Charakterisierung von organischen Bodenbestandteilen durch magnetische Resonanzspektroskopie Abschlussbericht

In this project the structure of soil organic matter was studied with C-13 and N-15 solid state high resolution NMR spectroscopy. In this context composts were produced from several plant species grown on N-15 enriched fertilizers. The composting could until now be studied for a period of 700 days. The characterization of these composts should provide information about nitrogen dynamics in the soil. In addition the composts were used for the optimisation of the NMR parameter of both nuclei mentioned about. The sensitivity of the N-15 nucleus for NMR studies at natural abundance is very low, because of the low natural abundance (0.4%) and the low gyromagnetic ratio. Therefore the compost enriched to 90% N-15 were used for the very spectrometer time consuming optimisation experiments. With the experience gathered during these studies we succeeded in obtaining natural abundance N-15 CPMAS spectra of complete soils and NaOH-extracts. In all N-15 spectra gathered hitherto, more than 90% of the total signal intensity of the nitrogen is present in the form of aminogroups (of the total intensity approx. 70% is found in the amide/peptide range while amino resp. ammoniumgroups contribute approx. 10% each). Heterocyclic aromatic nitrogen cannot be identified. The results have been presented at several international meetings and are compiled in some publications. (orig.)In diesem Projekt wurde bodenorganische Materie mit Hilfe der C-13 and N-15 Kernresonanzspektroskopie untersucht. Dazu wurden Komposte aus einigen Pflanzen, die aus dem N-15 angereicherten Naehrloesungen gezogen wurden, hergestellt. Die Kompostierung konnte bis jetzt ueber eine Zeitdauer von 700 Tagen verfolgt werden. Mit diesem Kompost sollte einmal die chemische Dynamik des Stickstoffs im Boden charakterisiert werden und es sollte zum anderen versucht werden, die Aufnahmebedingungen fuer die Spektroskopie beider oben angegebenen Kerne zu optimieren. Da wegen der geringen natuerlichen Haeufigkeit (0,4%) und des kleinen gyromagnetischen Faktors die Empfindlichkeit des N-15 Kerns fuer magnetische Resonanzmessungen sehr gering ist, mussten fuer die zeitraubenden Optimierungsversuche die auf 90% N-15 angereicherten Komposte verwendet werden. Nach diesen Vorversuchen gelang es, die N-15 CPMAS Spektren von Gesamtboeden und NaOH-Extrakten mit natuerlicher Stickstoffisotopenzusammensetzung aufzunehmen. Alle N-15 Spektren zeigen, dass mehr als 90% des in dem bodenorganischen Material vorliegenden Stickstoffs als Aminogruppen vorliegen. (Verteilt auf Amid/Peptid etwa 70% und Amino- sowie Ammoniumgruppen je etwa 10%). Heterozyklische aromatische Stickstoffverbindungen koennen nicht nachgewiesen werden. Die Arbeiten wurden und werden auf internationalen Tagungen vorgestellt und sind in einigen Publikationen zusammengefasst. (orig.)Available from TIB Hannover: F95B1323+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany)DEGerman