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  1. Article: Young soils of a temperate barrier island under the impact of formation and resetting by tides and wind

    Pollmann, Thomas / Böttcher, Michael E / Giani, Luise

    Catena. 2021 July, v. 202

    2021  

    Abstract: The island Spiekeroog (Germany) at the southern North Sea coast exhibits an island tail (Ostplate) of which large parts formed after 1860 by gradual eastward deposition of marine sediments. This study aimed to (i) provide a first overview of soils on the ...

    Abstract The island Spiekeroog (Germany) at the southern North Sea coast exhibits an island tail (Ostplate) of which large parts formed after 1860 by gradual eastward deposition of marine sediments. This study aimed to (i) provide a first overview of soils on the Ostplate, (ii) verify whether soil formation stages in different landscape elements (dune chain, dune slacks, saltmarsh, pioneer zone) are linked to the island’s gradual development and (iii) to assess the impact of tides and winds on soil formation. Standard physicochemical properties of dune -and dune slack topsoils and 19 pedons (i.a. pH, total organic carbon (TOC), total inorganic carbon (TIC), total nitrogen (TN), and mean weight diameter (MWD) of water stable aggregates) were analyzed. Soils of the dune slacks, the saltmarsh and the pioneer zone classified as Gleysols which showed no trend towards differences along the Ostplate. The dune chain exhibited Protic Arenosols that were initially acidified in lee positions (min. pH = 5.1). Carbon (C) and nitrogen (N) isotopes (δ¹³C, δ¹⁵N) signatures of saltmarsh sediments were used as a proxy for the tidal influence on soil formation. In addition, sulfur (S) isotope (δ³⁴S) signatures revealed insights on sulfur sources in the saltmarsh. The δ¹³C signatures of organic matter (OM) decreased and TOC/TN -and TOC/total sulfur (TS) ratios increased with increasing elevation and decreasing flooding frequency. At higher flooding frequency, δ¹⁵N resembled the dominant input of OM from the southern North Sea, at a lower interaction level, mixing of a wider range of sources was indicated. S isotopes indicated dissolved sulfate and reduced species as sulfur sources. It was concluded that an ongoing impact of wind-induced sand movement at the dunes, and flooding-induced sediment movement in the saltmarsh and the pioneer zone, repealed any potential disparities in soil formation stages, which might have existed along the Ostplate.
    Keywords Arenosols ; Gleysols ; catenas ; coasts ; dissolved sulfates ; inorganic carbon ; islands ; landscapes ; nitrogen ; pH ; salt marshes ; sand ; soil formation ; sulfur ; total nitrogen ; total organic carbon ; wind ; Germany ; North Sea
    Language English
    Dates of publication 2021-07
    Publishing place Elsevier B.V.
    Document type Article
    Note NAL-AP-2-clean
    ZDB-ID 519608-5
    ISSN 1872-6887 ; 0008-7769 ; 0341-8162
    ISSN (online) 1872-6887 ; 0008-7769
    ISSN 0341-8162
    DOI 10.1016/j.catena.2021.105275
    Database NAL-Catalogue (AGRICOLA)

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  2. Article: Rate of soil formation in Arenosols of dunes on Spiekeroog Island (Germany)

    Pollmann, Thomas / Frechen, Manfred / Giani, Luise / Tsukamoto, Sumiko

    Geoderma regional. 2020 Mar., v. 20

    2020  

    Abstract: This study is concerned with the rate of soil formation in Arenosols of dunes on the barrier island Spiekeroog at the southern North Sea coast. It focuses on Fe dynamics in the soils in relation to slope aspect, as well as on the interaction between ... ...

    Abstract This study is concerned with the rate of soil formation in Arenosols of dunes on the barrier island Spiekeroog at the southern North Sea coast. It focuses on Fe dynamics in the soils in relation to slope aspect, as well as on the interaction between minerals and soil organic matter (SOM) in the course of soil formation. Ten quartz-rich (≈ 95 wt%) Arenosols on slopes with different aspects (north/south), low in primary carbonates (≈ 0.5 wt%) and total Fe (Fet, ≈ 0.15 wt%), were studied across a soil chronosequence with optically stimulated luminescence (OSL) ages between 43 ± 7 and 279 ± 26 years. During this period, pH (CaCl2) decreased from 7.1 in fresh sands to 3.1 in initially podzolized soils. SOM contents and the optical density of oxalate extracts (ODOE) increased with soil age. Differences in Fe stocks, vertical distribution of Fed, Feo and Fep and horizontation of equally old soils indicated an influence of microclimate on pedogenesis determined by slope aspect. Initial podzolization features occurred after 179 ± 17 years. Eluviation resulted in the formation of an E horizon free of amorphous and poorly crystalized Fe oxides (Feo-Fep), indicating that these oxides provided a source of Fe during podzolization. However, illuviation features were absent. Field findings, macroscopic examinations and carbon fractionations revealed, that SOM was exclusively present in free particulate form (free POM). This indicated, that prior to podzolization, mineral grains did not become enclosed by organic pigments during the formation of Ah horizons.
    Keywords absorbance ; age of soil ; Arenosols ; calcium chloride ; carbon ; carbonates ; chronosequences ; coasts ; dunes ; E horizons ; eluviation ; illuviation ; iron ; iron oxides ; islands ; luminescence ; microclimate ; oxalates ; pH ; pigments ; podzolization ; soil organic matter ; spatial distribution ; Germany ; North Sea
    Language English
    Dates of publication 2020-03
    Publishing place Elsevier B.V.
    Document type Article
    ISSN 2352-0094
    DOI 10.1016/j.geodrs.2019.e00246
    Database NAL-Catalogue (AGRICOLA)

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  3. Book: GAeKoStiNi - Analyse der Gaerrestwirkung auf den Kohlenstoff- und Stickstoffhaushalt in Boeden unter besonderer Beruecksichtigung des Nitrataustrages ins Grundwasser

    Giani, Luise

    Abstract: Im Rahmen dieses Vorhabens soll die Auswirkung einer wiederholten Gaerrestduengung auf den Stickstoff- sowie den Kohlenstoffhaushalt unterschiedlich genutzter landwirtschaftlicher Flaechen (Acker (Mais/Getreide), Gruenland) unter Beruecksichtigung der ... ...

    Institution Universitaet Oldenburg, Institut fuer Biologie und Umweltwissenschaften, Arbeitsgruppe Bodenkunde, 26111, 26111, Oldenburg, DE
    Abstract Im Rahmen dieses Vorhabens soll die Auswirkung einer wiederholten Gaerrestduengung auf den Stickstoff- sowie den Kohlenstoffhaushalt unterschiedlich genutzter landwirtschaftlicher Flaechen (Acker (Mais/Getreide), Gruenland) unter Beruecksichtigung der Auswaschung von Nitratstickstoff ins Grundwasser untersucht werden. Im weiteren Fokus steht eine moegliche Veraenderung der Stabilitaet der organischen Substanz (labil/stabil) mit Konsequenzen fuer die Stickstoffverteilung. Die Ergebnisse sollen zeigen, ob einer aus landwirtschaftlicher Sicht positiven Wirkung, durch eine Erhoehung der Bodenfruchtbarkeit, eine negative Entwicklung in Richtung einer erhoehten Gefaehrdung des Grundwassers durch Nitrateintraege gegenueber steht. Die praxisorientierten Untersuchungen sollen auf sandigen Standorten mit einem erhoehten Nitrataustragspotential unter praxisueblicher Gaerrestduengung erfolgen. Zur Beantwortung der Fragestellungen ist nach einer Charakterisierung der Flaechen die Analyse der Gaerrestwirkung auf unterschiedliche Kohlenstofffraktionen (Gesamt-Kohlenstoff, wasserloeslicher, freier und okkludierter partikulaerer Kohlenstoff), die Bodenaggregierung (Aggregatgroessenverteilung, wasserstabile Aggregate) sowie die Stickstoffgehalte im Boden und den Nitrataustrag mit dem Sickerwasser vorgesehen.
    Keywords Stickstoff ; Kohlenstoffhaushalt ; Landwirtschaftliche Flaeche ; Ackerland ; Mais ; Getreide ; Gruenland ; Auslaugung ; Organische Substanz ; Landwirtschaft ; Bodenfruchtbarkeit ; Grundwassergefaehrdung ; Kohlenstoff ; Wasserloeslichkeit ; Wasserleitfaehigkeit ; Stickstoffgehalt ; Naehrstoffauswaschung ; Nitrat ; Sickerwasser ; Stickstoffbilanz ; Duengung ; Biogasguelle ; Bodennaehrstoff ; Bodenbeschaffenheit
    Language German
    Document type Book
    Remark Projektbeginn: 01.08.2012 Projektende: 31.07.2015 Foerdernummer: 22401512
    Database Environmental research database (UFORDAT) of the German Federal Environment Agency (UBA)

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  4. Conference proceedings ; Online: Vergleichende Untersuchungen der Mineralisierungsraten von mit Gülle und Gärresten gedüngten Böden Nordwestdeutschlands

    Ohnesorge, Josefine / Giani, Luise

    2017  

    Abstract: Durch den rasanten Anstieg der Anzahl von Biogasanlagen werden neben Güllen verstärkt Gärreste als organische Düngemittel eingesetzt. Aufgrund dessen wurden die deren jeweiligen kumulierten Mineralisierungsraten in Abhängigkeit vom C/N – Verhältnis der ... ...

    Abstract Durch den rasanten Anstieg der Anzahl von Biogasanlagen werden neben Güllen verstärkt Gärreste als organische Düngemittel eingesetzt. Aufgrund dessen wurden die deren jeweiligen kumulierten Mineralisierungsraten in Abhängigkeit vom C/N – Verhältnis der Güllen und Gärreste, der Bodenart und des gravimetrischen Bodenwassergehaltes untersucht. Es zeigte sich, dass die kumulierte Mineralisierungsrate mit abnehmenden gravimetrischem Bodenwassergehalt sinkt. Weder die Bodenart noch das C/N – Verhältnis der Güllen und der Gärreste zeigen in dieser Arbeit einen Einfluss auf die kumulierten Mineralisierungsraten der Güllen und Gärreste.
    Language German
    Publishing country de
    Document type Conference proceedings ; Online
    Database BASE - Bielefeld Academic Search Engine (life sciences selection)

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  5. Conference proceedings ; Online: Influence of hydrochar from hydrothermal carbonisation (HTC) on plant growth aspects and soil improvement

    de Jager, Megan / Giani, Luise / Röhrdanz, Michael

    2019  

    Abstract: Hydrochar (HC), produced by hydrothermal carbonization (HTC), offers technical advantages compared to biochar (BC) produced by pyrolysis and is suitable for soil amelioration, carbon (C) sequestration, and enhanced plant growth. However, this suitability ...

    Abstract Hydrochar (HC), produced by hydrothermal carbonization (HTC), offers technical advantages compared to biochar (BC) produced by pyrolysis and is suitable for soil amelioration, carbon (C) sequestration, and enhanced plant growth. However, this suitability is dependent on the feedstock, HTC process conditions, application rate, and environmental and soil conditions. BC grain size has shown to influence, inter alia, nutrient retention, microbial colonization, and aggregate formation, however, such research for HC’s is lacking. This study conducted pot trials to investigate the influence of HC grain size (coarse (6.3-2 mm), medium (2-0.63 mm) and fine (<0.63 mm)), produced from biogas digestate, for soil improvement in three soils: loamy Chernozem, sandy Podzol, and clayey Gleysol, at a 5% HC application rate. All soils, including two controls (with and without plants) were analyzed for germination and bio-mass success, pH, and plant-available nutrients, namely phosphate (PO4), potassium (K) and mineral nitrogen (Nmin) content using standard laboratory methods. Results showed no germination inhibition using Chinese cabbage seeds at a 5% HC application rate, while its influence on biomass production was mostly insignificant. Soil pH showed a compensatory shift toward the pH of the HC, based on the initial pH of the soils and the HC. This effect was most pronounced in the fine-grained HC treatments. The HC served as a short-term source of nutrients, namely PO4, K (both nutrients showing the greatest effect in the fine-grained HC treatments) and ammonium (NH4+) due to the relatively more easily mineralized fraction of the HC, which allowed for the quick release of these nutrients. However, the duration of this contribution is dependent on the presence of this particular fraction in the soil. A relationship between HC and nitrate (NO3-) content was indeterminable due to the variable results between controls and HC grain size over the course of the study. In conclusion, the 5% HC application rate was insufficient to induce substantial changes to those soil properties affecting plant growth, nor to sustain a longer-term supply of nutrients.
    Subject code 630
    Language English
    Publishing country de
    Document type Conference proceedings ; Online
    Database BASE - Bielefeld Academic Search Engine (life sciences selection)

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  6. Book: Chronosequenzielle Veraenderungen von Eigenschaften sich selbst-restaurierender, post-agrarischer Albeluvisole der Taiga und Calcisole und Solonetze der trockenen Steppe Russlands, unter besonderer Beruecksichtigung der Humusdynamik

    Giani, Luise

    Abstract: In vielen Laendern war die Ackernutzung bis vor kurzem stark im Rueckgang begriffen. Landwirtschaftlich genutzte Boeden wurden ungenutzt oder sie wurden sich selbst ueberlassen (Selbst-Restaurierung). Diese Entwicklung kann bei bekanntem und ... ...

    Institution Universitaet Oldenburg, Institut fuer Biologie und Umweltwissenschaften, 26111, 26111, Oldenburg, DE
    Abstract In vielen Laendern war die Ackernutzung bis vor kurzem stark im Rueckgang begriffen. Landwirtschaftlich genutzte Boeden wurden ungenutzt oder sie wurden sich selbst ueberlassen (Selbst-Restaurierung). Diese Entwicklung kann bei bekanntem und unterschiedlichem Alter sich selbst-restaurierender Boeden in Chronosequenzen untersucht werden, was fuer dieses Forschungsvorhaben vorgeschlagen wird. Da der Anteil sich selbst-restaurierender Boeden gerade in Russland besonders gross ist, sollen in diesem Vorhaben die chronosequenziellen Veraenderungen von Eigenschaften sich selbst-restaurierender Albeluvisole der Taiga und Calcisole und Solonetze der trockenen Steppe untersucht werden. Es werden Veraenderungen der Vegetation und der Bodeneigenschaften in Richtung der natuerlichen Auspraegungen erwartet sowie Veraenderungen in der Quellen-Senkenfunktion fuer Kohlenstoff. Waehrend wie bei Selbstrestaurierungen typisch eine Kohlenstoffsenke fuer die Albeluvisole angenommen werden kann, ist bei den Calcisolen und Solonetzen eher eine Kohlenstoffquelle zu erwarten. In diesem Vorhaben sollen die bei Selbst-Restaurierung erwarteten Veraenderungen insbesondere in der Vegetation, Morphologie, im Gefuege, im Naehrstoffhaushalt und in der organischen Substanz bezueglich Quantitaet, Qualitaet sowie verschiedener Pools bzw. Fraktionen und Assoziationen untersucht werden. Letzteres steht aufgrund der Relevanz hinsichtlich des globalen Kohlenstoffkreislaufs im besonderen Focus dieses Projekts. Um die Dauer der Selbstrestaurierungen bis zum endgueltigen Erreichen des natuerlichen Bodenzustands und die Verlaeufe der Selbst-Restaurierungen bei unterschiedlichen Faktorenkonstellationen zu erfassen sollen unterstuetzend Modellierungen vorgenommen werden.
    Keywords Landwirtschaft ; Restaurierung ; Altersabhaengigkeit ; Aenderung ; Borealer Wald ; Steppe ; Vegetation ; Bodenbeschaffenheit ; Quelle ; Kohlenstoff ; CO2-Senke ; Morphologie ; Naehrstoffhaushalt ; Organische Substanz ; Tuempel ; Globale Aspekte ; Kohlenstoffzyklus ; Modellierung
    Language German
    Document type Book
    Remark Projektbeginn: 01.01.2007 Projektende: Foerdernummer:
    Database Environmental research database (UFORDAT) of the German Federal Environment Agency (UBA)

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  7. Conference proceedings ; Online: Ein Konzept zur Genese von Marschböden an der Deutschen Nordseeküste

    Witte, Sarah / Giani, Luise

    2015  

    Abstract: Die Marschengenese wird häufig anhand der genetischen Sequenz Rohmarsch, Kalkmarsch, Kleimarsch dargelegt. Unberücksichtigt bleibt vielfach, dass die rezente Marschengenese durch den Deichbau nachhaltig verändert worden ist. In der offenen, unbedeichten ... ...

    Abstract Die Marschengenese wird häufig anhand der genetischen Sequenz Rohmarsch, Kalkmarsch, Kleimarsch dargelegt. Unberücksichtigt bleibt vielfach, dass die rezente Marschengenese durch den Deichbau nachhaltig verändert worden ist. In der offenen, unbedeichten Landschaft wurden die Böden stark durch Faktoren und Prozesse der geo-pedogenen Initialphase geprägt. Unterschiedliche Faktorenkonstellationen in unterschiedlichen Sedimentationsräumen führten zu unterschiedlichen genetischen Sequenzen. Vier verschiedene Sequenzen, die sich hinsichtlich der Sedimentationsrate, der Intensität der Schwefeldynamik und der Ionenzusammensetzung im Sedimentationsraum unterscheiden, werden vorgestellt.
    Language German
    Publishing country de
    Document type Conference proceedings ; Online
    Database BASE - Bielefeld Academic Search Engine (life sciences selection)

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  8. Conference proceedings ; Online: Analyse der Gärrestwirkung auf den Stickstoffhaushalt von Böden unter Berücksichtigung des Nitrataustrages ins Grundwasser

    Stasch, Carolin / Giani, Luise

    2015  

    Abstract: In Niedersachsen hat sich von 2001-2010 die Anzahl der Biogasanlagen versechsfacht. Neben dem gestiegenen Flächenbedarf für den Energiepflanzenanbau stieg auch der Bedarf an Ausbringflächen für Gärrückstände. Die Fermentation führt, je nach ... ...

    Abstract In Niedersachsen hat sich von 2001-2010 die Anzahl der Biogasanlagen versechsfacht. Neben dem gestiegenen Flächenbedarf für den Energiepflanzenanbau stieg auch der Bedarf an Ausbringflächen für Gärrückstände. Die Fermentation führt, je nach Eingangssubstrat, zu unterschiedlichen Gärresteigenschaften, aber grundsätzlich zu einer Aufkonzentrierung pflanzenverfügbarer Nährstoffe, insbesondere von Stickstoff. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollte deshalb u.a. geklärt werden, ob einer aus landwirtschaftlicher Sicht positiven Wirkung, durch die mögliche Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit, eine negative Entwicklung durch erhöhte Nitrateinträge ins Grundwasser gegenüber steht. Im Rahmen der Untersuchung wurden auf kultivierten Moorstandorten (Baggerkuhlung, Tiefenumbruch) mit unterschiedlich langer Gärrestausbringung vertikale Nmin-Verteilungen über einen Zeitraum von 2 Jahren gemessen. Alle Flächen werden vom gleichen Landwirt bearbeitet. Die Ergebnisse zeigen, dass Standorte, welche länger mit Gärresten gedüngt wurden, generell höhere Nmin-Werte (bezogen auf 1m Beprobungstiefe) aufweisen. Der kürzer gedüngte Acker hat Gehalte von 100 bis 350 Nmin kg/ha. Beim länger gedüngten schwanken sie zwischen 200 und 550 Nmin kg/ha. Das kürzer gedüngte Grünland weist Gehalte von 100 bis 150 Nmin kg/ha auf während beim länger gedüngten die Gehalte zwischen 200 und 300 Nmin kg/ha variieren. Die Äcker zeigen generell größere Streuungen der Nmin-Gehalte im Vergleich zu den Grünlandstandorten. Tiefendifferenziert betrachtet zeigen die Ergebnisse aller Untersuchungsflächen, dass NO3 lediglich im Oberboden in höheren Konzentrationen vorliegt. Im Unterboden wurde Stickstoff in Form von NH4 nachgewiesen. Die Gefahr der NO3-Auswaschung ist somit auf diesen und vergleichbaren Standorten deutlich reduziert.
    Subject code 550
    Language German
    Publishing country de
    Document type Conference proceedings ; Online
    Database BASE - Bielefeld Academic Search Engine (life sciences selection)

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  9. Article: Carbohydrates, carbon and nitrogen in soils of a marine and a brackish marsh as influenced by inundation frequency

    Spohn, Marie / Giani, Luise

    Estuarine, coastal and shelf science. 2012 July 10, v. 107

    2012  

    Abstract: Marshes on the southern North Sea coast store large amounts of organic matter (OM). The objective of this study was to investigate the effect of inundation frequency on carbohydrates, organic carbon (OC), inorganic carbon (IC) and nitrogen (N) in a ... ...

    Abstract Marshes on the southern North Sea coast store large amounts of organic matter (OM). The objective of this study was to investigate the effect of inundation frequency on carbohydrates, organic carbon (OC), inorganic carbon (IC) and nitrogen (N) in a marine and a brackish marsh. To gain insights into the origin of OC in the marshes we used monosaccharides as biomarkers. We studied soils in a marine and a brackish marsh along a gradient of inundation frequency. It was found that TOC and N stocks in soils of a marine and a brackish marsh increased with decreasing inundation frequency. Concentrations of carbohydrates were significantly higher in the topsoils of the marine marsh than of the brackish marsh. In the upper mid-zone of the marine marsh, which is inundated by the sea approximately 20-times a year, carbohydrate stocks were up to 2.4-times higher than in the upper mid-zone of the brackish marsh with the same inundation frequency. Differences in carbohydrate concentrations can be attributed to differences in the abundance of fine and medium roots in these soils. In the daily-inundated soils of both marshes we observed high hexose-to-pentose ratios, indicating a microbial origin of the carbohydrates, while the hexose-to-pentose ratios were significantly lower in the middle and upper zone of the two marshes, indicating a high proportion of plant-derived carbohydrates. This study shows that monosaccharides are useful biomarkers to explore the origin of OM in coastal soils.
    Keywords biomarkers ; carbon ; coastal soils ; coasts ; marshes ; monosaccharides ; nitrogen ; organic matter ; roots ; North Sea
    Language English
    Dates of publication 2012-0710
    Size p. 89-96.
    Publishing place Elsevier Ltd
    Document type Article
    ISSN 0272-7714
    DOI 10.1016/j.ecss.2012.05.006
    Database NAL-Catalogue (AGRICOLA)

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  10. Book ; Online ; Thesis: Landschaftspflegerische Maßnahmen auf degradiertem Hochmoor und ihre Auswirkungen auf den Stickstoffhaushalt hinsichtlich atmosphärischer N-Einträge und N-Entzugs.

    Suda, Jerzy [Verfasser] / Buchwald, Rainer [Akademischer Betreuer] / Giani, Luise Dorothee [Akademischer Betreuer]

    2019  

    Author's details Jerzy Suda ; Rainer Buchwald, Luise Dorothee Giani
    Keywords Pflanzen (Botanik) ; Plants (Botany)
    Subject code sg580
    Language German
    Publisher BIS der Universität Oldenburg
    Publishing place Oldenburg
    Document type Book ; Online ; Thesis
    Database Digital theses on the web

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