Eine Untersuchung der Artenvielfalt im Mikrobereich

Pflanzenwachstum und -gesundheit hängen stark davon ab, auf welchen Böden sie gedeihen und wie diese bewirtschaftet werden. Eine zentrale Rolle spielen dabei Mikroorganismen wie Bakterien und Pilze, die maßgeblich am Nährstoffabbau und -umbau beteiligt sind. Welche Auswirkungen unterschiedliche Bodenbehandlungen auf diese Mikroorganismen haben, untersuchten Elena Laner und Manuel Muigg von der HBLFA Tirol in ihrer Diplomarbeit mit dem Titel „Vergleich der Mikroorganismenvielfalt in Fichtenwald und Christbaumkultur“.

Wurmtee als Zusatz

Der Global Goals Design Jam brachte die beiden mit Fachleuten ins Gespräch und sensibilisierte sie für die Bedeutung der Biodiversität – auch im mikroskopisch kleinen Maßstab. Elena stellte Bodenproben aus der familieneigenen Christbaumkultur und dem benachbarten Fichtenwald zur Verfügung. Daraus entwickelte sich gemeinsam mit Betreuungslehrerin Lisa Reitter die Idee, das Mikroorganismenvorkommen dieser Böden zu vergleichen. Ihre Hypothese: Fichtenwaldböden weisen die größte Mikrobendichte auf und Wurmtee als Zusatz könne das Bodenleben und Pflanzenwachstum fördern.

Tea-Bag-Index

Für die Experimente wurden vier Bodenproben definiert: unbehandelte Fichtenwalderde, unbehandelte Christbaumkulturerde sowie zwei Varianten letzterer – einmal mit Wurmtee beimpft, einmal durch Hitzebehandlung sterilisiert. Auf allen Böden wurden Heidelbeerpflanzen angepflanzt. Manuel konzentrierte sich auf den Abbau organischer Masse und das Kultivieren von Mikroorganismen im Labor. Mithilfe des sogenannten Tea-Bag-Index – vergraben wurden Baumwollunterhosen und Teebeutel – wurde der Abbauprozess messbar gemacht. Zusätzlich wurden im Frühjahr und Herbst Bakterien- und Pilzkulturen analysiert. Elena untersuchte das Bodengefüge mithilfe eines Visocolor-Bodenkoffers und beobachtete das Pflanzenwachstum. Außerdem wurden molekularbiologische Methoden eingesetzt, um die Mikrobenvielfalt detailliert zu erfassen.

Überraschende Resultate

Anfangs überzeugte die Fichtenwalderde mit dem höchsten Mikroorganismenaufkommen. Doch zum Versuchsende hin zeigte sich ein deutlicher Rückgang. Vermutlich konnten sich die an den ursprünglichen Standort angepassten Mykorrhiza-Pilze im neuen Umfeld nicht halten. In allen Untersuchungen erzielte diese Probe die schwächsten Ergebnisse.
Die unbehandelte Christbaumkulturerde lieferte erwartungsgemäß nur geringe Mikrobenzahlen. Auch das Pflanzenwachstum zeigte über den Versuchszeitraum keine nennenswerten Unterschiede. Bei der mit Wurmtee behandelten Erde ließ sich ein Anstieg der Mikroorganismen feststellen – ein klarer Hinweis auf die belebende Wirkung des organischen Düngers. Ein eindeutiger Zusammenhang mit verbessertem Pflanzenwachstum konnte jedoch nicht nachgewiesen werden.
Überraschend waren die Ergebnisse der hitzesterilisierten Probe. Sie schnitt in fast allen Bereichen am besten ab: bei der Kultivierung der Mikroben, im Abbauversuch, beim Pflanzenwachstum und in der molekularbiologischen Auswertung. Die Forschenden vermuten, dass durch das Erhitzen zunächst viele Nährstoffe freigesetzt wurden. In der Folge konnten sich schnellwachsende Mikroorganismen ohne Konkurrenz ausbreiten – was sich positiv auf das Pflanzenwachstum auswirkte.

Blick unter die Oberfläche

Die Arbeit von Elena Laner und Manuel Muigg zeigt deutlich, wie eng Bodenbehandlung, Mikroorganismenvielfalt und Pflanzenwachstum zusammenhängen. Mikroben sind zentrale Akteure in der Nährstofffreisetzung und wirken über den Boden auf das Wachstum der Pflanzen – ein Faktor, der in der landwirtschaftlichen Praxis noch stärker beachtet werden sollte.