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Regenwürmer erweisen sich als „Turbodünger“

09.05.2022

Regenwürmer erweisen sich als "Turbodünger"

Regenwürmer können Pflanzen über ihren Schleim schnell mit wertvollen Stickstoffverbindungen versorgen. Die Tiere können demnach den komplexen Stickstoffkreislauf im Boden verkürzen und die Stickstoffaufnahme von Pflanzen optimieren.

Viele Regenwürmer in der Erde gelten als Zeichen, dass der Boden intakt und fruchtbar ist. Aber sie haben offenbar noch eine viel größere Bedeutung für das Pflanzenwachstum als bisher angenommen. Bislang ging man davon aus, dass Stickstoff im Boden nur langsam für Pflanzen verfügbar gemacht wird. Saprobionten wie Würmer oder Insekten zerkleinern totes organisches Material und verdauen es. Anschließend wird es durch Destruenten (Bakterien, Pilze) weiter zersetzt, so dass die Nährstoffe wie Stickstoffverbindungen von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden können.

In einer neuen Studie haben Forscher:innen unter Beteiligung des Kompetenzzentrums Stabile Isotope der Georg-August-Universität Göttingen jetzt herausgefunden, dass es auch wesentlich schneller geht.

Markierte Würmer

Für ihre Untersuchungen nutzten die Forscher:innen Exemplare des Kleinen Ackerwurms (Allolobophora chlorotica). Die Tiere fütterten sie einige Tage mit einem organischen Substrat, das mit den Isotopen 15N (Stickstoff) und 13C (Kohlenstoff) markiert war. Anschließend kamen die Würmer in Pflanzbehälter mit Weizensetzlingen (Triticum aestivum), die von Blattläusen der Art Metopolophium dirhodum besiedelt waren.

Isotope in Pflanzen und Läusen

In den Läusen konnten die Forscher:innen schon nach zwei Stunden erhöhte Werte von 15N und 13C nachweisen – ein Beweis dafür, dass kohlenstoff- und stickstoffhaltige Komponenten der Regenwürmer rasch von den Pflanzen aufgenommen und verwertet wurden. Denn die Blattläuse saugen an den Pflanzen und nehmen über den Phloemsaft deren Nährstoffe auf. Besonders hoch waren die Kohlenstoff- und Stickstoffwerte, wenn die Pflanzbehälter rein mineralische Erde enthielten. Das führten die Forscher:innen darauf zurück, dass dieses Substrat arm an organischem Material war und die Pflanzen daher umso mehr Nährstoffe von den Würmern aufgenommen hatten.

Ein analoges Experiment unter Feldbedingungen kam zu ähnlichen Ergebnissen, lediglich die 13C-Aufnahme war auf einem niedrigeren Niveau. Dies lag laut Forscher:innen an dem höheren Angebot an organischem Material im Ackerboden und damit an einer höheren Verfügbarkeit von "normalem" Kohlenstoff.

Schneller Nährstofftransfer

Die Forscher:innen schlossen aus den Ergebnissen, dass der Nährstofftransfer von Boden zu Pflanze und weiter zu pflanzensaft-saugenden Herbivoren wesentlich schneller vonstattengehen kann als bisher angenommen. Offenbar sind bereits im Schleim der Würmer vorhandene Stickstoff- und Kohlenstoffverbindungen für die Pflanzen leicht verfügbar, vermutlich in Form von organischen Komponenten wie Aminosäuren und Acetat. Welche Verbindungen genau im Schleim zu finden sind, sollen weitere Versuche zeigen.

Die bisherigen Modellen zum Stickstoffkreislauf im Boden müssen daher auf Basis der Studienergebnisse ergänzt werden. Möglicherweise könnte durch die "Stickstoffspenden" einer gesunden Regenwurmpopulation im Ackerboden Kunst-Dünger eingespart werden, vermuten die Forscher:innen.

Dazu kommt, dass Regenwürmer und Pflanzen quasi synchron "arbeiten": Bei günstiger Witterung (genug Feuchtigkeit und Wärme) sind Regenwürmer besonders aktiv – genau dann, wenn Pflanzen wachsen und Stickstoff brauchen. Bei künstlicher Düngung von außen besteht dagegen die Gefahr, dass zu einem ungünstigen Zeitpunkt gedüngt wird – so kann bei Regen der Dünger ungenutzt ins Grundwasser ausgespült werden. Die "Hege und Pflege" von Regenwürmern im Boden könnte der Landwirtschaft daher Kosten ersparen und die Umwelt schonen, betonen die Forscher:innen.


Quelle:
Shutenco, G.S. et al. (2022): Rapid transfer of C and N excreted by decomposer soil animals to plants and above-ground herbivores. In: Soil Biology and Biochemistry 166, (März 2022), doi: 10.1016/j.soilbio.2022.108582.


Redaktion Pflanzenforschung.de

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