Biodiversitäts- und Landnutzungseffekte auf die Bodenaggregation und arbuskuläre Mykorrhizapilze

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Matthias Rillig

Dr. Kathryn Barto

(Freie Universität Berlin)

Hypothesen

1. Entlang der Landnutzungsgradienten ist die Diversität von arbuskulären Mykorrhizapilzen und Pflanzen positiv korreliert. Unsere Studie wird eine der ersten sein, die AM Pilz Taxondiversität mit der von Pflanzen mithilfe von molekular-ökologischen Methoden in Beziehung setzt.

2. Erhöhte Landnutzungsintensität führt zu verringerter Bodenaggregation, z.T. aufgrund der Abnahme der AM Pilzabundanz oder –diversität. Unsere Feldbeprobung wird wichtige Einsichten in die Rolle dieser Pilzgruppe auf der Landschaftsskala liefern, insbesondere auf unterschiedlichen Böden mit underschiedlicher Bewirtschaftung.

3. Gemeinsam mit Gewächshausversuchen hoffen wir auf ein kausales Verhältnis zwischen Bodenaggregation und AM Pilzdiversität zu testen.

 

Einführung

Die Bodenstruktur (Bodengefüge) ist ein zentraler Ökosystemparameter, der die Verteilung von Bodenporen und –aggregaten beschreibt. Die Bodenstruktur nimmt auf wesentliche biogeochemische Prozesse Einfluss, zum Beispiel auf die Kohlenstoffspeicherung im Boden, und beeinflusst die Verteilung von Bodenorganismen, die Stoffzyklen kontrollieren. Die Datenlage zur Sensitivität der Bodenstruktur auf Veränderungen der Biodiversität ist schlecht, und zwar für praktisch alle Organismengruppen die an der Bodenstruktur beteiligt sind, von Pflanzen bis zu Mikroorganismen. Die Biodiversitätsexploratorien bieten sich an, um die schon vorgesehenen Messungen um diesen Faktor zu erweitern.  

 

Ziele

Unsere zentrale Hypothese ist, dass mit größerer Diversität von Pflanzen oder Mikroorganismen (besonders von arbuskulären Mykorrhizapilzen, AMF) die Bodenaggregation zunimmt. Mechanismen liegen dabei sowohl in der Komplementarität der Aggregationsfaktoren als auch in der Abundanz der Organismen vor. Die Arbeit im Feld entlang von Landnutzungsgradienten wird durch Gewächshausexperimente ergänzt, in denen besonders der Faktor AMF-Diversität getrennt untersucht wird. Wir erwarten aus diesem Projekt vielfältige Kooperationsmöglichkeiten innerhalb der Exploratorien (Bereitstellung von Daten zu einer wichtigen Organismengruppe und einem zentralen Prozess in Grasländern), sowie neue Einsichten in die organismische Rolle in der Bodenaggregation im Allgemeinen.

 

Methoden

Wir bearbeiten momentan Bodenproben die in allen Exploratorien genommen wurden. Wir messen Wurzellänge und –gewicht, Abundanz von AM Pilzen in der Wurzel (Wurzelinfektion) und im Boden (Hyphenlänge), sowie Bodenaggregation (Aggregatsgrößenverteilung). Wir erproben momentan, welche molekular-ökologischen Untersuchungsmethoden die besten sind um dem Probenumfang gerecht zu werden. Mit diesen Methoden werden wir Feldflächen identifizieren mit besonders hoher und niedriger AM Pilzdiversität für mechanistische Gewächshausexperimente.

Bild SOILAGG