Bodenorganismen sind die wichtigsten Verbündeten des sorgfältigen Landwirts

Es lebe der Boden!

Die Böden werden durch zwei landwirtschaftliche Praktiken schneller als je zuvor geschädigt: die Bodenbearbeitung - insbesondere das tiefe Pflügen - und der Einsatz von Agrochemikalien und Düngemitteln. Erstere zerstören die Bodenstruktur und damit den Lebensraum der Bodenorganismen, während die Chemikalien die Bodenlebewesen vernichten.

„In den meisten Fällen ist es der Mensch selbst, der den Boden verdirbt, wenn er ihn durch unsachgemäße Bewirtschaftung zur falschen Zeit zerstört. Um dies zu vermeiden, ist die erste Voraussetzung, unseren Boden aus biologischer Sicht zu betrachten.” - Klänge el Adolf Manninger Veröffentlicht im Jahr 1957, „Untiefe Bodenbearbeitung”, das für praktizierende Landwirte geschrieben wurde und auch heute noch aktuell ist. Leider hat die Entwicklung von Maschinen und Chemikalien in dem halben Jahrhundert, das seit der Veröffentlichung vergangen ist, eine harte Realität verschleiert: Während die Erträge gestiegen sind, haben sich die fruchtbaren Böden unseres Landes bedrohlich verschlechtert, während der Nährwert unserer Lebensmittel immer schlechter geworden ist.

Solange wir den Boden als ein unbelebtes Medium betrachten, dessen einzige Funktion darin besteht, die Pflanze zu ernähren, können wir die lebenswichtige Rolle der in ihm lebenden Organismen nicht verstehen. Der grundlegende Motor jeder Bodenfunktion sind die unsichtbaren lebenden Organismen, die im Boden leben.

Bodenorganismen: die verborgenen Triebkräfte der Bodenfruchtbarkeit

Es besteht nun kein Zweifel mehr, dass ein Boden Organismen - insbesondere Mikroorganismen - sind der unsichtbare Motor der Bodenfruchtbarkeit. Letztlich hängt das Pflanzenwachstum von einer Vielzahl von Funktionen ab, die von den unterschiedlichsten Organismen, die im Boden, auf den Pflanzen und in der Wurzelzone leben, ausgeführt werden. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass unser Wissen immer noch große Lücken aufweist, insbesondere in der „Mikro”-Dimension der Bodenbiologie. Mit herkömmlichen Kulturmethoden konnten nur 1-5% der Bodenbakterien nachgewiesen werden, während genetische Studien gezeigt haben, dass die Bodenbiota viel vielfältiger ist als je gedacht. Und da wir über eine Welt sprechen, deren Verständnis durch die verfügbare Technologie weitgehend begrenzt ist, müssen wir uns dieser riesigen und vielfältigen Welt, der wir letztlich unsere Existenz verdanken, mit größter Bescheidenheit nähern. Das Bodenmikrobiom ist für die Erneuerung des Bodens unverzichtbar, aber es ist auch eine riesige, unerforschte Ressource mit einem enormen Potenzial, um zukünftige Produktionssysteme nachhaltiger und widerstandsfähiger zu machen.

Funktionen des Bodens: Nährstoffe, Struktur, Wasserrückhalt und Schutz

Wenn wir beginnen, die komplexe Welt des Bodens zu verstehen, können wir erkennen, dass viele Faktoren zum optimalen Funktionieren eines gesunden Bodens beitragen. Physikalische und chemische Parameter können nicht ohne Berücksichtigung biologischer Faktoren interpretiert werden, da bodenbiologische Interaktionen eine Schlüsselrolle für das Funktionieren lebenswichtiger Bodenfunktionen spielen.

-Abbau von organischen Stoffen und Humusbildung Unterstützung: Zersetzung von Pflanzenresten und anderen organischen Stoffen; Aufbau und Erhaltung von Humus; Erhöhung der Nährstoff- und Wasserrückhaltekapazität des Bodens.

-Rückgewinnung, Speicherung und Kreislaufführung von Nährstoffen: Fixierung von atmosphärischem Stickstoff; Umwandlung von Bodenmineralien in lösliche Form; Bereitstellung von Nährstoffen, die von Pflanzen aufgenommen werden können.

-Gestaltung von Bodenstruktur und Aggregaten: Verbesserung der Brüchigkeit, Porosität und Stabilität des Bodens.

Förderung der Wasser- und Gaszirkulation: Gewährleistung einer angemessenen Wasserbewegung und Belüftung durch Verbesserung der Bodenstruktur.

-Pflanzenschutz und Aufrechterhaltung des Nahrungsnetzes: Bekämpfung von Schädlingen und Krankheitserregern; Aufrechterhaltung eines komplexen Nahrungsnetzes für das Bodenleben durch Bereitstellung von Nahrung für Räuber.

Keine Nahrungskette, sondern ein Netzwerk

Aus dem Biologieunterricht in der Grundschule weiß man, dass die Lebewesen in einer einfachen Nahrungskette organisiert sind, an deren Spitze der Mensch steht. Die Realität Aber es ist viel komplexer: In der Natur sind die Organismen in komplexen Nahrungsnetzen miteinander verbunden, in denen jeder Organismus seinen Platz und seine Rolle im Funktionieren des Gesamtsystems hat. Als Menschen tragen wir eine große Verantwortung dafür, wie wir die uns zur Verfügung stehenden Ressourcen nutzen. Bauen wir auf oder zerstören wir? Sind wir in der Lage, die Muster der Natur zu erkennen und im Einklang mit dem Ökosystem zu wirtschaften?

Die wichtigsten Elemente des Nahrungsnetzes im Boden sind Organismen, die in der Lage sind, atmosphärischen Kohlenstoff zu binden: Pflanzen, Algen, Flechten, Moose und bestimmte Gruppen von Bakterien. Bei der Photosynthese nutzen Pflanzen die Lichtenergie, um aus CO₂ und Wasser organische Kohlenstoffverbindungen herzustellen und dabei Sauerstoff zu produzieren. Sie sind die Primärproduzenten. Sie bringen den Grundbaustein des organischen Lebens, den Kohlenstoff, in das lebende System ein und nutzen ihn nicht nur zum Aufbau ihrer eigenen Organismen, sondern verwenden ihn auch als wichtigste „Währung” in ihren symbiotischen Beziehungen. Ein Teil des gebundenen Kohlenstoffs wird in Form von Wurzelexsudaten in den Boden abgegeben und nährt direkt die in der Rhizosphäre lebende Bakterien; Einige von ihnen werden zu abgestorbenen Pflanzenresten, die die zersetzenden Organismen ernähren.

Man kann sich dieses lebende System so vorstellen, dass der gesamte Kohlenstoff, der von den Primärproduzenten gebunden wird, auf die eine oder andere Weise eine zufällige Linie im Nahrungsnetz durchläuft und eines Tages wieder zu Kohlendioxid wird. Die Frage ist hier, wer was oder wer wen frisst. Da es sich um eine Welt handelt, deren Verständnis weitgehend durch die verfügbare Technologie begrenzt ist, müssen wir uns dieser riesigen und vielfältigen Welt des Lebens, der wir letztlich unsere Existenz verdanken, mit äußerster Demut nähern.

In landwirtschaftlichen Ökosystemen werden organische Stoffe von außen zugeführt, z. B. in Form von Kompost und Stallmist - stellen auch eine Kohlenstoffquelle für dieses lebende System dar. Wenn die im Boden lebenden Organismen organisches Material abbauen oder andere Lebewesen verzehren, werden die Nährstoffe ständig von einer Form in eine andere umgewandelt. Einige der Nährstoffe werden vorübergehend in ihren Körpern gespeichert, während andere während ihres Stoffwechsels in den Boden zurückgeführt werden, wo sie für Pflanzen und andere Bodenlebewesen wieder verfügbar sind. Pflanzen - ob Gräser, Gemüse oder Obst - erhalten ihre Nährstoffe durch Interaktionen im mikrobiellen Nahrungsnetz des Bodens.

Welche Organismen leben im Boden?

Bakterien sind die zahlreichsten und vielfältigsten Einzeller im Boden. In einem einzigen Gramm gesunden Bodens können bis zu 10 Milliarden von ihnen vorkommen, während es in einem ausgeweideten landwirtschaftlichen Boden weniger als 100 Millionen sein können. Die wenigen Dutzend Bakterienstämme, die wir heute isolieren, industriell züchten und als Produkte verfügbar machen können, stellen die Zehntausende von Bakterienarten in einem gesunden Bodenökosystem in den Schatten. Die wertvollsten Bakterien für die Landwirtschaft sind diejenigen, die Stickstoff fixieren, Phosphor im Boden auflösen, organische Stoffe abbauen und die Humusbildung fördern können. Ebenso wichtig sind die Mikroben, die Pflanzen vor Krankheitserregern schützen, die Bodenstruktur verbessern, das Wurzelwachstum und die Stresstoleranz fördern. A Bacillus, Pseudomonas, Rhizobium und Streptomyces Nationalitäten sind besonders wichtige Akteure.

Bakterien sind ein typisches Nahrungsmittel für die höheren Organismen im Nahrungsnetz und haben ein viel höheres Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis als andere Organismen. Wenn die Bakterien verzehrt werden, stellt das ausgeschiedene Stoffwechselprodukt eine Nährstoffquelle dar, die die Pflanze direkt nutzen kann. Symbiotische und endophytische Bakterien liefern Nährstoffe direkt an die Pflanze, indem sie Wurzelknöllchen bilden oder in die Wurzel eindringen. Eine weitere wichtige Aufgabe der Bakterien besteht darin, Bodenpartikel und mikroskopisch kleine Fragmente organischer Materie zu Mikroaggregaten zu binden, die die Grundlage für die krümelige Struktur des Bodens bilden.

Bodenpilze sind mehrzellige Organismen, die als fadenförmige Hyphen wachsen und Netzwerke im Boden bilden, die den Transport von Nährstoffen und Wasser unterstützen. Saprophytische Pilze zersetzen Pflanzenreste und organisches Material, bauen Humus auf und verbessern die Bodenstruktur. Einige Pilze, wie z. B. Mykorrhiza, gehen symbiotische Beziehungen mit Pflanzenwurzeln ein und erhöhen die Nährstoff- und Wasseraufnahme. Pilzhyphen binden Bodenpartikel zu Aggregaten, was die Stabilität des Bodens und seine Widerstandsfähigkeit gegen Verdichtung und Erosion erhöht. In einem gesunden Boden tragen Pilze zum Gleichgewicht des Mikrobioms bei, helfen bei der Abwehr von Krankheitserregern und schützen die Pflanzen auf natürliche Weise. Pilze reagieren sehr empfindlich auf mechanische Störungen des Bodens, aber ihre Fäden lassen sich leicht in einer ungestörten Bodenschicht aus Pflanzenstängelresten beobachten.

Protozoen (Ciliaten, Peitschenwürmer und Amöben) sind einzellige, winzige Tiere, die sich in erster Linie von Bakterien ernähren, aber auch andere Protozoen, organisches Material und manchmal Pilze fressen. Wenn die Protozoen die Bakterien fressen, werden die überschüssigen Nährstoffe in einer Form in den Boden abgegeben, die für die Pflanzen direkt verfügbar ist. Durch ihre Bewegung und Aktivität fördern sie die Nährstoffverteilung und das Gleichgewicht der mikrobiellen Gemeinschaft und tragen so zur Gesundheit und Fruchtbarkeit des Bodens bei.

Nematoden sind winzige, nicht segmentierte Würmer, und obwohl viele Landwirte sie vor allem wegen ihrer Schädlichkeit kennen, sind die meisten von ihnen in Wirklichkeit ein wesentlicher Bestandteil des Nahrungsnetzes. Zu ihnen gehören Bakterien- und Pilzfresser, Räuber und Allesfresser. Durch ihre Ernährung versorgen sie den Boden mit Nährstoffen, die von den Pflanzen aufgenommen werden können, und regulieren die Populationen der Organismen, die sie verzehren, und tragen so zum Gleichgewicht und zur Stabilität des Ökosystems der mikrobiellen Gemeinschaft im Boden bei.

Bodenbewohnende Arthropoden sind wichtige Akteure bei der Zerkleinerung von organischem Material, während Würmer nicht nur organische Rückstände im Boden zerkleinern, sondern sie auch von der Oberfläche in tiefere Bodenschichten transportieren. Darüber hinaus fördern die Bewegung der Würmer und das Anlegen ihrer Höhlen die Durchlüftung des Bodens und die Wasserrückhaltung, wodurch die Wasserinfiltration und -speicherung verbessert wird. Die Würmer mischen und verändern den Boden ständig und tragen zur Bildung der Bodenstruktur, zur Verteilung der Nährstoffe und zur biologischen Aktivität des Bodens bei. Würmer sind hervorragende Indikatoren für den biologischen Zustand des Bodens. Wenn an einem milden Frühlings- oder Herbsttag mindestens 7 Würmer in einer Spatenstichspur im Boden gezählt werden können, ist die biologische Aktivität des Bodens gut. Auf Sand werden weniger Würmer gezählt als in verdichtetem Boden, wo die Zahl der Würmer in einem einzigen Bau über 20 betragen kann.

Wir sehen, dass die ständige Interaktion zwischen Raubtieren und niederen Organismen und das ständige Recycling von Nährstoffen dazu beiträgt, die langfristige Produktivität fruchtbarer natürlicher Ökosysteme aufrechtzuerhalten, ohne dass Jahr für Jahr Dünger benötigt wird.

Das Leben im Boden ist äußerst komplex, und jedes Element ist für das gesunde Funktionieren des Bodens von wesentlicher Bedeutung. Die vorangegangenen Beispiele haben gezeigt, wie wichtig die typischsten Bodenorganismen sind und welche Funktionen sie erfüllen. Leider ist dieses sich selbst erhaltende Ökosystem in den kranken und ausgelaugten Böden von heute zusammengebrochen, und in den intensiv bewirtschafteten landwirtschaftlichen Flächen finden wir fast ausschließlich Bakterien. Die Folge ist, dass das Nährstoffnetz nicht mehr richtig funktioniert und die lebenswichtigen Funktionen des Bodens verloren gehen.

Einfache Bewirtschaftungsmethoden zur Verbesserung der biologischen Bodenfunktionen

1. die Bodenstörung zu minimieren

Direktsaat, Streifenanbau und möglicherweise flache Bodenbearbeitung verringern die physische Beeinträchtigung des Bodenlebensraums.

2. eine lebende Wurzel so lange wie möglich aufrechtzuerhalten

Die kontinuierliche Bedeckung des Bodens mit lebenden Pflanzen gewährleistet, dass Wurzeln und Wurzelausscheidungen die Bodenbiota ständig nähren und unterstützen. Die Verwendung von Bodendeckern verlängert das Vorhandensein von lebenden Wurzeln, liefert Wurzelausscheidungen und fügt dem Boden organische Stoffe zu, die lebende Organismen ernähren.

3. dauerhafte Bodenbedeckung

Die permanente Bedeckung des Bodens mit Stängelresten und Mulch gewährleistet den Schutz der lebenden Organismen und sorgt für eine kontinuierliche Nährstoffzufuhr für die zersetzenden Organismen.

4. die Diversifizierung der Pflanzen

Mischungen von Deckfrüchten, Fruchtfolge, Zwischenfruchtanbau und Co-Saat verbessern die biologische Funktion des Bodens. Die Vielfalt der Pflanzenarten bietet eine Vielzahl von Wurzelformen, Wurzelexsudaten und die Qualität der Pflanzenrückstände, die alle die biologische Funktion des Bodens auf einzigartige Weise verbessern.

5. übermäßige Verwendung von Inputs vermeiden

Ein übermäßiger Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden kann die biologischen Funktionen beeinträchtigen. Zu viel Dünger kann den Nährstoffkreislauf stören, so dass die Pflanzen ihn nicht optimal aufnehmen können. Bei häufigem Einsatz von Chemikalien können Schädlinge nicht durch ihre natürlichen Feinde bekämpft werden, so dass das Gleichgewicht des Bodenlebens gestört wird.

6. die Verwendung organischer Stoffe

Kompost und Düngemittel fügen dem Boden nützliche Mikroorganismen hinzu und stellen gleichzeitig eine Quelle von Kohlenstoff und Nährstoffen dar, die das Bodenleben erhalten und fördern.

7. mikrobielle Impfstoffe

Der erste Schritt bei der Bodenrevitalisierung ist die Schaffung eines geeigneten Lebensraums. Kompost oder Präparate auf Kompostbasis können verwendet werden, um eine Reihe nützlicher Mikroorganismen einzubringen, aber in einigen Fällen kann auch der Einsatz von gezielten, kultivierten Impfmitteln gerechtfertigt sein. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass die Wirksamkeit dieser Produkte umstritten ist.

Grundvoraussetzungen für das Funktionieren des Bodenlebens

Das Leben im Boden erfordert Wasser, Luft, organische Stoffe und eine ausreichende Versorgung mit Mineralien. Die Grundlage für den Wasser- und Lufthaushalt ist eine stabile Bodenstruktur, und die Bodenorganismen leisten den größten Teil der Arbeit beim Aufbau dieser Struktur. Der Kohlenstoffkreislauf liefert die von den Mikroorganismen benötigte Energie, während der Abbau von Mineralien und Spurenelementen weitgehend auf mikrobielle Prozesse zurückzuführen ist. Wenn der Boden arm an Mineralien ist, sind auch die Mikroorganismen eingeschränkt, so dass in manchen Fällen eine Mineralienergänzung - am einfachsten in Form von Natursteinmehl - gerechtfertigt sein kann. In der Phase der Wiederbelebung des biologischen Systems, in der die natürlichen Prozesse des Nahrungsnetzes wiederhergestellt werden, kann der Boden hungriger werden, da nicht nur die Pflanzen, sondern auch die wachsenden Organismen gefüttert werden müssen. Jeder Boden und jeder Betrieb ist einzigartig, daher gibt es in diesem System keine bewährten Rezepte. Der Erfolg des ökologischen Landbaus hängt von der Offenheit des Landwirts, dem Erkennen der Muster der Natur und der Fähigkeit ab, neue Erkenntnisse zu integrieren.

Was uns das Leben im Boden lehrt

Das Nahrungsnetz des Bodens - oder genauer gesagt, das Netz des Bodenlebens, von dem wir ein integraler Bestandteil sind - ist ein hochkomplexes System, dessen Funktionsweise immer noch nur teilweise verstanden wird. Dieser Artikel hat nur einen kurzen Einblick in diese riesige und komplexe Welt gegeben. Es ist jedoch klar, dass die Bodenbiologie für die Erhaltung gesunder Böden, die Bereitstellung von Nahrungsmitteln für die Menschheit und die Eindämmung der Bodendegradation von wesentlicher Bedeutung ist. Der größte Verbündete des Landwirts ist das Bodenleben. Für uns, die wir mit dem Boden arbeiten, ist es eine unserer wichtigsten Aufgaben, dieses System zu pflegen, zu nähren und sorgfältig zu schützen.

AUTORIN: VÍG VITÁLIA • BODENÖKOLOGIN, VERANTWORTLICHE FÜR DAS BILDUNGSPROGRAMM DER VEREINIGUNG DER BODENREGENERIERENDEN LANDWIRTE, GRÜNDERIN VON TERRAVITKA