Die Bedeutung des Grobbodens saurer Waldböden für den Stoffhaushalt von Bäumen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Es wurde die Arbeitshypothese geprüft, dass auf Waldböden mit extremer Verarmung an verfügbaren NährelementKationen in der Feinerde, der Grobboden („Steine“) als „Ersatzspeicher“ genutzt wird. Durch die Konzeption von Mikrokosmenversuchen mit naturnahen Randbedingungen und mit der Möglichkeit der Berechnung von Flüssebilanzen konnte gezeigt werden, dass mykorrhizierte aber auch unmykorrhizierte Fichtenkeimlinge ohne die Entwicklung von Mangelsymptomen auf Grobbodensubstraten wachsen können. Fichtenkeimlinge nehmen Nährstoffe aus dem Grobboden auf. Wichtigster Mechanismus ist dabei der Kationentausch an inneren, polaren Oberflächen, die bei der Verwitterung entstanden sind. Ektomykorrhiza und Bakterien verbessern die Nährelementaufnahme, wobei sich insbesondere die Lebensgemeinschaft Ektomykorrhiza/Rhizosphärenbakterien als sehr artspezifisch erwies. Die aktive chemische Erschließung unverwitterter Minerale durch Pilzhyphe findet ebenfalls statt, hat jedoch weniger Einfluss auf die aktuelle Baumernährung. Man kann dieses Phänomen als “Langzeitinvestition” auffassen, den Lebensraum “stonesphere” vorzubereiten. Die bisherigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Bildung einer „stonesphere“ und die dadurch ermöglichte Nährelementaufnahme aus dem Grobboden eine seit relativ kurzer Zeit erfolgte Anpassungsreaktion darstellt. Je steiler der Versauerungsgradient zwischen Grobboden und Feinerde ist, desto relativ mehr Mykorrhizahyphen findet man im Grobboden. Im Grobboden („Steinen“) saurer Waldböden hat sich ein eigenständiger Lebensraum („stonesphere“) entwickelt, der von Ektomykorrhizen und Rhizosphärenbakterien besiedelt ist. Die übliche Konzeption, die Grenze des Ökosystems „Wald“ an der Grobbodenoberfläche zu ziehen und den Nährelementinput aus der Grobbodenfraktion als konstanten Randfluss („input“) aufzufassen, ist also falsch.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2007) Do mycorrhiza feed trees from stones? North American Forest Ecology Workshop 1820 June 2007, Vancouver, Canada
Koele, N., Hildebrand, E.E.
- (2007) Ectomycorrhizal use of the coarse soil nutrient pool for spruce seedling nutrition. Rhizosphere2 2631 August 2007, Montpellier, France
Koele, N., Hildebrand, E.E.
- (2008) Plant nutrient uptake from different stone substrates: a combination of weathering and cation exchange? Canadian Soil Science Society Annual Meeting 610 July 2008 Prince George, Canada
Koele, N. and Hildebrand, E.E.
- (2008) The ecological significance of the coarse soil fraction for Picea abies (L.) Karst. seedling nutrition. Plant & Soil 312:163–174
Koele, N. and Hildebrand, E.E.
- (2008) Weathering state of coarse soil fragments affects nutrient uptake by tree seedlings. Eurosoil, 2529 August 2008, Vienna, Austria
Koele, N. and Hildebrand, E.E.
- (2009) Interactions between mycorrhizal fungi and mycorrhizosphere bacteria during mineral weathering: Budget analysis and bacterial quantification. Soil Biology and Biochemistry 41: 19351942
Koele, N., Turpault, M.P., Hildebrand, E.E., Uroz, S. and FreyKlett, P.