Mikrobielle Kontrolle von Nährstoffzyklen und dem Funktionieren von Ökosystemen

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Es wird geschätzt, dass in 50-100 Jahren die globalen Phosphatreserven erschöpft sein werden. Einige Autoren sprechen sogar von einer Phosphat-Krise, welche die landwirtschaftliche Produktion gefährden wird. Deshalb ist es enorm wichtig zu verstehen, welche Faktoren dazu beitragen, den Verlust des Phosphors aus dem Boden zu reduzieren. Die Produktion einer anderen Düngerform, dem mineralischen Stickstoff (N) , ist sehr energieintensiv. Hohe Mengen von Nitraten können aus dem Boden ausgewaschen werden und ins Grundwasser gelangen. Diese hohen Nitrat-Konzentrationen werden mit signifikanten gesundheitlichen Risiken in Verbindung gebracht. Ausserdem üben hohe Nitrat-Konzentrationen einen negativen Einfluss auf angrenzende Flüsse und Seen aus. Diese negativen Einflüsse zeigen, dass es notwendig ist herauszufinden, welche Faktoren den N-Zyklus beeinflussen und zur Reduktion der N-Verluste beitragen können. Bis jetzt gab es nur sehr wenige Studien, welche untersucht haben, ob mit Hilfe von Mykorrhiza-Pilzen N-Verlust reduziert werden könnte. Das ist erstaunlich, denn Mykorrhiza-Pilze kommen in grossen Mengen im Boden vor, und sie spielen eine Schlüsselrolle im Nährstoffzyklus der Pflanzengemeinschaften. Dank ihrer sehr effektiven Aufnahme von Nährstoffen aus dem Boden können Mykorrhiza-Pilze der Auswaschung der Nährstoffe entgegenwirken (zum Beispiel bei starken Regenfällen im Winter). Ausserdem könnten sie fixierend auf Stickstoffe wirken (wenn Stickstoff im Mycelium gelagert wird), was dazu führen könnte, dass weniger Stickstoff durch den Prozess der biologischen Denitrifikation in die Luft gelangt.

Im vorliegenden Projekt werden folgenden Schlüsselfragen untersucht:

  1. Können Mykorrhiza-Pilze zur Reduktion des Verlusts von Nährstoffen im experimentellen Grasland beitragen?
  2. 2. Können arbuskuläre Mykorrhiza-Pilze die Auswaschung der Nährstoffe aus hoch fruchtbaren Böden bei kalter Witterung oder bei starken Regenfällen reduzieren?
  3. 3. Ist die Nachhaltigkeit der Ökosysteme (gemessen am Erhalt der Nährstoffe sowie reduziertem Nährstoffverlust nach dem Regen höher, wenn unterschiedliche Gemeinschaften von arbuskulären Mykorrhiza-Pilzen im Boden vorhanden sind?

Participants

Franz Bender (Doktorarbeit)
Luise Olbrecht (Doktorarbeit)

Prof. Dr. Marcel van der Heijden (Projektverantwortlicher Professor und Betreuer)
Dr. Fritz Oehl (Ko-Betreuer)
Dr. Franz Conen (Ko-Betreuer)
Dr. Franco Widmer (Ko-Betreuer)
Dr. Albrecht Neftel (Partner)
Dr. Hans Stünzi (Partner)