Umverteilung von Wasser im Boden durch das Myzel saprotropher Pilze und die Auswirkungen auf die C-Mineralisation in trockenen Böden

• Antragsteller: Professor Dr. Egbert Matzner
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260518461

Die Austrocknung der oberen Bodenschichten ist ein häufig auftretendes Phänomen in der gemäßigten Klimazone während der Vegetationsperiode. Diese Bodenaustrocknungsereignisse sind dafür bekannt die C-Mineralisation substantiell zu reduzieren. Jedoch könnte die Umverteilung von Wasser von feuchteren zu trockeneren Zonen im Boden durch das Myzel von saprotrophen Pilzen (hydraulic redistribution) zu einer Verminderung des Effekts der Austrocknung auf die C-Mineralisation führen. Die Fähigkeit zur Relokation von Wasser könnte auch eine Ursache für die erhöhte Konkurrenzfähigkeit der saprotrophen Pilze unter trocknen Bedingungen sein. Im vorgeschlagenen Projekt werden wir untersuchen ob Myzelnetzwerke von saprotrophen Pilzen zur Relokation von Wasser im Boden beitragen und wie dies die Mineralisation von organischer Substanz beeinflusst. Hierfür werden Mesokosmen genutzt, welche aus 2 Kammern bestehen. Diese Kammern sind durch eine Luftlücke von 2 mm räumlich voneinander getrennt um Massenfluss von Wasser zu unterbinden, dabei aber über das Pilzmyzel miteinander verbunden. Nachdem eine Verbindung über das Myzel zwischen beiden Kammern entwickelt ist, werden beide Kammern bis zu einer Bodenwasserspannung zwischen pF 4-5 ausgetrocknet. Anschließend wird eine Kammer mit Deuterium und einem Fluoreszenzfarbstoff markiertem Wasser wiederbefeuchtet. Am Ende des Experiments werden Bodenproben und Hyphen aus der ausgetrockneten Kammer auf das stabilen Isotopen Verhältnis bzw. auf eine Fluoreszenzmarkierung analysiert. In einem weiteren Versuch wird zweifach 15N/13C markiertes Pflanzenmaterial in der nicht wiederbefeuchteten Kammer exponiert. Der Effekt von hydraulic redistribution auf die Mineralisation wird durch die Analyse der CO2 Entwicklung und des 13CO2 Signals untersucht. Der Gehalt an 13C und 15N Isotopen wird in Bodenproben aus der wiederbefeuchtet Kammer analysiert um den Anteil an zurücktransferiertem N und C zu bestimmen. Des Weiteren wird der Effekt von hydraulic redistribution auf die pilzliche Enzymaktivität unter Nutzung der Zymographiemethode in hoher räumlicher Auflösung analysiert. Diese Experimente werden die Bedeutung von pilzlichem Myzel für die Mineralisation unter trockenen Bodenbedingungen in ein neues Licht setzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen