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02.07.2015

Forscher vermessen das Mikrobiom im Boden

Welchen Einfluss hat die Landnutzung auf die Lebenswelt der Bodenmikroben? In einem Biodiversitäts-Großprojekt durchleuchten Forscher der Uni Hohenheim dazu unterschiedlich bewirtschaftete Grünlandböden.

Hohenheimer Bodenbiologen untersuchen das Zusammenspiel von Mikroben unter veränderten Lebensbedingungen.
Hohenheimer Bodenbiologen untersuchen das Zusammenspiel von Mikroben unter veränderten Lebensbedingungen.

Mikroorganismen tummeln sich zuhauf im Erdboden und machen mit 70 Prozent den größten Teil der Biomasse aus.  In Land- und Forstwirtschaft  übernehmen sie wichtige Funktionen im Stoffkreislauf. Doch welchen Einfluss hat die intensive Landnutzung auf die Mikroben und wie wirken sich die veränderten Lebensbedingungen auf die mikrobielle Vielfalt aus? Diesen Fragen gehen Forscher der Universität Hohenheim im Rahmen eines Schwerpunktprogramms zur Biodiversitätsforschung nach. Das Teilprojekt zu den „mikrobiellen Besiedlungsstrategien in Grünlandböden“ wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit knapp einer halben Million Euro gefördert.

Sie sind mit dem bloßem Augen nicht zu sehen und uns Menschen doch zahlenmäßig überlegen: Mikroorganismen. Bakterien, Pilze, Algen und Einzeller sind auch in Böden präsent und hier nützliche Helfer: sie machen den Acker fruchtbar, zersetzen organische Schadstoffe und verbessern die Bodenstruktur. Doch der Mensch setzt den Winzlingen mit Dünger, Rodung oder Bebauung mitunter ganz schon zu. Wie sich das Zusammenspiel der Mikroorganismen in Grünlandböden unter veränderten Lebensbedingungen verhält, wird von Wissenschaftlern der Universität Hohenheim seit einiger Zeit erforscht.

Biologische Vielfalt im Ökosystem

Im Projekt „Mikrobielle Besiedlungsstrategien und Ressourcennutzung in Grünlandböden mit unterschiedlicher Landnutzungsintensität“ untersucht das Team von Ellen Kandeler und Sven Marhan die Besiedlung von neuen Lebensräumen des Bodens. Das Projekt  ist  Teil eines Großvorhabens zur Biodiversitätsforschung und wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) über drei Jahre mit rund einer halben Million Euro unterstützt. Die Wissenschaftler untersuchen darin unter anderem die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Bodenorganismen sowie den Einfluss der Biodiversität auf das Ökosystem.

Denn Mikroorganismen haben einen großen Einfluss auf das Klima, da sie CO2, Lachgas oder Methan freisetzen oder binden. Häufiges Mähen, übermäßiges Düngen oder die Beweidung mit Tieren verändert jedoch die Lebensbedingungen der Winzlinge. Diese Veränderungen wollen die Forscher aus Hohenheim genau analysieren. „Dazu gehen wir der Frage nach, wie neue Bodenoberflächen unter dem Einfluss von unterschiedlicher Grünlandnutzung durch Mikroorganismen besiedelt werden. Dafür vergraben wir bestimmte Mineralien und Wurzeln in kleinen Beuteln in unterschiedlich genutzten Grünlandböden“, erläutert Ellen Kandeler,  Leiterin des Instituts für Bodenbiologie an der Universität Hohenheim und Leiterin des DFG-Forschungsprojektes.

Tipps für Landwirte

Nach der Entnahme der Beutel untersuchen die Forscher dann, welche Mikroben und in welcher Menge sich auf den Oberflächen wie Tonminerale oder Streu niedergelassen haben. Darüber hinaus werden auch Bodenproben zu unterschiedlichen Zeiten in den ausgewählten Projektregionen Brandenburg, Thüringen und Baden-Württemberg entnommen. Darüber hoffen die Forscher zu erfahren, ob die Intensität der Grünlandnutzung die Funktionen der Mikroben generell und wie beeinflusst. „Unser Ziel ist es, allgemeingültige Aussagen zu treffen und daraus Empfehlungen, beispielsweise für Landwirte, ableiten zu können“, erklärt Kandeler.

Landkarte zu Bodenmikroben geplant

An dem Großprojekt zur Biodiversitätsforschung sind bundesweit mehr als 40 Projekte und rund 330 Wissenschaftler von verschiedenen Universitäten und Forschungseinrichtungen beteiligt. Alle Daten der beteiligten Projekte fließen in ein zentrale Datenbank und sollen im Ergebnis die Basis für eine Art Landkarte bilden, auf der die Verteilung der Bodenorganismen dargestellt wird.

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