Verhinderung von Bodenerosion durch Bakterien
Ein beträchtlicher Anteil des Ackerlands liegt auf abfallendem Gelände, das der Bodenerosion unterliegt. Obwohl Erosion durch gezielte Pflanzungen vermieden werden kann, sind oft die optimalen Bedingungen schwer zu ermitteln. Das EU-finanzierte Projekt FIXSOIL (Understanding how plant root traits and soil microbial processes influence soil erodibility) untersuchte daher, wie Wurzeln und Mikroorganismen die Bodenstabilität beeinflussen, insbesondere, wie die Ökosystemdienste verschiedener Kulturpflanzen und Wälder Bodenerosion verhindern und zur strukturellen Bewahrung der Bodenstruktur beitragen können. Die Studie ermittelte die Bodenfixierung durch Wurzelsysteme und mikrobielle Gemeinschaften sowie den Effekt auf die Bodenstabilität. Untersucht wurden hierfür gemischte Areale aus Naturwald, Forsten und Bioackerland in gemäßigten und mediterranen Regionen. Für die Artenbestimmung verglich das Team Bakterien- und Pilz-DNA aus Bodenproben mit öffentlichen Datenbanken. Die Bodenstabilität wurde nach einer Standardmethode beurteilt, um dann weitere physikalische und chemische Untersuchungen durchzuführen. Vor allem sollte so die Frage geklärt werden, was die Bodenstabilität stärker beeinflusst: Bodenchemie oder Wurzel-/Mikrobeneigenschaften. Die Studie ergab, dass die Stabilität des Bodenaggregats durch Landnutzung verschlechtert wird, dass Böden in der Nähe von Bäumen stabiler sind als offene Flächen, und dass die Baumhöhe in subalpinen Umgebungen den größten Einfluss hat. Weiterhin besteht bei Landnutzung und Baumnähe ein Zusammenhang zur mikrobiellen Vielfalt, und klimatische Unterschiede beeinflussen die mikrobielle Vielfalt und damit andere Bodeneigenschaften. Die Forscher untersuchten auch, wie sich unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften auf die Bodenstabilität auswirken. Nach Sterilisierung der Böden wurden Mikroben transplantiert und zwei Arten mit unterschiedlichen Arten von Wurzelsystemen gezüchtet. Schließlich wurden Wurzelmerkmale, Aggregatstabilität der Böden und mikrobielle Vielfalt erfasst. Die Ergebnisse zeigen, dass durch Impfung der Böden die mikrobielle Diversität gefördert und im Kontrollversuch auch die Bodenstabilität verbessert werden kann. Das Verfahren hatte keinen Effekt auf das Vorhandensein bestimmter Proteine im Boden (etwa Ergosterol und Glomalin-verwandte Bodenproteine). Die Zusammenhänge, die FIXSOIL zwischen mikrobiellen Gemeinschaften und Bodenstabilität enthüllte, können Bodenbewirtschaftungsstrategien effektiver machen. Vor allem aber wurde gezeigt, wie wichtig die Biodiversität in Böden ist, da ihr Ökosystemdienst in der Stabilisierung von Bodenaggregaten besteht. Die Forschungen tragen dazu bei, Bodenerosion zu verhindern und gleichzeitig die agrarwirtschaftliche Produktivität zu steigern, indem die Agrar- und Forstwirtschaft besser strukturiert und die biologische Vielfalt des Bodens erhalten bleibt.
Schlüsselbegriffe
Mikrobielle Diversität, Bodenerosion, Boden-Aggregat-Stabilität, Landnutzung, Ackerland, FIXSOIL, Wurzelsysteme
