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Die Erschließung von Bodensteinen durch nährelementadsorbierende Gewebe - Bedeutung für Status und nachhaltige Entwicklung der Ernährungsbedingungen in Waldböden

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Beschreibung

Herkömmliche Feinbodenanalysen in Deutschland decken eine vielerorts fortgeschrittene Nähr\-elementverarmung von Waldböden auf. Trotzdem zeigen sich die aufwachsenden Bestände i. d. R. wüchsig und ohne Mangelerscheinungen. Neuere Untersuchungen versuchen dieses Plausibilitätsdefizit durch die bislang unbeachteten, kurz- und mittelfristig verfügbaren Vorräte an Nährelementen im Grobboden zu erklären; jedoch wurde noch kein Nachweis dafür erbracht, auf welche Weise die Bäume diese Nährstoffvorräte tatsächlich erschließen.

Mit dieser Arbeit sollen daher drei Fragen beantwortet werden:

  1. Können Mykorrhizapilzhyphen in den Grobboden eindringen?
  2. Welchen Einfluss hat die Bodenstruktur auf die räumlichen Verteilungsmuster der Pilzhyphen?
  3. Wie lässt sich die natürliche Verteilung von Pilzhyphen im Boden mit Hilfe der Punkt- Raum- Statistik beschreiben?

Hierzu wurden Anschliffpräparate von Braunerden auf dunklem Paragneis von zwei Standorten im Südschwarzwald, Conventwald und Haslach, untersucht. Beide Standorte unterscheiden sich deutlich im Tiefengradienten der konventionell bestimmten austauschbaren Vorräte an Neutralkationen in der Feinerde. Bei 500facher Vergrößerung wurden Pilzhyphen auf stichprobenhaften Untersuchungsflächen der Anschliffe lokalisiert und die umgebende Bodenstruktur mit Hilfe eines Geographischen Informationssystems abgebildet. Aufgrund mangelnder farblicher Abhebung entstandenen Fehlern bei der Hyphenidentifzierung wurde durch eine entsprechende Gewichtung der Hyphen Rechnung getragen. Neben deskriptiven Auswertungen wurde die Verteilung der Pilzhyphen im Boden auch mit Methoden der Punkt- Raum- Statistik, insbesondere dem Leerheitsmaß und der Paarkorrelationsfunktion, analysiert.

Es zeigt sich, dass Pilzhyphen zwar in der Lage zu sein scheinen, in Grobodenpartikel > 2 mm Größe einzudringen, sie diese in der Regel jedoch vermeiden. Außerdem ist die mögliche Eindringtiefe auf ca. 50 µm beschränkt. Dies gilt ebenso für Partikel der Grob- und Mittelsandfraktion. Bei guter Nährelementausstattung des Standortes wachsen die Pilzhyphen bevorzugt im Porenraum, bei geringer Nährelementversorgung im Feinboden. Allerdings ist es nahe liegend, dass der Hyphenanteil in gröberen Bodenbestandteilen aufgrund der dort schlechteren Erkennbarkeit unterschätzt wird.

In ihrer räumlichen Verteilung liegen die Pilzhyphen gegenüber einer theoretischen Zufallsverteilung deutlich geclustert vor. Große Leerräume zwischen den Clustern deuten auf eine in diesen Bereichen weniger günstige Umgebung für das Hyphenwachstum hin. Dabei ergeben sich im Mittel kaum Unterschiede zwischen den verschiedenen Bodenhorizonten und Standorten. Nur im direkten Vergleich einzelner mikroskopischer Untersuchungsflächen zeigt sich die Bandbreite an Verteilungsmustern, die von zufälligen, nahezu regelmäßig verteilten Hyphen bis zu extremen Hyphenaggregierungen reicht.

Die räumlichen Analysen der Hyphenverteilung weisen außerdem einen wichtigen Einfluss der mittleren Partikelgröße des Bodens auf das Wachstum der Hyphen nach: Wo die mittlere Partikelgröße 263 µm (mittlere Sandkorngröße) überschreitet, aggregieren die Hyphen viel stärker als in Bodenbereichen ohne nennenswerten Anteil an Mittel- und Grobsand bzw. gröberen Bestandteilen.

Bezüglich der Hyphendichte lässt sich eine klare Abnahme vom A/B- zum B/C- Horizont feststellen. Umgekehrt nimmt die Heterogenität der Hyphenverteilung mit der Bodentiefe deutlich zu. Allerdings spielt hier auch die bessere Erkennbarkeit der Hyphen in den oberen Horizonten eine Rolle. Im weiteren Vergleich der Standorte äußert sich die wesentlich schlechtere Nährelementversorgung des Conventwaldes in einem verstärkten Hyphenwachstum. Außerdem kommen an diesem Standort eher melanine Hyphen vor als in Haslach. Insgesamt ist der Anteil melaniner Hyphen und Sklerotien im B/C- Horizont sehr gering, während diese Formen des Pilzwachstums im A/B- Horizont einen beträchtlichen Anteil am Gesamtvorkommen ausmachen. Die Häufigkeitsverteilung der Hyphendurchmesser zeigt, dass die meisten hyalinen Hyphen sehr klein (≤ 2 µm) sind. Die Durchmesser der melaninen Hyphen scheinen etwas größer.

Insgesamt stellt es eine Herausforderung dar, Objekte dieser kleinen Durchmesserbereiche bei 500facher Vergrößerung korrekt zu identifizieren. Andererseits wird ein Skalensprung zur besseren Auflösung durch einen unverhältnismäßig höheren Aufwand verhindert. Wünschenswert wäre eine Automatisierung der Hyphenerkennung auf den Anschliffpräparaten, wodurch die Analyse größerer Flächeneinheiten und weiterer Skalen z. B. auf Standortsebene ermöglicht würde.

Metadaten

TitelDie Erschließung von Bodensteinen durch nährelementadsorbierende Gewebe - Bedeutung für Status und nachhaltige Entwicklung der Ernährungsbedingungen in Waldböden 
Stand 2005 
Seitenzahl40 
Förderkennzeichen BWC21016

 

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