idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Im Boden verrottende Pflanzen sind nicht nur als Kompost wertvoll. Tatsächlich spielen Pflanzenreste eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, den Kohlenstoff im Boden zu halten, was für die Reduzierung der CO2-Emissionen des Planeten wichtig ist. Zu diesem Ergebnis kommt eine neue Studie von Forschenden der Technischen Universität München (TUM) und anderen Institutionen.
Böden sind ein wichtiger Akteur im globalen Kohlenstoffkreislauf, da sie mehr als doppelt so viel Kohlenstoff speichern wie die Atmosphäre. Forschende haben die Rolle von pflanzlichen Kohlenstoffeinträgen für eine erhöhte Bodenkohlenstoffspeicherung nun genauer untersucht.
"Kleine Teile von abgestorbenen Pflanzen werden oft nur als Fast Food für Bakterien und Pilze im Boden gesehen. Wir haben gezeigt, dass Pflanzenreste tatsächlich eine größere Rolle bei der Bildung und Speicherung von Kohlenstoff im Boden spielen als bisher angenommen", sagt Kristina Witzgall, Wissenschaftlerin am Lehrstuhl für Bodenkunde an der TUM.
Pflanzenreste können Kohlenstoff speichern
Die Forschungsgruppe ahmte in einer Studie den natürlichen Zersetzungsprozess von Pflanzenresten im Labor nach, um zu analysieren, wie genau Kohlenstoff im Boden gespeichert wird. Dazu wurden die Pflanzenreste direkt in das Bodenmaterial eingemischt und anschließend in kleine Zylinder eingekapselt. Nach einer Inkubationszeit von drei Monaten analysierten die Forschenden die chemischen Prozesse mit einem speziellen bildgebenden Verfahren, das selbst kleinste Details sichtbar macht.
„Es zeigte sich, dass Pilze eine besonders wichtige Rolle bei der Zersetzung der zugegebenen Pflanzenreste spielen - mehr als Bakterien. Wir konnten sehen, dass eine Verlagerung von pflanzlichem Kohlenstoff tiefer in den Boden stattfindet. Dies geschieht als Folge der Ausdehnung der Hyphen-Netzwerke von Pilzen“, sagt Kristina Witzgall.
„Die Pilze wickeln ihre weißen Fäden um die Pflanzenreste und "verkleben" sie mit dem Boden. Dann fressen die Pilze den Kohlenstoff in den Pflanzen und speichern viel Kohlenstoff im Boden", erklärt Carsten Müller Professor an der Universität Kopenhagen und einer der Autoren der Studie.
Deutlich verlängerte Kohlenstoffspeicherung im Boden
In der Vergangenheit hat sich die Wissenschaft hauptsächlich auf die Kohlenstoffspeicherung an der Oberfläche von Mineralen wie Ton konzentriert. Aber die neuen Erkenntnisse zeigen, dass Pflanzenreste selbst die Fähigkeit haben, Kohlenstoff zu speichern, weil wichtige Prozesse direkt an der Oberfläche der Pflanzenreste ablaufen.
„Pflanzenreste sind absolut zentral für die Kohlenstoffspeicherung. Sie können dazu beitragen, dass Kohlenstoff länger im Boden gespeichert wird. Deshalb sollten wir sie in Zukunft viel kalkulierter einsetzen", sagt Carsten Müller.
Könnte in Zukunft CO2 einsparen
Die Methode, Pflanzenreste verrotten zu lassen, um Ackerflächen zu optimieren, ist nicht neu. „Um durch die Bodenbewirtschaftung den organischen Kohlenstoff im Boden effektiv zu erhöhen, ist ein besseres Verständnis der Dynamik und Komplexität der Bildung und Beständigkeit von Kohlenstoff im Boden erforderlich“, sagt Kristina Witzgall. Mit ihrer Studie haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die mechanistischen Prozesse der Vorgänge im Boden verdeutlicht.
"Pflanzenreste zur Speicherung von Kohlenstoff sind für fruchtbare und klimafreundliche landwirtschaftliche Böden ein wichtiger Faktor. Wir planen in Zukunft auch Versuche, bei denen wir verrottende Pflanzen tiefer in den Boden einbringen, damit der Kohlenstoff dort länger gespeichert werden kann", sagt Carsten Müller. Wenn bessere Bedingungen für die Kohlenstoffspeicherung im Boden geschaffen werden, könnten dadurch zwischen 0,8 und 1,5 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr gespeichert werden. Zum Vergleich: Die Weltbevölkerung hat in den letzten 10 Jahren 4,9 Gigatonnen Kohlenstoff pro Jahr ausgestoßen.
Kristina Witzgall
Wissenschaftlerin am Lehrstuhl für Bodenkunde
+49 8161 71 4206
kristina.witzgall@tum.de
Kristina Witzgall, Alix Vidal, David Schubert, Carmen Höschen, Steffen A. Schweizer, Franz Buegger, Valérie Pouteau, Claire Chenu and Carsten W. Mueller. 2021. Particulate organic matter as a functional soil component for persistent soil organic carbon. Nature Communications. https://www.nature.com/articles/s41467-021-24192-8
https://www.tum.de/nc/die-tum/aktuelles/pressemitteilungen/details/36789/ (Pressemitteilung)
https://mediatum.ub.tum.de/1616486 (Bilder)
https://www3.ls.tum.de/boku/startseite/ (Lehrstuhl für Bodenkunde)
https://www.wzw.tum.de/index.php?id=2&L=0 (TUM School of Life Sciences)
Bodenprobe
Carsten W. Müller
Frei für Berichterstattung über die TU München unter Nennung des Copyrights
Bodenforscher bei der Arbeit
Carsten W. Müller
Frei für Berichterstattung über die TU München unter Nennung des Copyrights
Die Forschenden verwendeten eine bildgebende Technik (die sog. Sekundärionen-Massenspektrometrie im Nanobereich), die es uns ermöglichte, hochauflösende Bilder von Teilen der verr
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
Biology, Environment / ecology, Zoology / agricultural and forest sciences
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
Bodenprobe
Carsten W. Müller
Frei für Berichterstattung über die TU München unter Nennung des Copyrights
Bodenforscher bei der Arbeit
Carsten W. Müller
Frei für Berichterstattung über die TU München unter Nennung des Copyrights
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
