bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Adsorption mechanisms of nicotine on humic acid and clay humic acid complex
Authors: Khairy Ahmed H. , Baghdadi Hoda H. , Ghabbour Elham A.
Published: February 2007

The adsorption isotherm of nicotine on humic acid ‐ surface was found to be multiphase according to the applied concentrations of nicotine. Each phase was characterized by its own change in free energy and represented a mechanism of interaction. At low concentrations, the isotherm showed a H‐curve of high affinity between both reactants as a result of protonation of the pyrrolidine nitrogen atom of nicotine, the second phase was that of flat adsorption in which the nitrogen atoms of nicotine acted as electron donor. The third phase was that of the rearrangement of the nicotine from flat to side adsorption on the humic surface, after which the phase of multilayer formation followed. The adsorption on the surface of the humic acid‐clay complex showed no distinct phases but an isotherm looks like the L‐type, although it could not verify Langmuir's equation. Probably the isotherm was the resultant of two mechanisms one due to the adsorption of the humic acid part and the other due to the clay part in the complex. Comparison of the constants of Freundlich's equation showed that the capacity of the adsorption humic surface was greater than that of the complex.
A new laboratory method to quickly determine the unsaturated hydraulic conductivity of undisturbed soil cores within a wide range of textures
Authors: Plagge Rudolf , Renger Manfred , Röth Christian H.
Published: February 2007

A modified instantaneous profile method is described, which determines the hydraulic conductivity functions of soils with varying textures. Soil suction head as a function of time and depth, rate of outflow as a function of time and the final distribution of moisture content are monitored on undisturbed soil columns. Data is handled following a modification of the procedure of Weeks and Richards (1967). The apparatus consists of five measuring cells, a monitoring unit, five balances and equipment to section the soil columns for the gravimetric determination of soil moisture content. Each measuring cell contains a soil core of 250 cm3, into which five micro‐tensiometers are inserted at 2 cm intervals.

Exemplary hydraulic conductivity functions are shown for samples taken from an Arenosol, from silty and clayey‐silty horizons of a Luvisol and from a clayey Vertisol. The functions showed good agreement with in situ data. Evaluations of variability show the method to be very reliable. On average, the functions of five samples can be determined in one week, making the method quick. At the same time, the method has great potential for the study of effects of soil structure on hydraulic conductivity.
Schätzrahmen zur Beurteilung von Ammoniakverlusten nach Ausbringung von Rinderflüssigmist
Authors: Horlacher Dieter , Marschner Horst
Published: February 2007

In den Jahren 1988 und 1989 wurden auf verschiedenen Standorten und bei unterschiedlichen Umweltbedingungen mit Hilfe der Integrated Horizontal Flux Methode Messungen der NH3‐Verluste nach Ausbringung von Rinderflüssigmist durchgeführt. Ziel dieser Untersuchungen war es, die NH3‐Verluste zu quantifizieren sowie die dafür verantwortlichen Einflußfaktoren zu erfassen und zu bewerten. Je nach Umweltbedingungen und Infiltration betrugen die NH3‐Verluste der in dieser Arbeit dargestellten Versuche zwischen 12 und 65% der ausgebrachten NH4‐N‐Menge.

Aus der Vielzahl der Einflußfaktoren wurden drei leicht zu messende bzw. zu schätzende Faktoren ausgewählt. Mit Hilfe dieser Faktoren wurde ein Schema zur Abschätzung von NH3‐Verlusten entwickelt. In diesem Schätzrahmen werden in Abhängigkeit von Infiltration, durchschnittlicher Tagestemperatur, Niederschlagshöhe sowie Stunden bzw. Tagen (mit oder ohne Einarbeitung) nach Ausbringung die zu erwartenden NH3‐Verluste ermittelt. Der Rahmen soil eine praktische Hilfe zur Abschätzung der NH3‐Verluste in Bezug auf die Menge des ausgebrachten NH4‐Stickstoffs geben und die Möglichkeiten der Verminderung dieser Verluste in Abhängigkeit von Umweltbedingungen und Zeitpunkt der Einarbeitung aufzeigen.
Improved Method for 13N‐Application in Short‐term Studies on NO3− Fluxes in Barley and Squash Plants
Authors: Wieneke Josef , Nebeling Bruno
Published: February 2007

An improved experimental technique for routine application of 13NO3− in short‐term flux studies on plant roots is described permitting the monitoring of NO3− influx and simultaneously NO3− net uptake at high time resolution and with quick data output. First results show that in the presence of NH4+ (0.5 mM) in the nutrient solution the NO3− influx is depressed by more than 30% in barley. The effect already seems to start during the early step of NO3− uptake. In contrast no impairing effect of NH4+ was observed in squash plants not even after 24 h of NH4+ pretreatment (0.5 mM). The percentage of the simultaneously and continuously determined NO3− efflux was small at low NO3− concentrations in the solution but can rise to more than 25% of the influx rate.

Further research is needed to elucidate the role of efflux as an element in the regulation of NO3− uptake, particularly under stress conditions.
Modelling Multi‐Ion Transport in Saturated Soil and Parameter Estimation. II: Experimental
Authors: Wenlin Chen , Yunzhu Li , Van Ploeg Rienk R. Der
Published: February 2007

Multi‐ion miscible displacement experiments were conducted

This paper is based on the M.S. thesis of the senior author. Chen Wenlin is now Research Associate at the Institute of Geography of the Academia Sinica, Beijing 100012, P.R. China.

with saturated soil columns under steady‐state flow conditions. The experiments were carried out with four ionic species (Ca2 Na+, SO42 and CI and the columns were 30 cm long. The experimental data were used to evaluate the multi‐ion convective‐dispersive miscible displacement model, developed in Part I of this study. Some parameters needed for this model were estimated with simplex and nonlinear least‐square fitting methods. It was found that the model described the observed break through curves satisfactorily, when the soil matrix‐solute interaction was described as an exchange process instead of an adsorption process.
Modelling and measurement of the nitrogen cycle in a vegetable field in Switzerland. I. A soil‐plant model for the nitrogen cycle
Authors: Gysi Christian
Published: February 2007

Correct nitrogen fertilization is particularly important in vegetable growing, because not only the nitrate content of the product but also leaching of nitrate into the groundwater is affected. To apply the appropriate amount of fertilizer at the right time, the supply of plant‐available nitrate throughout the whole vegetation period has to be known. This may be achieved by repeated soil nitrate measurements (KNS‐System), however, the work involved in carrying out soil analyses is considerable. A reliable nitrogen‐prediction‐model would facilitate the task.

A dynamic system model for the nitrogen cycle in a soil‐plant system is presented to predict yield, nitrate uptake and nitrogen leaching. To account for particularities of the site, specific information collected from the soil profile is required as input. Expected growth and nitrate uptake of the plant, the amount of fertilizer and plant residues applied, time of cultivation and climatic information are also required (list of inputs in table 1). Simulated crop growth is driven by potential relative growth which is dependent on the air temperature. Exponential growth is restricted by either a factor for maximal weight of a single plant, by maximal yield of the crop or by shortage of nitrogen in the plant. The nitrate uptake into the plant is governed by passive uptake through transpiration. It may be enhanced by a sink factor for active uptake when the simulated nitrogen content in the plant is lower than the expected value. Nitrate uptake thus depends on transpiration, water and nitrate availability in the rooted soil layers. Water (and hence nitrate) transport through the soil profile is divided into rapid transport in the macropores of the soil for a water content above field capacity and slow transport in the soil matrix for a water content below field capacity; the corresponding transfer factors have to be estimated in the field.

As revealed by a sensitivity analysis (table 2) the input parameters having the greatest influence on final yield and nitrate uptake of lettuce are air and soil temperature, precipitation and the water content at field capacity. Parameters which increase nitrate availability have a favourable effect on nitrate uptake. Nitrate leaching over winter from a fallow plot is approximately proportional to water loss below the rooted soil layers; thus precipitation and water content at field capacity are the main factors affecting nitrate leaching.

Calibration and validation of the model against data collected from a commercial vegetable field with different crops is presented in part II of the paper.
Modelling and measurement of the nitrogen cycle in a vegetable field in Switzerland II. Validation of the nitrogen model with field data
Authors: Gysi Christian
Published: February 2007

Field experiments were conducted over a period of two years on a commercial vegetable farm for calibration and validation of the nitrogen model (tables 1 and 2). Yield and nitrogen uptake of the crops were measured at least five times during crop growth. Soil water tension and nitrate concentration in the soil solution were assessed by frequent sampling of different soil layers. The volumetric soil water content was calculated from continuously measured water potential by means of a field desorption curve. The model was calibrated using a transfer factor for rapid and slow water transport corresponding to changes in water content observed during a leaching experiment in winter 1987/88. Other required input parameters were taken from existing knowledge about the growth of vegetable crops, an evaluation of the soil profile to assess water transport in the soil, and the results of an incubation experiment for the estimation of the net nitrogen‐mineralisation.

Yield and nitrate uptake of different vegetables are predicted with an accuracy of about 15% for yield and of about 20 kg N/ha for nitrate uptake (table 4, figure 1). Measurement of water and nitrate transport under fennel and a fallow plot (figure 2) reveals that the simulated net nitrogen‐mineralisation is overestimated by about 30 percent, and that simulation of rooting depth and evapotranspiration should be improved. Nitrate leaching during summer takes place only after periods of very heavy rain. The accuracy of the agreement between simulated and measured data is within 10% for the water content, and within 25% for the nitrate concentration in the soil solution, while measured nitrate leaching exceeded the simulated values by up to 80 kg N/ha.

The precision of the model seems to be satisfactory in view of the large amount of nitrogen and water cycled in a vegetable field (table 5). However with respect to water management improvements are necessary. Further validation of the model on other sites is required before a predictive model for practical purposes can be elaborated.
Stickstoffernährung und Al‐Toxizität bei Buchenjungpflanzen. I: Entwicklung von Buchenjungpflanzen in Abhängigkeit von der Form der Stickstoffernährung und dem Aluminiumgehalt der Nährlösung
Authors: Neitzke Mechthild
Published: February 2007

Buchenjungpflanzen wurden in belüfteten Nährlösungen über einen Zeitraum von 14 Wochen gestaffelten Al‐Konzentrationen ausgesetzt. Stickstoff wurde den Pflanzen entweder als Ammonium Oder als Nitrat angeboten. Die aus der Form der Stickstoffernährung resultierenden pH‐Wert‐Änderungen wurden entweder alle 2 Tage korrigiert (Ausgangs pH‐Wen: 4, 0) oder innerhalb eines 2wöchigen Versuchsabschnittes nicht verändert. Das Wurzelwachstum der Buchenjungpflanzen wurde durch Al behindert. Die Reduktion der Wurzellänge und der Trockensubstanzproduktion der Wurzel waren bei NH4‐N‐ stärker als bei NO3‐N‐Ernährung ausgeprägt. NH4‐N‐Ernährung führte zu einer pH‐Wert‐Abnahme und infolgedessen zu einer erhöhten Verfügbarkeit und damit Toxizität von Al3+‐Ionen im Medium und in der Wurzel. Im Gegensatz dazu führte NO3‐N‐Ernährung zur Abschwächung der Al‐Toxizität, da NO3‐N‐Ernährung den pH‐Wert an der Wurzeloberfläche und im AFS anhob und dadurch das Aluminium in Form unlöslicher Hydroxy‐Al‐Polymere inaktivierte. Gegenüber NO3‐N‐förderte NH4‐N‐Ernährung das Sproßwachstum von Buchenjungpflanzen. Innerhalb des 14wöchigen Untersuchungszeitraumes war kein schädigender Effekt der Al‐Konzentrationen auf das Sproßwachstum zu beobachten.
Stickstoffernährung und Al‐Toxizität bei Buchenjungpflanzen. II: Mineralstoffgehalte junger Buchen in Abhängigkeit von der Form der Stickstoffernährung und dem Al‐Gehalt der Nährlösung
Authors: Neitzke Mechthild
Published: February 2007

Buchenjungpflanzen wurden in belüfteten Nährlösungen über einen Zeitraum von 14 Wochen gestaffelten Al‐Konzentrationen ausgesetzt. Stickstoff wurde den Pflanzen entweder als Ammonium oder als Nitrat angeboten. Die aus der Form der Stickstoffernährung resultierenden pH‐Wert‐Änderungen wurden entweder alle 2 Tage korrigiert (Ausgangs‐pH‐Wert: 4, 0) oder innerhalb eines 2 wöchigen Versuchsabschnittes nicht verändert. Sowohl der Sproß als auch die Wurzel enthielten bei NO3‐N‐Ernährung höhere Ionengehalte als bei NH4‐N‐Ernährung. Gestaffelte Al‐Gehalte der Nährlösungen führten bei beiden Stickstofformen zu einem Anstieg der Al‐Gehalte und einer Abnahme der Ca‐ und Mg‐Gehalte in Sproß und Wurzel.
Uptake and distribution of manganese applied to leaves of Vicia faba (cv. Herzfreya) and Zea mays (cv. Regent) plants
Authors: El‐Baz Farouk K. , Maier Peter , Wissemeier Alexander H. , Horst Walter J.
Published: February 2007

Uptake and transport of Mn applied to leaves was studied in maize (Zea mays cv. Regent) and horse bean (Vicia faba cv. Herzfreya), two important crops in Egypt. Under controlled conditions in a growth chamber, maize and horse bean plants were grown in solution culture without Mn. After 20 days, Mn was applied to one older leaf by submerging part of the leaf blade into 0.1 mM MnSO4 or MnEDTA solution for 48 h. At harvest (24 h later), plants were divided into fractions and Mn concentrations and contents determined. Plants without Mn application served as control. Only 1% of the Mn supply was taken up. Most of it remained at the application zone. However, part of the Mn moved out of the leaf of application and was preferentially transported to the shoot apex. This was indicated by a up to 2 times higher Mn concentration of the youngest leaf.

When Mn was applied as MnEDTA, Mn uptake was lower but translocation enhanced compared to MnSO4. There were no consistent differences between the plant species although mobility of Mn seemed to be higher in maize. Although the amounts of Mn taken up and translocated were low, the results suggest that in these plant species, leaf‐applied Mn may contribute to the Mn nutrition of new growth.
Zur Bestimmung austauschbarer Kationen in sauren Waldböden
Authors: Matzner Egbert , Bürstinghaus C.
Published: February 2007

Verschiedene saure Waldböden wurden mit großen Mengen H2O sequentiell im Perkolationsverfahren extrahiert. Dabei zeigte sich eine erhebliche Freisetzung von Anionen, insbesondere Sulfat. Die Anionen wurden im wesentlichen von Na, K, Ca und Mg (Mb‐Kationen) begleitet. Als Mechanismus wird vornehmlich die Auflösung von Al‐Sulfaten und der anschließende Austausch von Al‐ gegen Mb‐Kationen angenommen. Die für saure Waldböden übliche Bestimmung der effektiven Kationen‐austausch‐Kapazität (Ake) durch NH4–Perkolation kann daher ‐ je nach Gehalt des Bodens an Sulfat ‐ zu einer Überschätzung der Ake und zu Fehlern bei der Berechnung relativer Ionenanteile an der Ake führen.
Aluminiumkonzentrationen und ‐bindungsformen von Bachwässern und wässrigen Bodenextrakten in den Hochlagen des Inneren Bayerischen Waldes
Authors: Förster Helmwart
Published: February 2007

In den Sommerhalbjahren 1986–1988 wurden in regelmäßigen Zeitabständen Al‐Konzentrationen und Al‐Spezies in Bachwässern des Inneren Bayerischen Waldes erfaßt. Analoge Messungen führte man an einem Termin auch für wässrige Bodenextrakte von 5 repräsentativen Hochlagenpedons durch. Die Al‐Gesamtkonzentrationen der Bachwässer werden stark durch die jeweils vorherrschende hydrologische Situation geprägt. Sie sind regelmäßig am höchsten bei vorherrschendem, oberflächennahem Interflow‐Abfluß (bis zu 1,5 mg/1 Al), wobei anorganische Al‐Spezies (Allabil) deutlich überwiegen. Sowohl in diesen Sickerwasser‐Abflüssen wie auch in wässrigen Bodenextrakten von Hochlagenstandorten sind die mittleren molaren Ca/Allabil‐Relationen ≧ 0,5 und die mittleren Mg/Allabil‐Quotienten ≧ 0,4. Sie liegen somit in einem Bereich, der nach Ulrich u.a. (1984) bzw. Jorns u.a. (1985) kaum eine Gefährdung durch Al‐Toxizität erwarten läßt. Verbreitete Mg‐Mangelchlorosen an Fichtennadeln von Hochlagenbeständen dürften daher vorwiegend auf einem unzureichenden Mg‐Angebot dieser Standorte beruhen.

Die im Quasi‐Gleichgewicht befindlichen wässrigen Bodenextrakte zeigen Gleichgewichts‐pK‐Werte, die dem pK‐Wert des Al‐Hydroxo‐Sulfats Jurbanit ähneln. Im Mineralbodenbereich dürfte daher ein großer Teil des Al in Form von Jurbanit gespeichert sein. Abweichende Verhältnisse in rasch perkolierenden Sickerwässern können durch eine unvollständige Gleichgewichtseinstellung erklärt werden.
Die Bestimmung des hydraulischen Gradienten an der Befeuchtungsfront und seine Bedeutung für die Tonablösung im Boden
Authors: Lessing Rolf
Published: February 2007

Aufgrund einer Reihe von Beobachtungen und Untersuchungen muß angenommen werden, daß neben den physiko‐chemischen Bedingungen, die die Tonverlagerung steuern, auch die Wasserdynamik eine Bedeutung besitzt. Eine mechanische Abscherung des Tonteilchens von seinem Träger kann entweder bei hohen Porenwassergeschwindigkeiten, die in der Regel im Boden selten auftreten, oder bei hohen Wasserspannungsänderungen an der Befeuchtungsfront erfolgen. Letztere können durch den hydraulischen Gradienten quantifiziert werden. Ziel dieses Beitrages ist es, eine Methode zur Bestimmung des hydraulischen Gradienten an der Befeuchtungsfront zu beschreiben und anhand von Ergebnissen von Laborversuchen mit Sandproben seine Ermittlung und seine Bedeutung für die Tonablösung vorzustellen.
Der Einfluß künstlicher vertikaler Grobporen in einer verdichteten Bodenmatrix auf das Wachstum von Winterweizen II. Wachstum von Winterweizen auf einem primären Pseudogley
Authors: Bohne Heike
Published: February 2007

In einem primären Pseudogley (Tongehalt 25%) wirkten sich künstliche vertikale Grobporen in einer verdichteten Matrix gegenüber einer gelockerten Struktur und einer verdichteten Struktur ohne künstliche Grobporen nur in einem sehr nassen Jahr (833 mm Niederschlag) positiv auf den Wasserentzug und auf den Ertrag aus. In dem untersuchten Bereich bis 50 cm Tiefe wurde in dem nassen Jahr durch die Anlage der künstlichen Grobporen der größte Anteil des Wassers aus der Tiefe 25‐50 cm entnommen, in der verdichteten Struktur demgegenüber aus der Tiefe 0‐25 cm. In einem trockeneren Jahr (700 mm Niederschlag) waren die Unterschiede in der Gesamtwasserabgabe zwischen den verdichteten Gefügevarianten mit und ohne künstliche Grobporen gering; das meiste Wasser wurde bei der gelockerten Struktur entzogen, der Ertrag war hier aber am geringsten. Eine Förderung der Wasserabgabe aus der Tiefe 25‐50 cm durch die künstlichen Grobporen trat in dem trockenen Jahr nicht ein, der Wasserentzug war anteilmäßig stärker auf die oberen 25 cm verteilt. In der verdichteten Struktur ohne künstliche Grobporen wurde im Gegensatz zu dem nassen Jahr die Tiefe 0‐50 cm gleichmäßig entleert. In keinem der beiden Jahre wurde die vertikale Wurzelausdehnung durch die künstlichen Grobporen begünstigt; in dem nassen Jahr förderten sie jedoch die Wurzelmasse.
Einfluß von Cd, Cu, Ni und Zn auf die Synthese metallothioneinähnlicher Substanzen in Scenedesmus subspicatus
Authors: Baunemann Rüdiger , Höfner Werner
Published: February 2007

‐ In Kurzzeitversuchen unter kontrollierten Wachstumsbedingungen wurde der Einfluß steigender Konzentrationen von Cd, Cu, Ni und Zn im Nährmedium auf den Biomasseertrag, die Schwermetallanreicherung und die Synthese von Metallothioneinen bei der einzelligen Grünalge Scenedesmus subspicatus untersucht.

‐ Von den 4 Elementen wurde Cd am stärksten von den Algen aufgenommen. Cu war gemessen am Biomasseertrag das am stärksten toxische Element.

‐ In den Cd‐Varianten trat eine Proteinfraktion auf, die weder in der Kontrolle, noch in den Cu‐, Ni‐ oder Zn‐Varianten nachzuweisen war.

‐ Eine Isolierung und weitere Charakterisierung dieser Fraktion deutet auf die Existenz eines Cd‐Metallthioneins in den Algen bin.
Element Inputs and Canopy Interactions in two Pine Forest Ecosystems in Berlin, Germany
Authors: Marschner Bernd , Stahr Karl , Renger Manfred
Published: February 2007

For 3 years (1986‐89), element fluxes with bulk deposition and throughfall were determined in a 40 yr. old pine plantation and a 80‐140 yr. old mixed pine/oak stand in the Grunewald forest in Berlin. Although SO4‐inputs are very high (60 kg S·ha−1.a−1) due to the urban character of the study site, acid inputs are moderate because of the buffering action of airborne alkaline dusts. This is reflected in the high Ca‐inputs (12 kg·ha−1a−1 in bulk precipitation). Acid neutralisation was also observed in the canopies and could be attributed to 60‐80% to increased Ca‐ and Mg‐fluxes in throughfall, stemming from foliage leaching and dust interception. Heavy metal inputs were low in comparison to other Central European study sites, the decrease in Pb‐inputs over the 3‐year period could be attributed to the increased use of unleaded gasoline since 1987. Total inputs and canopy leaching showed clear seasonal patterns for some elements: SO4‐, H‐, Ca‐ and Mg‐fluxes were higher in winter, on the other hand, K‐ and Mn‐enrichment in throughfall showed two peaks, in early summer and late fall.
Kurzmitteilung Einfluß der Qualität der organischen Substanz auf die Konsistenz landwirtschaftlicher Böden
Authors: Leinweber Peter , Kahle Petra , Schulten Hans‐Rolf
Published: February 2007

Die organischen Bodensubstanzen aus zwei Proben mit gleicher Körnung und annähernd gleichem Corg ‐Gehalt aber sehr unterschiedlichen Konsistenzmerkmalen wurden mit Pyrolyse‐Feldionisation Massenspektrometrie (Py‐FIMS) untersucht. Die Verschiebung der Beträge der Fließ‐und Plastizitätsgrenzen zu höheren Wassergehalten wird durch eine veränderte Qualität der organischen Bodensubstanz, insbensondere durch erhöhte Anteile an langkettigen Lipiden (C8‐32‐Alkane, Alkene, Fettsäuren), N‐Verbindungen und Lignin‐Dimeren erklärt.
Vergleichende Untersuchungen der Mineralstoffgehalte geschädigter und nicht geschädigter Rotbuchen (Fagus sylvatica) auf Muschelkalkstandorten im Saarland
Authors: Willems Marco , Meisch Hans‐Ulrich
Published: February 2007

50‐80 Jahre alte Rotbuchen, differenziert nach äußerlich krank und gesund, wurden auf ihre Mineralstoffzusammensetzung beginnend mit den Feinwurzeln über den Stamm bis hin zu den Blättern untersucht. Es zeigte sich, daß sich der Nährstoffgehalt erkrankter Buchen gegenüber noch gesund erscheinenden Individuen verändert hat. Sowohl bei den Makro‐ als auch den Spurenelementen traten z.T. deutliche Unterschiede auf. So waren im Wurzelbereich erkrankter Buchen die Magnesium‐Gehalte vermindert. Ebenso waren in geschädigten Buchen geringere Zink‐ und Phosphor‐Gehalte vorzufinden. Demgegenüber war Mangan in fast alien Pflanzenteilen teilweise um das Mehrfache angereichert. Die Schwefelkonzentrationen lagen vor allem im Kronenraum auf einem sehr hohen Niveau, dies allerdings auch in äußerlich gesunden Bäumen.
Simultane Bestimmung von N‐Transformationsraten in Bodensäulen unter Verwendung von 15‐N: Stickstoffmodell für eine Terra fusca‐Rendzina
Authors: Brumme Rainer , Beese Friedrich
Published: February 2007

Die Raten der Ammonifikation, Nitrifikation, Immobilisation und Denitrifikation wurden bei stationärem Wasserfluß in ungestörten Bodensäulen einer Terra fusca‐Rendzina untersucht. Durch ständige Zugabe von 15‐N‐markiertem Ammoniumsulfat mit dem Beregnungswasser wurde ein Fließgleichgewicht der Umsetzungen im Boden erreicht, das sich in einem konstanten Austrag von 15‐N‐Nitrat äußerte. In dieser Phase betrugen die Ratenkonstanten (8°C) der Netto‐N‐Nitrifikation K1 = 0,64, der Netto‐N‐Denitrifikation K2 = 0,11 und der Netto‐N‐Immobilisation K3 = 0,25, d.h.: Vom applizierten Ammonium wurden 64% als Nitrat ausgewaschen, 25% in organische Substanz überführt und 11% gasförmig entbunden. Werden diese Ratenkonstanten auf die Umsetzungen des Boden‐N bezogen, ergeben sich bei einer mittleren Jahrestemperatur von 6,9°C im Göttinger Wald Ammonifikationsraten von 183 kg N·ha−1·a−1, Immobilisationsraten von 44 kg N·ha−1·a−1, Netto‐N‐Denitrifikationsraten von 19 kg N·ha−1·a−1 und Netto‐N‐Mineralisationsraten von 120 kg N·ha−1·a−1.
Comparison of German and Swiss Rainfall Simulators ‐ Utility, Labour Demands and Costs
Authors: Kainz Max , Auerswald Karl , Vöhringer R.
Published: February 2007

The utility, vehicle required, the time needed for assembly and relocation and the costs associated with six different rainfall simulators were studied. The results can be summarized as follows:

The simulator designed by Kainz & Eicher (1990) is the least expensive to operate. This simulator also has excellent experimental versatility. Its only restriction is a short slope length.

The rainfall simulator of Karl & Toldrian (1973) is also inexpensive to operate, but because of disadvantages such as low falling height, wind susceptibility, and the need for more workers than other simulators, it should be used mainly where other simulators are not practical (forests, steep slopes, or long slopes).

The rainfall simulator of Richter et al. (1988) has limited mobility in the field and is highly susceptible to wind drift. Moreover, its narrow plots do not cover a representative unit of a cultivated field.

The modified Swanson‐type simulator (Auerswald, (1986) is suitable for large plots if a sufficient water supply is available.

The simulator of Kromer & Vöhringer (1988) has the highest fixed costs, but labour is used efficiently.

The simulator of Schmidt (1983) can only be considered for stationary use because of its long assembly time. Other disadvantages are narrow plot size and high wind susceptibility.

Depending on the selection of the simulator, total costs of between 400 DM and 2000 DM per plot should be expected even with high use rates.
Effect of catch crops on the content of soil mineral nitrogen before and after winter leaching
Authors: Sørensen Jørn Nygaard
Published: February 2007

Since large amounts of nitrogen may be lost by leaching during the winter period, investigations have been carried out to find suitable crops for catching nitrogen during the autumn. The plant species phacelia, common sunflower and italian ryegrass were sown at three times during the late summer. The soil was analysed for mineral nitrogen at the end of November just before incorporation of the catch crops and in the middle of April the following year.

The dry matter production and the uptake of nitrogen decreased as the establishment was postponed and the growth period thereby decreased. When sown in the middle of July or at the beginning of August phacelia and italian ryegrass accumulated 150 kg N per ha in the above ground plant parts.

The content of soil mineral nitrogen in November was reduced by growing catch crops during the autumn. The content of soil mineral nitrogen increased as the growth period of the catch crops decreased. The content of mineral nitrogen in the upper 50 cm soil layer in April was, irrespective of plant species, increased by catch crops.

When no crop was grown the difference between the content of soil mineral nitrogen measured before and after the winter period indicated a net loss of 144 kg of N per ha in 0–100 cm soil depth. When italian ryegrass was sown in the middle of July the previous year the content of soil mineral nitrogen found in April was 59 kg per ha higher compared to the content found in November.
Einfluß löslicher organischer Inhaltsstoffe auf die photometrische Analyse von Nitrat, Chlorid und Sulfat in Sickerwässern
Authors: Schwartz Volker , Göttlein Axel
Published: February 2007

Mit steigenden DOC‐Gehalt sind Mehrbefunde bei der photometrischen Bestimmung von Sulfat und Chlorid zu beobachten, die sich durch eine Probenvorbereitung mit Festphasenextraktion (reversed phase‐Material) zur Entfernung von Huminstoffen zwar vermindern, aber nicht vollständig beseitigen lassen. Das verwendete Verfahren zur photometrischen Nitratbestimmung wird durch den DOC hingegen nicht gestört.
Extraktion von Schwermetallen aus Böden mit Ionenaustauscherharz
Authors: Trüby Peter , Rätz Thomas , Pommer Martin
Published: February 2007

Ziel der Untersuchung war ein Extraktionsverfahren mit Ionen‐Austauscher (IEX) zu optimieren, das die Analyse verfügbarer Schwermetalle (Cd, Cu, Pb, Zn) im Boden ermöglicht. Eingesetzt wurde der schwermetallspezifische IEX LEWATIT TP 207. Für die Extraktion wurde ein Doppelkammergefäß aus PE entwickelt, mit dem der IEX quantitativ aus der Bodensuspension zurückgewonnen werden kann. Der Rücktausch des Ionenbelages erfolgt mit HNO3.

Die Methode erfaßt neben wasserlöslichen und austauschbaren auch säurelösliche Schwermetalle. Durch eine Konditionierung des IEX mit K+ kann der Anteil säurelöslicher Schwermetalle reguliert werden. Bei Verwendung eines mit 30% K+ belegten IEX betrugen die pH‐Änderungen in der Extraktionslösung maximal 2 Einheiten. Dies entspricht in der Größenordnung den Aciditätsänderungen in der Rhizosphäre, die bei der Nährstoffaufnahme auftreten können.

Die Methode ermöglicht die Gewinnung C‐freier Extrakte. Dadurch ist die Miterfassung stabiler organischer Schwermetallkomplexe ausgeschlossen. Die Methode ist deshalb auch für die Untersuchung von Waldböden mit Humusauflagen geeignet.
Root to shoot translocation of macronutrients in relation to shoot demand in maize (Zea mays L.) grown at different root zone temperatures
Authors: Engels Christof , Marschner Horst
Published: February 2007

Root growth and nutrient uptake rates of maize (Zea mays L.) are decreased at low root zone temperatures (RZT) and thus, shoot growth may be limited by nutrient deficiency. The objectives of this research were to characterize the shoot demand for nutrients per unit root at suboptimal RZT and to relate net translocation rates of N, P, K, and Ca from the roots to the shoot to shoot demand. Maize plants were grown for 11 days in soil or 8 days in nutrient solution at uniform shoot (24°/20°C, day/night) but different RZT (12°, 18°, and 24°C). The shoot base of the plants (apical shoot meristem and zone of leaf extension) was either kept within or above the cooled root zone.

Shoot and root growth were significantly reduced at suboptimal RZT (12°, 18°). Lifting the shoot base above the cooling zone increased shoot growth markedly, whereas root growth was not significantly influenced. Thus, the shoot fresh weight increment day−1 g−1 root fresh weight (i.e. the shoot demand per unit root) was increased by a factor of up to 9 for plants with their shoot base above as compared to within the cooling zone.

At suboptimal RZT, translocation rates of N, K, and Ca to the shoot remained low in plants with the shoot base in the cooling zone but were higher than in 24°C‐grown plants, when the shoot base was above the cooling zone. In both nutrient solution‐ and soil‐grown plants translocation rates of N, K, and Ca were closely correlated with the shoot demand per unit root but less to RZT. In contrast, the translocation rate of P was mainly affected by RZT but insensitive to shoot demand and, therefore, was always higher at a RZT of 24° than of 12°C.

From these results it is suggested, that at low RZT the root‐to‐shoot translocation rates of N, K, and Ca are mainly determined by the shoot demand, whereas the translocation rate of P, regardless of the shoot demand, is reduced by a direct effect of low temperature on the roots.
Ein Vergleich deutscher und schweizerischer Regensimulatoren nach Regenstruktur und kinetischer Energie
Authors: Hassel Josef M. , Richter Gerold
Published: February 2007

Die Regenstruktur und die kinetische Energie der von 8 Regensimulatoren erzeugten Regen wurden untersucht. Zum Vergleich wurde ein Gewitterschauer vom 17.7.1987, vermessen in Mertesdorf bei Trier, mit einbezogen. Die Ergebnisse können wie folgt zusammengefaßt werden:

Die Tropfenspektren der untersuchten Regen weisen bedeutende Unterschiede auf. Die Regner Swanson, Bonn, Basel und Trier zeigen ein deutlich ausgeprägtes Maximum mit etwa 40% in der Klasse 2–3 mm Tropfendurchmesser und damit die größte Ähnlichkeit zu den Tropfen spektren natürlicher Starkregen.

Die Aufprallgeschwindigkeit der Regentropfen variiert je nach Systemdruck und Anfangsgeschwindigkeit sowie der Fallhöhe. Es zeigt sich, daß ein Korrekturfaktor, basierend auf der prozentualen Abweichung von der Endfallgeschwindigkeit, nur bedingt zur Angleichung an die kinetische Energie natürlicher Niederschläge brauchbar ist.

Unter Berücksichtigung unterschiedlicher Fallgeschwindigkeiten der Tropfen werden von fast allen Systemen Regenenergien von ca. 19 bis 27 J/m2 je mm Niederschlag erreicht.

Die Nachmessung der Niederschlagsmengen ergab. z.T. erhebliche Abweichungen von der Vorgabe (60 mm/h). Dadurch lag die tatsächliche Regenenergie während der Versuche bei ca. 9 bis 15 MJ/ha.

Diese hohe Variationsbreite ist systembedingt. Sie läßt aber auch die große Bedeutung von Regenmessungen auf der Meßparzelle für eine exaktere Energieberechnung erkennen.
Die Ermittlung des Bulk‐Stomata‐Widerstandes und der aktuellen Evapotranspiration aus Saugspannungsmessungen des Bodenwassers ‐ dargestellt am Beispiel von Acker‐Unkrautgesellschaften auf Hochflutlehm
Authors: Hennig Achim
Published: February 2007

Es wurde gezeigt, daß die über ein Wasserscheidenverfahren durchgeführte Berechnung der aktuellen Evapotranspiration aus Saugspannungsmessungen zuverlässig genug ist, den zur Verwendung der Monteith‐Formel benötigten Bulk‐Stomata‐Widerstand (Bestandswiderstand) sowie die Form der Reduktion der potentiellen auf die aktuelle Evapotranspiration zu berechnen.

Dabei wurde für eine Acker‐Unkrautgesellschaft der Bestandswiderstand zu 37 s/m, sowie bei einem angenommenen Blattflächenindex von 3,0 der Pflanzenwiderstand zu 28 s/m ermittelt.

Als Reduktionsfunktion ergab sich eine lineare Beziehung, beginnend bei einem Wassergehalt von 70% der nutzbaren Feldkapazität und endend beim permanenten Welkepunkt.

Beide Ergebnisse stimmen gut mit Literaturangaben überein.
Decomposition of paddy straw in soil and the effect of straw incorporation in the field on the yield of wheat
Authors: Singh S. , Batra Renu , Mishra M. M. , Kapoor K. K. , Goyal Sneh
Published: February 2007

In a laboratory experiment, incorporation of paddy straw in soil immobilized native as well as added fertilizer N and about half of the immobilized N was mineralized after 90 days of straw incorporation. Straw and N application alone or in combination increased biomass carbon, phosphatase and respiratory activities of the soil. Microbial biomass carbon and phosphatase activity were maximum at 30 days of straw decomposition. In field trials, incorporation of paddy straw 3 weeks before sowing of wheat significantly increased the wheat yield at Sonepat district in a clay loam soil while no such beneficial effect was observed in a sandy loam soil at Hisar.
Redoxprozesse in der Rhizosphäre von Land‐ und Sumpfpflanzen
Authors: Flessa Heiner , Fischer Walter R.
Published: February 2007

In der Rhizosphäre verschiedener dicotyler Kulturpflanzenarten (Pisum sativum, Vicia sativa, Helianthus annuus) konnte mit Platin‐ und Antimonmikroelektroden im Bereich der Wurzelspitzen ein Absinken des Redoxniveaus gemessen werden. Der wurzelnahe Boden von Weizen (Triticum aestivum) und Hafer (Avena sativa) zeigte keine veränderten Redoxbedingungen. Die Reduktionskraft der Wurzeln der dicotylen Pflanzen ist vermutlich auf die Ausscheidung von reduzierenden Wurzelexudaten zurückzuführen. Durch das erniedrigte Redoxniveau wird die Fe‐Verfügbarkeit für die Pflanzen verbessert.

Schilfwurzeln (Phragmites australis) bewirkten im Bereich der Wurzelspitze eine Anhebung des Redoxpotentials. Dort wurden auch in einem stark reduzierten Boden kleinräumig aerobe Bedingungen erreicht. Dies ist ein Schutz vor phytotoxischen Konzentrationen reduzierter Substanzen.
Differential X‐Ray Diffraction (DXRD) of poorly crystalline materials in synthetic, metal‐substituted goethite and hematite
Authors: Wells Martin A. , Gilkes Robert J. , Singh Balbir , Fitzpatrick Robert W.
Published: February 2007

The nature of poorly ordered iron oxides in synthetic Al‐, Mn‐, Ni‐ and Ti‐substituted goethites and hematites was investigated using acid ammonium oxalate extraction and differential x‐ray diffraction (DXRD). Accurate alignment of diffraction patterns for oxalate extracted and untreated specimens is essential prior to generation of the DXRD pattern. Misalignments of +/−0.01° 2θ of the patterns result in large changes to calculated values of mean crystallite dimension (MCD), unit‐cell parameters and chemical composition. These errors do not follow systematic trends. For example, estimates of mole% Mn‐substitution in Mn‐goethite dissolved by ammonium oxalate change by 2–42 mole% due to mismatches of +/−0.02° 2θ. DXRD although useful for the general identification of oxalate soluble phases appears to be unsuitable for the detailed analysis of such phases.
Transformations induced in ferrihydrite by oven‐drying
Authors: Lewis David G.
Published: February 2007

Synthetic ferrihydrite preparations are metastable and on oven‐drying are shown to undergo significant transformation to more stable crystalline products the composition of which depends on the properties of the initial ferrihydrite. For a poorly ordered sample produced by rapid neutralization of a ferric nitrate solution, the dominant product was well‐crystalline hematite (α‐Fe2O3), the amount depending on the temperature at which drying was accomplished.

Freeze‐drying prevented alteration of the ferrihydrite to more crystalline forms and, compared with any of the oven dried samples, minimized the change in rate of dissolution in acid ammonium oxalate solution.

For a more ordered ferrihydrite produced by slow neutralization, oven‐drying caused the formation of some goethite (α‐FeOOH) with little or no hematite. The different transformation pathway for the more ordered ferrihydrite is attributed to

1) formation of larger polymers by slow growth during neutralization, resulting in a limited supply of the very small polymers which transform readily to hematite on heating, and

2) the probability of concomitant growth of goethite nuclei within the ferrihydrite allowing preferred transformation to goethite during oven‐drying.
Nitrogen effects of non‐legume catch crops
Authors: Sørensen Jørn Nygaard , Thorup‐Kristensen Kristian
Published: February 2007

Nitrate leaching during the winter period can be reduced and often prevented by growing catch crops after the harvest of a main crop. However, catch crops which effectively take up residual nitrogen do not necessarily show good nutrient effects on a succeeding main crop.

The objective of this experiment was to investigate how the content of soil mineral nitrogen in spring was affected by the time of incorporation of non‐legume catch crops and how the yield and nitrogen uptake of a succeeding main crop was influenced.

The yield of spring sown onion and white cabbage was significantly increased by catch crop growing the previous autumn. The nitrogen effect of Italian ryegrass corresponded to 50–100 kg N per ha in the vegetables. However, the yield of spring barley was not significantly affected by the nitrogen released from decomposing catch crops. During decomposition of non‐legume catch crops, grown at a high level of nitrogen fertility, nitrogen immobilization did not occur.
Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs) in den Böden der Rieselfelder der Stadt Münster (Westfalen)
Authors: Felix‐Henningsen Peter , Wilbers Artur , Crößmann Gerd
Published: February 2007

Auf den Rieselfeldern der Stadt Münster (Westf.) wurden von 1901–1975 städtische Abwässer mit einer täglichen Ausbringungsmenge von zuletzt rund 40.000 m3 verrieselt. Bodenproben ehemals berieselter Standorte und unberieselter Nachbarstandorte wurde auf Gehalte von 6 polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAKs) der Trinkwasserverordnung untersucht. Die Abwasserverrieselung hatte in den Oberböden der ehemaligen Rieselparzellen eine Anreicherung mit PAKs zur Folge, die zu einer durchschnittlichen Konzentration von 0,57 mg PAK/kg Boden führte, während die humosen Oberböden außerhalb der Rieselfelder im Durchschnitt nur mit 0,14 mg PAK/kg belastet sind. Signifikante Beziehungen zwischen verschiedenen Bodeneigenschaften, u.a. dem Gehalt an organischer Substanz, und den PAK‐Gehalten sind nicht nachweisbar.

Bei Rückbauarbeiten nach Abschluß der Berieselung wurden einzelne Parzellen durch Verfüllen mit schlackehaltigen Substraten kontaminiert. Hier betragen die PAK‐Konzentrationen des Oberbodens durchschnittlich 7 mg PAK/kg.

Die Untersuchung der Tiefenverteilung in einem Bodenprofil ergab bei insgesamt mit der Tiefe abnehmenden PAK‐Gehalten eine deutliche Anreicherung in den Go‐Horizonten unterschiedlichen Alters. Wahrscheinlich werden die PAKs auch unter gegenwärtigen Bedingungen durch Bindung an lösliche organische Substanzen (Dissolved Organic Carbon = DOC) verlagert und schließlich an Fe‐Oxide adsorbiert. Fluoranthen als mobilste PAK‐Komponente wurde seit dem Ende der Abwasserverrieselung bis in 110 cm Tiefe verlagert. Eine Belastung des oberflächennahen Grundwassers kann an diesen Stellen nicht ausgeschlossen werden.
The soils of the eastern hilly area and their suitability to vineyard in Friuli (Italy)
Authors: Bini Claudio , Mondini Claudio
Published: February 2007

Typic Eutrochrepts (from “Flysch”), Typic Udifluvents (from alluvial deposits), Dystric Eutrochrepts and Plinthic Paleudults on old alluvial deposits and terraces were characterized. All soils investigated fall in the suitability class S2 or S3 for grape cultivation. Imperfect drainage and acidic reaction are most prominent soil limitations. Fertilization with organic matter, N and some microelements such as Zn, as well as drainage improvement, are the suggestions proposed in order to increase the soil fertility and the wine production.
Anthropogener Asbest in Böden
Authors: Spurny Kvetoslav R.
Published: February 2007

Mineralfasern verschiedener Asbesttypen sowie auch andere faserige Mineralien, z.B. Zeolithe, verursachen in einigen Ländern und Regionen natürliche Boden‐ oder Steinbruchkontamination. In epidemiologischen Studien konnte gezeigt werden, daß die Bevölkerung dieser Regionen an Pleura ‐ plaques und Mesotheliomerkrankungen leidet.

Diese Studie befaßt sich mit Messungen anthropogener Kontamination von Böden und mit der Bestimmung von Faserkonzentrationen in der bodennahen Luftschicht. Die untersuchten Böden waren während und nach einer industriellen Asbestverarbeitung mit Chrysotil‐ und Amphibolfasern stark verseucht. Asbestfaserkonzentrationen im Bereich zwischen 106 und 1011 Fasern/g Boden wurden festgestellt. Auch die Außenluftkonzentrationen von feinen Asbestfasern in der unmittelbaren Nähe des Bodens waren hoch und reichten bis zu 5 × 105 Fasern/m3. Die mit Asbestfasern verseuchten Böden können als ausgiebige Emissionsquellen für feine Mineralfasern betrachtet werden, die Wasser und Außenluft verunreinigen und ein Karzinogenitäts‐Risiko für die Allgemeinbevölkerung und hauptsächlich für die Einwohner in der Nachbarschaft solcher Böden darstellen.
Surface area and CEC as related to qualitative and quantitative changes of forest soil organic matter after liming
Authors: Wilczynski A. Waldemar , Renger Manfred , Jozefaciuk G. , Hajnos M. , Sokolowska Z.
Published: February 2007

Water vapor adsorption isotherms were used for estimation of (apparent) surface areas of samples of limed and unlimed plots of an acidic sandy forest soil. Samples were taken at two microrelief (ridge and furrow) positions from five subsequent 10 cm layers. Values of surface area and CEC correlated linearly with organic matter content but only for four bottom layers. Surface areas and CEC values calculated per the unit mass of organic carbon were higher in upper layers than in lower layers for control samples. For limed samples an opposite trend was observed. The estimated average (apparent) charge densities of organic matter showed a better correlation with humic to fulvic acids ratio. Values of surface charge densities for every investigated profile increased with depth and they were lower in limed than in unlimed profiles.
Solubilization of Fe (III) from humic‐Fe complexes, humic/Fe‐oxide mixtures and from poorly ordered Fe‐oxide by organic acids ‐ consequences for P adsorption
Authors: Gerke Jörg
Published: February 2007

The effect of organic acids on the solubility of Fe from humic Fe complexes, poorly ordered Fe‐oxides and humic/Fe‐oxide mixtures was investigated at pH 4 and 7. After reaction, the suspensions were filtered through a 20 000 D membrane and Fe and humic concentrations were determined in the filtrate.

Among four organic acids, citric acid had the strongest effect on Fe‐solubility and solubilized up to 25% of total Fe from the humic complexes at pH 4. Humic substances were solubilized by citrate too, the proportions being higher at pH 7 than at pH 4. Malic and tartaric acid solubilized substantial but lower amounts of Fe from humic complexes than citric acid, whereas phthalic acid did not solubilize Fe and humics.

Citrate added to poorly ordered Fe‐oxide and its mixtures with humics, aged for 65 days, increased 20 000 D filtrable Fe, the effect being higher for humic/Fe‐oxide complexes.

Adding citrate to humic/Fe‐oxide mixtures and to Fe‐oxide strongly decreased the P sorption, the extent, being higher for the former adsorbent.
Zur Dynamik gelöster organischer Substanzen (DOM) in Fichtenökosystemen ‐ Ergebnisse analytischer DOM‐Fraktionierung
Authors: Guggenberger Georg , Zech Wolfgang
Published: February 2007

Gelöste organische Substanzen zweier Fichtenstandorte im Fichtelgebirge wurden in chemisch und funktional unterschiedliche Fraktionen aufgetrennt und die erhaltenen Fraktionen bilanziert. Hydrophobe Säuren (HoS), hydrophile Säuren (HiS), hydrophobe Neutrale (HoN), hydrophile Neutrale (HiN) und hydrophile Basen (HiB) zeigen eine differenzierte Dynamik in den Kompartimenten beider Standorte. HiN und HoN werden bevorzugt im Kronenraum der Bestände freigesetzt und erfahren sowohl in der organischen Auflage, als auch im Mineralboden eine Netto‐Retention. Im Gegensatz hierzu ist die organische Auflage eine wesentliche Quelle für HoS und HiS. Es errechnen sich für beide Standorte jährliche Flüsse an organischen Säuren aus der organischen Auflage in den Mineralboden von ca. 100 kg C (HoS) ha−1 a−1 und ca. 50 kg C (HiS) ha−1 a−1. HoS werden gegenüber den HiS im Mineralboden selektiv stärker immobilisiert. Der Mineralbodenoutput der organischen Säuren reduziert sich auf 2.4 – 4.4 kg C (HoS) ha−1 a−1, bzw. 2.7 – 6.5 kg C (HiS) ha−1 a−1. Diese unterschiedliche Dynamik der DOM‐Fraktionen beeinflußt die Mobilisierung und den Transport von organischen Schadstoffen und Schwermetallen.