In einem Teelöffel Erde können wir mehr als 5.000 Arten von Bakterien, Pilzen, Nematoden und anderen mikrobiellen Organismen finden. Solche „Bodenbiota“ unterstützen eine Vielzahl von Funktionen, wie den Nährstoffkreislauf und die Wasserregulierung und -reinigung. Es ist jedoch schwierig zu definieren, wie Bodenorganismen zu diesen Bodenfunktionen beitragen. Ein neuer Rahmen kann uns helfen, die Komplexität der Bodenbiologie in Bezug auf mehrere Bodenfunktionen zu verstehen. Das Framework wird durch ein Online-Tool unterstützt, das es Benutzern ermöglicht, Methoden zur Bewertung der Bodenqualität besser auszuwählen.
Oft ist die biologische Komponente bei der Bewertung der Bodenqualität unterrepräsentiert. Trotz der Veröffentlichung von mehr als 14.000 Veröffentlichungen zu diesem Thema in den letzten zwei Jahrzehnten besteht keine Einigkeit darüber, welche bodenbiologischen Messungen zur Überwachung der Bodenfunktion und Bodenqualität verwendet werden sollten. Zwei kürzlich erschienene Veröffentlichungen eines Forschungsteams der Wageningen University & Research und der Université Paul Sabatier in Toulouse beschäftigen sich mit der Komplexität von Böden.
Die Forscher stellen einen Rahmen vor (Creamer et al., 2022), der uns helfen soll, die komplexe Art und Weise zu verstehen, wie Bodenbiota Bodenfunktionen bewirken. Sie sammelten das aktuelle wissenschaftliche Verständnis darüber, wie Bodenbiota die vier primären Bodenfunktionen unterstützen: Nährstoffkreislauf, Kohlenstoff- und Klimaregulierung, Wasserregulierung und -reinigung sowie Krankheits- und Schädlingsregulierung. Das Team bewertete auch, welche Messungen zur Bewertung dieser Bodenfunktionen in einer Reihe von Forschungs- und Überwachungssituationen angewendet werden können (Zwetsloot et al., 2022). Das Ergebnis ist das neue BIOSIS-Tool zur Auswahl von Methoden, die an die praktischen Anforderungen der Forscher gewöhnt sind.
Bestimmung der Rolle von Bodenlebewesen in Bodenprozessen
Prof. Rachel Creamer von Wageningen University & Research erklärt: „Das Framework hilft, die Rolle der Bodenlebewesen zu definieren. Dies beginnt damit, ihre Funktionen zu betrachten, diese dann in Unterfunktionen und dann weiter in Prozesse zu unterteilen.“ Diese Prozesse werden von einer Reihe biologischer „Akteure“ unterstützt, die mit einer Reihe von Methoden gemessen werden können. Nehmen Sie zum Beispiel Regenwürmer. Die Grabtätigkeit von Regenwürmern beeinflusst, wie sich Wasser durch den Boden bewegt und inwieweit Kohlenstoff und Nährstoffe den Pflanzen zur Verfügung stehen. Durch die Messung des Akteurs „Regenwürmer“ gewinnen wir Informationen über die Prozesse „Bioturbation“ und „Aggregation“, die drei der vier großen Bodenfunktionen unterstützen.
Doch welche Akteure und welche Art von Messungen sind geeignet, um die unterschiedlichen Prozesse zu bewerten? In einigen Fällen können Prozesse direkt gemessen werden. In anderen Fällen können die biologischen Akteure stellvertretend für den Prozess gemessen werden. Das Forschungsteam fasste die vorhandenen Informationen zusammen und stellte ein Werkzeug bereit, das bei der Auswahl geeigneter Messungen hilft.
Methoden, die den Anforderungen der Praxis entsprechen
Das von Zwetsloot et al. hilft Forschern zu identifizieren, welche Messmethoden am besten geeignet sind, um die biologischen Akteure oder Prozesse darzustellen, die in den von ihnen entwickelten Bodenrahmen definiert sind.
Dr. Marie Zwetsloot von Wageningen University & Research sagt: „Benutzer des Tools können eine Vielzahl von Kriterien und Filtern angeben, die ihren praktischen Anforderungen entsprechen. Dies führt zu einer Liste mit Vorschlägen für kontextspezifische Methoden.“ Um beispielsweise zu erforschen, wie sich die Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen als Reaktion auf neue Bodenbewirtschaftungspraktiken ändert, sind detaillierte Messungen an einem Versuchsfeld erforderlich. Andererseits erfordert die landesweite Überwachung der Fähigkeit landwirtschaftlicher Böden, Nutzpflanzen mit Stickstoff zu versorgen, schnelle, aber zuverlässige Methoden. Das BIOSIS-Tool bietet Benutzern diese Flexibilität. Es ist zukunftssicher; Neue Methoden oder Erkenntnisse können einfach hinzugefügt werden. Das BIOSIS-Tool ist online frei zugänglich.
RE Creamer et al, Das Leben der Böden: Integration des Wer und Wie der Multifunktionalität, Bodenbiologie und Biochemie (2022). DOI: 10.1016/j.soilbio.2022.108561
Marie J. Zwetsloot et al, Ein flexibles Auswahlwerkzeug für die Einbeziehung bodenbiologischer Methoden in die Bewertung der Bodenmultifunktionalität, Bodenbiologie und Biochemie (2021). DOI: 10.1016/j.soilbio.2021.108514
Das kostenlose Online-Tool ist unter verfügbar biosisplatform.eu/