Pilznekromasse und Black Carbon aus Totholz im Boden-Kohlenstoffkreislauf (FungiCarb)

• Antragsteller: Professor Dr. Bruno Glaser; Dr. Klaus Kaiser
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften ; Forstwissenschaften ; Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568692286

Totholz spielt eine fundamentale Rolle in Waldökosystemen, da es ein essenzielles Substrat für die Biodiversität, insbesondere für saproxylische Organismen wie Pilze, Bakterien und Arthropoden, bildet. Diese Destruenten treiben den Nährstoffkreislauf an, beeinflussen Bodeneigenschaften und tragen zur langfristigen Speicherung von organischem Bodenkohlenstoff (SOC) bei. Die Zersetzung von Totholz führt zum Eintrag organischer Substanz in den Boden, was dort kaskadenartige Effekte auf mikrobielle Aktivität, Bodenfunktionen und Kohlenstoffstabilisierung nach sich zieht. Die Bedeutung von Totholz für die SOC-Anreicherung in Waldökosystemen wird immer noch kontrovers diskutiert, insbesondere sein Beitrag zur Bildung stabiler SOC-Bestandteile wie Aminozucker und Black Carbon, ist bisher kaum verstanden. Traditionell wird Black Carbon primär mit pyrogenen Prozessen mit unvollständiger Verbrennung wie Waldbränden in Verbindung gebracht. Neuere Untersuchungen, darunter eigene Vorarbeiten, deuten jedoch darauf hin, dass die Pilz-Zersetzung von Totholz erheblich zur Bildung von nicht-pyrogenem Black Carbon ("Pilzmelanin") beitragen kann. Melaninproduzierende Pilze können Kohlenstoff in Form biochemisch resistenter Pilzpigmente stabilisieren, die über lange Zeiträume im Boden erhalten bleiben. In welchem Umfang Pilznekromasse und damit verbundene Pigmente zu stabilem Bodenkohlenstoff über verschiedene Totholztypen, Zersetzungsstadien und Umweltbedingungen hinweg beitragen, ist jedoch weitgehend unerforscht. Ein besseres Verständnis dieser Prozesse jedoch ist entscheidend, um die langfristige Kohlenstoffspeicherung in Waldböden vorherzusagen - insbesondere in Abhängigkeit von Nutzungsintensität und Baumartenzusammensetzung. Die Biodiversitäts-Exploratorien, insbesondere das BELongDead-Experiment, in dem bereits seit 2009 Totholzproben analysiert werden, bieten eine einzigartige Gelegenheit, die Rolle von totholzabbauenden Pilzen bei der Bildung und Speicherung von stabilem SOC zu untersuchen. Dieses Langzeitexperiment betrachtet verschiedene Baumarten, Waldmanagement-Regime sowie regionale Gradienten und ermöglicht so eine vergleichende Bewertung mikrobieller C-Stabilisierung. Dieses Projekt kombiniert physikalisch-chemische Fraktionierungsverfahren (Dichtefraktionierung) sowie molekulare Marker-Ansätze, um die Beiträge mikrobieller Nekromasse (Aminozucker) und pilzlicher Pigmente (pilzbürtiges Black Carbon) zum SOC zu quantifizieren. Durch die Verknüpfung mikrobieller Prozesse mit Bodeneigenschaften, Abbauraten und Baumarteneinflüssen wird das Projekt neue Erkenntnisse zu den Mechanismen liefern, die die langfristige Stabilisierung von SOC in Waldökosystemen steuern.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1374: Biodiversitäts-Exploratorien