Milliarden kleiner Helfer im Boden leisten Vieles

In Zeiten wiederkehrender Extremwettereignisse wie Starkregen oder Dürre gewinnt die Bodengesundheit mehr und mehr an Bedeutung. Bei der jährlichen Fachtagung der Boden-Wasser-Schutz-Beratung (BWSB) stand daher das Thema Bodenmikrobiom auf der Tagesordnung.

Welche Ökosystemleistungen der Boden erbringt, darüber informierte eingangs Elisabeth Schwaiger vom Umweltbundesamt. Ein funktionierendes Ökosystem erbringe Leistungen, so genannte „Ökosystemdienstleistungen“. Schon ein globaler Report aus dem Jahr 2005 habe gezeigt, dass es vielen Ökosystemen nicht gut gehe. Die Landwirtschaft sei Bereitstellerin und Nutzerin von Ökosystemleistungen. Deren Wert sei zwar sehr hoch, werde aber oftmals nicht miteinbezogen in Entscheidungen der Gesellschaft. „Das Konzept der Ökosystemleistungen bietet die Möglichkeit, eine Verbindung zwischen Bodenfunktionen und ihrem Wert für die Gesellschaft zu verknüpfen“, so Schwaiger. 

Boden ohne Bakterien und Pilze: Trockenstress-Symptome

Über bodenbürtige Pilze und Bakterien referierte Markus Gorfer vom AIT (Austrian Institute of Technology) in Tulln. Er berichtete von einer Pilotstudie über Trockenstress in Maiskulturen. Dazu sind Flächen teils mit Gamma-Strahlen behandelt worden, um die Organismen im Boden zu eliminieren. Die „sterilisierte“ Varianten weisen ersten Erkenntnissen zufolge trotz guter Bewässerung ähnliche Symp­tome auf wie jene mit Trockenstress. Gorfer berichtete auch vom Projekt „Socca“, das sich mit Böden für eine dem Klimawandel angepassten Landwirtschaft beschäftigt. So wurden etwa die Flächen von Landwirten, die gerade von konventioneller auf biologische Bewirtschaftung umsteigen, unter die Lupe genommen, als Referenzflächen wurden dazu Ackerrandstreifen geführt. Die bereits vorhandenen Daten zeigten, dass sich der Umstieg auf Bio kurzfristig noch kaum auswirkt. Sehr deutlich waren die Unterschiede jedoch bei den Referenzflächen, die deutlich höhere Humusgehalte sowie eine bessere Aggregatsstabilität zeigten. „Zusammenfassend kann gesagt werden, dass eine starke Reduktion der mikrobiellen Diversität im Boden zu einer Reduktion des Pflanzenwachstums führt. Eine langfristige Änderung der Bodenbewirtschaftung bewirkt sehr wohl eine Änderung des Mikrobioms im Boden“, so Gorfer.

Franz Bender von der Schweizer Forschungsanstalt „Agroscope“ referierte über Mykorrhizapilze in der Landwirtschaft. Er will klären, ob und wie Bodenprozesse genutzt werden können, um die Nährstoffeffizienz im Ackerbau zu erhöhen. Schließlich ist der Verbrauch von Stickstoff und Phosphor seit den 1960er-Jahren konstant gestiegen, die Effizienz der Nährstoffe aber stark gesunken. „Ein Grund dafür könnte sein, dass wir den Bodenlebewesen geschadet haben und dadurch die Systeme weniger effizient geworden sind“, so Bender. Um produktiv und zugleich nachhaltig zu sein, spielen arbuskuläre Mykorrhizapilze eine große Rolle. Das sind Pilze, die fast weltweit vorkommen und eine symbiotische Beziehung mit der Mehrheit aller Landpflanzen bilden. Diese Symbiose könne auch das Pflanzenwachstum deutlich erhöhen, so Bender. Er verwies auf einen Versuch auf einer Lysimeteranlage, wo Maiserträge und Nährstoffverluste in Erde mit erhöhtem Bodenleben und solcher mit reduziertem Bodenleben gemessen wurden. „Erste Ergebnisse zeigten nicht nur signifikant höhere Erträge, mehr Stickstoffaufnahme und eine mehr als verdoppelte Phosphoraufnahme, sondern auch weniger Nährstoffverluste. Dazu wurden weniger Emissionen von Lachgas, das zum Klimawandel beiträgt, gemessen“, fasst Bender zusammen. Ein Vergleich von gepflügten und ungepflügten Böden zeigte, dass in der ungepflügten Variante mehr und längere Pilzfäden vorhanden waren und auch die Phosphorkonzentration in den Pflanzen höher war. „Es gibt auf jeden Fall Potenzial, die Erträge durch Mykorrhizapilze zu erhöhen“, betont der Forscher. Produkte zur  gezielten Beimpfung seien schon auf dem – noch schlecht regulierten – Markt: Tests ergaben, dass in sechs von zehn Produkten gar keine lebendigen Pilze enthalten waren. 

Dass Mikroorganismen eine essenzi­elle Rolle spielen, um die Effekte des Klimawandels aufzufangen und die Dünge-Effizienz zu erhöhen, betonte auch Stefanie Schulz vom Helmholtz Zentrum München. Sie berichtete von Untersuchungen, wie sich die Intensität der Landnutzung auf das Mikrobiom auswirkt. Der Austausch zwischen Boden, Rhizosphäre und Pflanze sei viel intensiver, wenn weniger gedüngt wird. Dieses Phänomen sei auch in den Samen der Pflanzen zu finden und werde an die nächste Generation weitergegeben. Die nächste Generation besser vorzubereiten, etwa in Richtung Dürre, sei ein aktuelles Forschungsfeld. Gerade die Samen stellen eine Art Gedächtnis der Pflanze dar, daher solle man die Herkunft von Samen nicht außer Acht lassen. „Eine gesunde Pflanze ist mit einem diversen und gesunden Mikrobiom verknüpft“, so Schulz.