Description
We study soils from the landscape to specific biogeochemical processes at the micro-scale. Here we show whats going on in both teaching and research. Soil is the focal and connecting link between the information, matter and energy cycles of the hydrogeosphere and the atmosphere. Soil organic matter, clay sized particles and iron oxides are the most important reactants in soils building a complex physico-chemical interface. Beside the quality and quantity of the reactants, their spatial distribution and interaction affect the biogeochemical processes which are the driving forces of key ecosystem functions including carbon cycling, plant productivity and water quality. These processes are active across many spatial scales ranging from the molecular level, taking place on nano- to micrometers, to the pedon and landscape level, acting on meters to kilometres. The major challenges are to identify the factors controlling the architecture of biogeochemical interfaces, to link the processes operative at the individual molecular and/or organism scale to the phenomena active at the aggregate scale in a general mechanistic framework.
At the Chair of Soil Science we work on the general characterisation of soil organic matter and the identification and extraction of functional soil organic matter pools that are important for long term stabilisation of carbon in soils and at the same time are responsible for the formation of biogeochemical interfaces in aggregated soils. We use state-of-the-art techniques of SOM characterization by combining solid-state 13C NMR spectroscopy to analyse bulk SOM composition with chemolytic techniques and GC-MS for the analysis of major SOM compounds relevant for the soil C cycle, especially polysaccharides, lignin and cutin/suberin. Our results show that SOM structural chemical as well as spatial variability has to be considered in order to understand the sensitivity of SOM pools to degradation. For this we use nano-scale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS), allowing the simultaneous analysis of up to seven ion species with high sensitivity and resolution. It is an unprecedented tool for the analysis of biogeochemical processes and properties of soils, as it enables us to investigate the elemental and isotopic composition of soils at the submicron scale.
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facebook.comHow does initial soil development work and how is it linked with microbial activity in an environment with a very low organic carbon input? To answer this question Carsten Mueller from TUM Soil Science and Andreas Richter from Universität Wien are working this Antarctic summer at an unique spot in the Southern Hemisphere - #DeceptionIsland, an active Volcano in #Antarctica. The volcanism shaped an island with a very distinct shape, a Caldera that is open through a narrow breach to the Antarctic sea. After a volcanic eruption in 1970 the development of soils started from Zero - a great chance to study how initial soil structure formation is linked with microbial activity in polar environements. During their time at the island the researchers stay at the Spanish station #GabrieldeCastillas and are kindly supported by CSIC, Ejército de Tierra and Armada Española #soilsandmicrobes2018
Ernährungssicherheit und Bodenmanagement: Illusion und Realität? Dr. Gunnar Kirchhof von der University of Queensland (Australien) wird die Möglichkeiten einer bodenschonenden Landwirtschaft im Einklang mit internationaler Entwicklungszusammenarbeit aus eine überregionalen Perspektive kritisch diskutieren. Sind Europas Ackerbauern in der Globalisierungsfalle zu Lasten eines nachhaltigen Pflanzenbaus? Diskutieren Sie mit nächsten Mittwoch am HEZ. "Im Laufe der Zeit wurden weltweit immer neue Methoden zur ‚guten fachliche Praxis‘ definiert. Als mögliches Allheilmittel wurde in den letzten Jahren gern über "Conservation Agriculture" geredet, seit kürzerem werden auch Verfahren wie "Agro-Ecology" und "organische Landwirtschaft" diskutiert. Jede dieser neuen, oder wieder neu entdeckten alten Methoden, hat Vor- und Nachteile und kann regional in manchen Naturräumen und entsprechendem sozio-ökonomischen Umfeld eine wirkliche Optionen für Ernährungssicherheit darstellen. Allerdings ist keine dieser Methoden generell anwendbar. Eine interessante Frage in Bezug auf Conservation Agriculture ist zum Beispiel, wie realistisch das oft veröffentlichte Potential zur Erhöhung der organischen Substanz im Boden ist, besonders in den wärmeren Klimagebieten. Auch die Frage nach Herbizidenanwendung und Herbizidresistenz muss diskutiert werden, ebenso wie mögliche Stratifikationen von Humus und Nährstoffen. Inwieweit ist eine Bodenbearbeitung notwendig, und wird "Strategic Tillage" die neue‚ gute fachliche Praxis‘ werden? Nach der Deklaration von Nyéléni 2007 hat Agro-ecology enorm an Interesse gewonnen. Ist dies wirklich etwas Neues oder etwas Altes, was neu erfunden wird? Der Trend geht oft in eine Interpretation, dass Agro-ecology gleich Organic Farming ist. Dies wirft wiederum die Frage auf, inwieweit und wo organische Landwirtschaft eine mögliche, gute fachliche Praxis‘ ist? Wo sind die Nährstoffquellen und Akkumulatoren, wenn man auf Mineraldünger verzichtet? Diese Fragen müssen aus einer überregionalen Perspektive betrachtet warden." Dr. Gunnar Kirchhof Senior Lecturer & Principal Research Fellow School of Agriculture and Food Sciences University of Queensland, Australia
One of our students, Isabel Prater, received the award for the best M.Sc. thesis at the Academic Faculty of Agricultural and Horticultural Sciences. The mayor of Freising, Tobias Eschenbacher, honoured Ms. Prater for her work on the biogeochemical properties of #antarctic #soils on the James Ross Island. Her supervisor Carsten Müller sampled the soils during an expedition in 2016, in order to find out more about the mechanisms that are stabilizing organic carbon in soils. We congratulate all awardees from the six faculties of the TUM School of Life Sciences Weihenstephan! Isabel Prater, Studierende am Lehrstuhl für Bodenkunde, wurde der Preis für die beste Masterarbeit an der Sudienfakultät für Agrar- und Gartenbauwissenschaften verliehen. Tobias Eschenbacher, OB der Stadt Freising, zeichnete Frau Prater für ihre Arbeit über die biogeochemischen Eigenschaften antarktischer Böden auf der James-Ross-Insel aus. Ihr Betreuer Carsten Müller beprobte die Böden während einer Expedition 2016, um mehr über die Mechanismen herauszufinden, die organischen Kohlenstoff im Boden stabilisieren. Wir gratulieren allen Preisträgerinnen und Preisträgern der sechs Studienfakultäten des Wissenschaftszentrums Weihenstephan! All images courtesy of/ Fotos freundlicherweise zur Verfügung gestellt von Nora Endrich, Freising Freising Fachschaft Agrar- & Gartenbauwissenschaften der TU München
A new study in Global Change Biology demonstrates how #soil #OrganicMatter accrual governs the initial formation of #microaggregates in an area where #ClimateChange lead to the pronounced retreat of glaciers. The team of scientists from TUM Soil Science and a colleague from the Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ found successive microspatial patterns that reveal a development of organic coatings from patches to connected soil structures with limited surface coverage. This provides evidence that the carbon sequestration in soils is decoupled from the mineral surfaces that retain their functionality. Find out more at: http://doi.org/10.1111/gcb.14014 Eine neue Studie in Global Change Biology zeigt wie der Zuwachs organischer Bodensubstanz die initiale Bildung von #Mikroaggregaten bildet - in einer Landschaft, wo der #Klimawandel zum vom verstärkten Abschmelzen der Gletscher führt. Das Team aus Wissenschaftlern von TUM Soil Science und einem Kollegen vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ fand aufeinander folgende räumliche Muster auf der Mikroskala, die eine Entwicklung organischer Überzüge von verteilten Flecken zu verbundenen Bodenstrukturen mit begrenzter Oberflächenbedeckung aufdecken. Das weist eine Sequestrierung organischer Bodensubstanz nach, die von der Mineraloberfläche entkoppelt ist, so dass die Funktionalität dieser Oberflächen erhalten bleibt. Lesen Sie mehr darüber auf: http://doi.org/10.1111/gcb.14014
Order your #SoilOfTheYear poster for free and support the public awareness for the precious alpine Folic Histosols, so-called 'Felshumusboden'. Helfen Sie mit das öffentliche Bewusstsein für den #BodenDesJahres zu schärfen mit einem kostenlosen Poster des Felshumusbodens vom Umweltbundesamt. https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/poster-boden-des-jahres-2018-alpiner-felshumusboden
Soil science for young minds on Bayern 2 on #WorldSoilDay! Carsten Mueller from TUM Soil Science was live on the radio to answer children's questions. Tune in to find out why plants grow in soil, where a tree grows best, and why you should dig more holes. Bodenkunde für junge Köpfe auf Bayern 2 am #Weltbodentag! Carsten Mueller von TUM Soil Science beantwortet die neugierigen Kinderfragen live im Radio. Schalten Sie ein, um herauszufinden warum Pflanzen im Boden wachsen, wo Bäume am besten wachsen und warum Sie mehr Löcher graben sollten.
Soils with thick organic layers found on the north side of alpine mountains are the German and Austrian #SoilOfTheYear 2018. In the Alps, the extreme climatic conditions with high precipitation, cold and short vegetation periods, and cool winters favor the accumulation of organic matter. These sensitive soils can be used as pastural land. The Folic Histosols, so-called 'Felshumusboden', are threatened by erosion through windstorms, deforestation, intensive grazing, and touristic use. The soil of the year 2018 nourishes the montain vegetation by stabilizing the slopes and retaining water. For all these reasons, the soil of the year campaign reminds us of the precious soil resources and calls for increased conservation efforts sustaining these unique soils. Happy #WorldSoilDay! Download the new poster on: https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/421/dokumente/17p061_poster_alpinboden_bf.pdf Further information: http://bodendesjahres130.apps-1and1.net/ https://www.umweltbundesamt.de/themen/felshumusboden-boden-des-jahres-2018
Arctic permafrost soils store tremendous amounts of organic carbon. With climate change these soils thaw and the stored carbon will get mineralized and enter the atmosphere as green house gases. We invite you to the lecture of Dr. Christian Knoblauch (University Hamburg) in which he will present his work on the "Importance of methane production for the greenhouse gas budget of thawing permafrost" #permafrost #cryosol #siberia #methane #climatechange #Samoylov
Prof. Jörg Prietzel and PhD student Luis Carlos Colocho Hurtarte at work in the lab of Synchrotron Thailand
TUM Soil Science occupies a top ranking among the most influential scientific minds of the world: Prof. Ingrid Kögel-Knabner is honored to rank among Clarivate Analytics’ top 1% of reseachers for most cited documents in Agricultural Sciences. The accomplishment of this international recognition is supported by the great commitment of our colleagues and partners as well as the kind support from our funding agencies and the TU München. #HighlyCited2017
New Research topic launched in the journal Frontiers in Environmental Science, section Soil Processes: "Rhizosphere Functioning and Structural Development as Complex Interplay between Plants, Microorganisms and Soil Minerals" (Guest Editors: Carsten W. Mueller (TUM), Jens-Arne Subke, Caroline Gutjahr (TUM), Andrea Carminati, Christina Kaiser). The aim of this project is to bring together international experts to provide a comprehensive view of this topic. pictures: Vera Baumert
A new study in ES&T unravels the microarchitecture of #soil finding micrometer-sized domains with specific functionalities for soil organic carbon storage. The clustering of an intact soil aggregate in just two complementary types of microdomains was demonstrated by Markus Steffens, now at the Research Institute of Organic Agriculture (FiBL), and his colleagues from TUM Soil Science. Find out more at http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.7b03715
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