Die Rolle arbuskulärer Mykorrhizapilze beim Streuabbau
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Dieses Projekt hatte zum Ziel, die Rolle der arbuskulären Mykorrhizapilze (AMF) beim Streuabbau und der Stabilisierung von Kohlenstoff (C) im Boden zu untersuchen. Es wurden mehrere Laborversuche durchgeführt um die Verallgemeinerbarkeit der bisherigen Forschungsdaten aus der Literatur zu prüfen. Die Ergebnisse zeigen, dass der Einfluss von AMF auf den Streuabbau von der Streuart und dem Zeitpunkt der Beprobung abhängt. Um darüber hinaus die Validität von Ergebnissen aus Laborversuchen zu prüfen wurde ein 6-monatiger Feldversuch mit verschiedenen Arten 13C-markierter Streu durchgeführt. Hier zeigte sich, dass AMF anfänglich zwar Effekte auf Streuabbau haben, diese jedoch mit zunehmender Versuchsdauer verschwinden. Nach 6 Monaten konnte keine erhöhte Stabilisierung von C durch AMF festgestellt werden. Dies könnte ein Hinweis darauf sein, dass im Labor gefundene Effekte von AMF auf Streuabbau in der Realität kleiner ausfallen. Jedoch könnten sich auch diese kleinen Effekte über Jahre oder Jahrzehnte aufsummieren und nichtsdestotrotz zur Stabilisierung von C beitragen, u.a. durch die Stabilisierung von Bodenaggregaten durch AMF. Zusätzlich zu AMF wurden saprophytische Pilze im Hinblick auf ihre Rolle beim Streuabbau untersucht. Phylogenie und die Fähigkeit komplexes organisches Material abzubauen waren dabei die wichtigsten Prädiktoren für den Abbau von Blatt- und Holzstreu. Dies zeigt, dass es für die Vorhersage von Streuabbau und anschließender potenzieller C-Speicherung im Boden wichtig ist die Rolle individueller Taxa und funktioneller Gruppen innerhalb mikrobieller Lebensgemeinschaft zu verstehen. Ein weiterer Aspekt dieses Projektes waren die Auswirkungen der zunehmenden Kontamination von Böden durch Mikroplastik (MP). MP-Partikel, insbes. MP-Fasern, beeinflussen einige Bodenparameter, die das Habitat und die Lebensbedingungen von AMF verändern, allen voran die Eigenschaften von Bodenaggregaten. In der Folge können AMF- Funktionen wie Aggregatstabilisierung, Wasser- und Nährstofftransport beeinträchtigt werden. Auch der Streuabbau wird durch MP verändert und kann z.B. durch die schädlichen Inhaltsstoffe von Reifenabrieb stark reduziert werden. Da MP zum großen Teil aus C besteht und somit auch eine Energiequelle darstellt, kann es darüber hinaus den Umbau und die Speicherung organischer Substanz über mehrere Wege beeinflussen, z.B. über veränderte mikrobielle Aktivität, Pflanzenwachstum oder Streuabbau. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass dieses Forschungsprojekt dazu beigetragen hat unser Verständnis der Ökologie der arbuskulären Mykorrhizapilze, sowie der mikrobiellen Prozesse des Streuabbaus in Grasländern, zu verbessern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Mycorrhizas and Soil Aggregation. Mycorrhizal Mediation of Soil, 241-262. Elsevier.
Lehmann, A.; Leifheit, E.F. & Rillig, M.C.
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Das Netzwerk der Natur, Mykorrhiza als Weg in die nachhaltige Landwirtschaft. LOP Lumbrico – Konservierender ökologischer Landbau, 4/2019, S. 40-45
Leifheit, Eva F.; Hempel, Stefan; Pirhofer-Walzl, Karin; Sosa-Hernández, Moisés A. & Rillig, Matthias C.
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Subsoil Arbuscular Mycorrhizal Fungi for Sustainability and Climate-Smart Agriculture: A Solution Right Under Our Feet?. Frontiers in Microbiology, 10.
Sosa-Hernández, Moisés A.; Leifheit, Eva F.; Ingraffia, Rosolino & Rillig, Matthias C.
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(Mikro-)Plastik im Boden. Bodenschutz, 3).
Brandes, Elke; Braun, Melanie; Rillig, Matthias C.; Leifheit, Eva F.; Steinmetz, Zacharias; Fiener, Peter & Thomas, Daniela
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Microplastic fiber and drought effects on plants and soil are only slightly modified by arbuscular mycorrhizal fungi. Soil Ecology Letters, 4(1), 32-44.
Lehmann, Anika; Leifheit, Eva F.; Feng, Linshan; Bergmann, Joana; Wulf, Anja & Rillig, Matthias C.
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Myristate and the ecology of AM fungi: significance, opportunities, applications and challenges. New Phytologist, 227(6), 1610-1614.
Rillig, Matthias C.; Aguilar‐Trigueros, Carlos A.; Anderson, Ian C.; Antonovics, Janis; Ballhausen, Max‐Bernhard; Bergmann, Joana; Bielcik, Milos; Chaudhary, V. Bala; Deveautour, Coline; Grünfeld, Leonie; Hempel, Stefan; Lakovic, Milica; Lammel, Daniel R.; Lehmann, Anika; Lehmann, Johannes; Leifheit, Eva F.; Liang, Yun; Li, Erqin; Lozano, Yudi M.; ... & Zhang, Haiyang
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Effects of Microplastic Fibers on Soil Aggregation and Enzyme Activities Are Organic Matter Dependent. Frontiers in Environmental Science, 9.
Liang, Yun; Lehmann, Anika; Yang, Gaowen; Leifheit, Eva F. & Rillig, Matthias C.
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Effects of microplastics on crop nutrition in fertile soils and interaction with arbuscular mycorrhizal fungi. Journal of Sustainable Agriculture and Environment, 1(1), 66-72.
Moreno‐Jiménez, Eduardo; Leifheit, Eva F.; Plaza, César; Feng, Linshan; Bergmann, Joana; Wulf, Anja; Lehmann, Anika & Rillig, Matthias C.
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Legacy effects of pre‐crop plant functional group on fungal root symbionts of barley. Ecological Applications, 31(6).
Roy, Julien; van Duijnen, Richard; Leifheit, Eva F.; Mbedi, Susan; Temperton, Vicky M. & Rillig, Matthias C.
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Microplastic effects on carbon cycling processes in soils. PLOS Biology, 19(3), e3001130.
Rillig, Matthias C.; Leifheit, Eva & Lehmann, Johannes
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Microplastics have shape- and polymer-dependent effects on soil aggregation and organic matter loss – an experimental and meta-analytical approach. Microplastics and Nanoplastics, 1(1).
Lehmann, Anika; Leifheit, Eva F.; Gerdawischke, Maurice & Rillig, Matthias C.
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Potential Effects of Microplastic on Arbuscular Mycorrhizal Fungi. Frontiers in Plant Science, 12.
Leifheit, Eva F.; Lehmann, Anika & Rillig, Matthias C.
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Tire abrasion particles negatively affect plant growth even at low concentrations and alter soil biogeochemical cycling. Soil Ecology Letters, 4(4), 409-415.
Leifheit, Eva F.; Kissener, Hanna L.; Faltin, Erik; Ryo, Masahiro & Rillig, Matthias C.
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Proximal and distal mechanisms through which arbuscular mycorrhizal associations alter terrestrial denitrification. Plant and Soil, 476(1-2), 315-336.
Okiobe, Simon T.; Pirhofer-Walzl, Karin; Leifheit, Eva. F.; Rillig, Matthias C. & Veresoglou, Stavros D.
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Tire wear particles: An emerging threat to soil health. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 53(2), 239-257.
Ding, Jing; Lv, Min; Zhu, Dong; Leifheit, Eva F.; Chen, Qing-Lin; Wang, Yun-Qing; Chen, Ling-Xin; Rillig, Matthias C. & Zhu, Yong-Guan
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Fungal traits help to understand the decomposition of simple and complex plant litter. FEMS Microbiology Ecology, 100(5).
Leifheit, Eva F.; Camenzind, Tessa; Lehmann, Anika; Andrade-Linares, Diana R.; Fussan, Max; Westhusen, Sophia; Wineberger, Till M. & Rillig, Matthias C.
