Pflanzen leben im Boden mit ihrem Wurzelsystem zusammen in Gemeinschaften von Mikroorganismen. In jüngerer Zeit erkunden Forschende verstärkt die strukturellen und funktionellen Details, die im Boden als Wechselwirkung ablaufen. Jüngste Forschungsarbeiten haben beispielsweise die Funktion der Böden als Kohlenstoff- und Stickstoffsenken untersucht und beschrieben (EU, 2021).

Mikroben an Pflanzenwurzeln

Böden sind die Grundlage verschiedener Ökosystemleistungen, sie liefern bei der landwirtschaftlichen Nutzung Lebensmittel, Energie und Rohstoffe. Bei der Dauerkultur Rasen sorgen sie für die Bindung von Kohlenstoff, reinigen Wasser und regulieren die Nährstoffverfügbarkeit. Der Boden enthält eine Vielzahl von Lebewesen und bewahrt somit die biologische Vielfalt = Biodiversität.
So wird in der Pflanzenforschung der Blick auf das Mikrobiom, die Gesamtheit aller Mikroorganismen eines Lebensraums, immer wichtiger. Diverse Studien der vergangenen Jahre zeigen, dass sie eine weitaus größere Rolle für die Pflanzen spielen, als man ihnen bisher zusprach.

Pflanzen können Mikroben-Gemeinschaften modulieren

Es wird beobachtet, dass diverse Pflanzen in ihren natürlichen Ökosystemen mit zahlreichen Mikroorganismen interagieren, aber wie sie ihre Mikrobiota beeinflussen, ist immer noch nicht klar. So kommunizieren beispielsweise die Pflanzen mit „ihren“ Mikroorganismen durch Metaboliten in den Wurzelexsudaten. Einige dieser Kommunikationsmoleküle wurden in den letzten Jahren bereits identifiziert. Dazu gehört z.B. Scopoletin, ein Cumarin-Metabolit, der zur Mobilisierung von Eisen in die Rhizosphäre ausgeschieden wird und so die Mikrobiom-Zusammensetzung beeinflusst. Auch aromatische, organische Säuren spielen bei der Interaktion von Pflanzen und Mikroben eine Rolle. (PFLANZENFORSCHUNG, 2019).

Was ist gesunder Boden?

In einem gesunden Boden wimmelt es von Bakterien, Pilzen, Algen, Protozoen, Nematoden und anderen winzigen Organismen. Diese Lebewesen spielen eine wichtige Rolle für die Pflanzengesundheit. Bodenbakterien produzieren natürliche Antibiotika, die den Pflanzen helfen, Krankheiten zu widerstehen. Pilze unterstützen Pflanzen bei der Aufnahme von Wasser und Nährstoffen. Zusammen sind diese Bakterien und Pilze als "organische Substanz" bekannt. Je mehr organische Substanz in einer Bodenprobe enthalten ist, desto gesünder ist dieser Boden (RODALE, 2023).

Kenndaten müssen ermittelt werden

Die Vitalität und die Regenerationskraft der Gräser wird maßgeblich durch die Wurzen gesteuert. Dabei spielen die Wurzel-Funktionen im Bodensystem eine vielfältige Rolle:

• Verankerung der Gräser im Boden führt zur Erhöhung der Strapazierbarkeit.
• Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen sorgt für gleichmäßiges Wachstum
• Optimierung der Stresstoleranz bei biotischen und abiotischen Einflüssen sichert Vitalität
• Rasengräser bilden mit Wurzeln, Boden und Mikroorganismen, eine dynamische Vegetationsdecke als Rasensystem zur Förderung der Bodengesundheit.

Ausblick

Die biologische Bodenuntersuchung, die auch zur Einschätzung der Bodengesundheit genutzt wird, bietet einen ganzheitlichen Überblick über das Ökosystem des Bodens, einschließlich der Vielfalt, der Interaktionen und der Aktivität der winzigen Mikroorganismen. Diese Mikroben spielen eine entscheidende Rolle beim Abbau von organischem Material, beim Nährstoffkreislauf, bei der Verbesserung der Bodenstruktur und beim Schutz der Pflanzen vor Krankheiten.

Für die Wissenschaftlerin von Bio Makers, YOUWAKIM (2023), bedeutet das für die Praxis, dass mit dem wachsenden Verständnis der mikrobiellen Lebenswelt die Kapazität des Bodens in der Wertigkeit deutlich steigt und damit wichtige Bodenfunktionen besser beurteilt werden können.

Quellenhinweise:

• EU, 2021: Bodengesundheit: Wie gesunde Böden dem Menschen und der Nahrungsmittelerzeugung, der Natur und dem Klima nutzen. CORDIS - Forschungsergebnisse der EU.
  https://cordis.europa.eu/article/id/429351-soil-health-reaping-the-benefits-of-healthy-soils-for-food-people-nature-and-the-climate/de
• PFLANZENFORSCHUNG, 2019: Interaktion von Bakterien mit Pflanzen.
  www.pflanzenforschung.de/de/pflanzenwissen/journal/interaktion-von-bakterien-mit-pflanzen-so-formt-arabido-11085
• PFLANZENFORSCHUNG, 2015: Basis für Mikrobiom-Forschung etabliert.
  www.pflanzenforschung.de/de/pflanzenwissen/journal/basis-fuer-mikrobiom-forschung-etabliert-grossteil-des-10550
• RODALE, 2023: Was ist gesunder Boden? Rodale Institute;
  https://rodaleinstitute.org/de/why-organic/organic-farming-practices/soil-health/
• YOUWAKIM, J., 2023: What Are the Benefits of Biological Soil Testing?
  https://decode6.org/articles/what-are-the-benefits-of-biological-soil-testing/?utm_content=262025770&utm_medium=social&utm_source=linkedin&hss_channel=lcp-10060063

Autor
Dr. Klaus Müller-Beck
E-Mail: klaus.mueller-beck@t-online.de