Kompartimente der Umwelt ist dagegen vom Vorhandensein anorganischen Stickstoffs abhangig. Die Elektro-Ultra-filtration (EUF) und die Extraktion mit CaCl2−Losung erfassen eine organische N-Fraktion (Norg), von der angenommen wird, das sie in der Lage ist, die Menge an leicht mineralisierbarem N im Boden anzuzeigen. Dieser Ubersichtsartikel beleuchtet einerseits Fragen zur biologischen Bedeutung der EUF- und der CaCl2−extrahierbaren Norg-Fraktionen. Andererseits zielt er darauf, die Moglichkeiten und Grenzen einer Bestimmung des mineralisierbaren N im Boden aufzuzeigen. In Anbetracht der Ergebnisse von mittlerweile zahlreichen Untersuchungen zum EUF-und CaCl2−rextrahierbaren Norg kann gefolgert werden, das diese Methoden leicht mineralisierbare N-Fraktionen erfassen, die als Kenngrose fur den mineralisierbaren Stickstoff im Boden herangezogen werden konnen. Allerdings wird mit beiden Methoden nur ein Teil des leicht mineralisierbaren N-Vorrates erfast. Auserdem handelt es sich bei einem Teil des extrahierten Norg um mikrobiell schwer abbaubare Verbindungen. Dies gilt vor allem fur die EUF-Methode. Es mag deshalb aussichtsreich sein, sowohl die Extrahierbarkeit als auch die Selektivitat der Methoden zu verbessern. Ein moglicher Schritt in diese Richtung besteht in der Analyse des Amino-N in den Extrakten. Die Norg-Fraktionen reprasentieren lediglich Kenngrosen fur den Gehalt an leicht mineralisierbarem N im Boden. Solche Indexgrosen bedurfen allerdings einer Kalibrierung. Die Ergebnisse der Feldversuche lassen erkennen, das eine Bewertung mit einem einheitlichen Kalibrierfaktor kaum moglich ist und theoretisch je nach Anbaujahr, geographischer Region und Bewirtschaftung eine unterschiedliche Bewertung des extrahierbaren Norg erfolgen muste. Diese Inflexibilitat bedeutet eine entscheidende Einschrankung fur die Verwendung des extrahierbaren Norg in der Praxis. Ein moglicher Ausweg konnte darin bestehen, die durch ein geeignetes Simulationsmodell gegebene Flexibilitat mit der durch eine Bodenuntersuchung auf extrahierbaren Norg gegebenen zusatzlichen Information zu kombinieren. Weitere Arbeit in dieser Richtung erscheint aussichtsreich.