Regenwürmer stabilisieren Kohlenstoff im Boden

Regenwürmer regen die Mikroorganismen an, mehr stabilen Kohlenstoff im Boden zu erzeugen. (Bild: A. Murray)

Regenwürmer wühlen sich durch den Boden, vermischen mineralische Partikel, organisches Material und Schleim und siedeln Mikroorganismen und ihre Substrate in so genannten "Güssen" an. Dies regt das Wachstum von Mikroorganismen an, deren tote Überreste (Nekromasse) dann in den Regenwurmkugeln stabilisiert werden, was zu mehr stabilisiertem Bodenkohlenstoff führt. (Bild: Angst et al., 2022, Global Change Biology)

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Neues Konzept betont die positive Wirkung von Regenwürmern für die Nutzung des Bodens als Kohlenstoffsenke

Bericht von Dr. Gerrit Angst, Postdoktorand in der Forschungsgruppe Experimentelle Interaktionsökologie bei iDiv und der Universität Leipzig:

Leipzig/Budweis/München. Die Aktivität von Regenwürmern regt Mikroorganismen im Boden an, die die Produktion von stabilisiertem Kohlenstoff beschleunigen. Das ist das Ergebnis einer systematischen Literaturauswertung von Forschenden des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Tschechischen Akademie der Wissenschaften und der Technischen Universität München, die nun in der Fachzeitschrift Global Change Biology veröffentlicht wurde. Darauf aufbauend entwickelten die Forschenden ein Konzept, das den positiven Effekt von Regenwürmern bei der Nutzung von Böden als Kohlenstoffsenke herausstellt. 

Bereits im Jahr 1881 erkannte Charles Darwin, dass Regenwürmer die Qualität von Ackerboden entscheidend verbessern. Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen zeigen, dass der „Ökosystemingenieur“ Regenwurm durch seine Wühlaktivität auch die Treibhausgasbilanz und das Kohlenstoffbudget von Böden beeinflusst. Obwohl diese Bedeutung des Regenwurms für Kohlenstoffdynamiken im Boden seit längerem bekannt ist, fand sie bisher keinen Einzug in Strategien zur Mitigation des Klimawandels. „Dies hat uns überrascht, denn Böden sind wichtige Kohlenstoffsenken. Der Einfluss von Regenwürmern auf die Höhe und Qualität des im Boden gebundenen Kohlenstoffs sollte daher in solchen Strategien stärker berücksichtigt werden“, so Dr. Gerrit Angst, Postdoktorand bei iDiv und der Universität Leipzig und Erstautor der Studie. Zusammen mit einem internationalen Autorenteam aus Deutschland, Tschechien und den Niederlanden hat er aktuelle Studien zum Kohlenstoffaufbau in Böden mit Studien zur Aktivität von Regenwürmern im Boden verbunden. Darauf aufbauend haben die Forschenden einen neuen konzeptionellen Rahmen für den Aufbau von Bodenkohlenstoff entwickelt, der die Bedeutung von Regenwürmern während dieses Prozesses betont.

Die Überreste abgestorbener Mikroorganismen (mikrobielle Nekromasse) sind ein zentraler Kohlenstoffbestandteil von Böden. Je stärker das Mikrobenwachstum im Boden ausgeprägt ist, desto höher ist auch der Aufbau von Nekromasse. „Hier kommen die Regenwürmer ins Spiel: Durch ihre Wühlaktivität entsteht ein Mix aus Regenwurmschleim, Mineralpartikeln und Nährstoffen, sogenannte Regenwurmaggregate. In diesen Aggregaten finden Mikroben optimale Wachstumsbedingungen – erhöhte Nähstoffgehalte und leicht verfügbare Substrate.“, erklärt Angst.

Von Regenwürmern veränderte Böden speichern aber nicht nur mehr mikrobielle Nekromasse als Böden ohne Regenwürmer. Die Nekromasse dieser Böden ist auch stabiler gegenüber externen Einflüssen wie z. B. klimatischen Veränderungen. Das bedeutet, dass der Kohlenstoff länger im Boden gehalten werden kann. Das Wissen über diese Zusammenhänge könnte vor allem für Bereiche des Bodens entscheidend sein, die normalerweise nicht als Hotspots für den Aufbau von mikrobiellem Kohlenstoff angesehen werden, wie z. B. tiefere Bodenschichten. „Durch Regenwürmer könnten diese Bodenbereiche so verändert werden, dass sie als potente Kohlenstoffsenken dienen können, so Prof. Nico Eisenhauer, Forschungsgruppenleiter bei iDiv und der Universität Leipzig und Seniorautor des Konzeptpapiers. „Klimaschutzstrategien, die eine Erhöhung der Kohlenstoffstabilität im Boden zum Ziel haben, sollten daher unbedingt Maßnahmen zur Erhöhung der Regenwurmanzahl in Böden fördern.“

Die Forschung wurde u. a. von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG; AN 1706/2-1) unterstützt.

Originalveröffentlichung:
(Forschende mit iDiv-Affiliation fett)

Angst, G., Frouz, J., Scheu, S., van Groenigen, J.W., Kögel-Knabner, I. & Eisenhauer, N. (2022):  Earthworms as catalysts in the formation and stabilization of soil microbial necromass. Global Change Biology. DOI: 10.1111/GCB.16208

Ansprechpartner:

Dr. Gerrit Angst(spricht Deutsch und Englisch)
Experimentelle Interaktionsökologie
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig,
Universität Leipzig
SoWa Research Infrastructure and Institute of Soil Biology, Czech Academy of Sciences
Tel.: +49 341 9739179
E-Mail: gerrit.angst@idiv.de
Web: www.idiv.de/de/profile/1575.html

Urs Moesenfechtel, M.A.(spricht Deutsch und Englisch)
Medien und Kommunikation
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Tel.: +49 341 9733106
E-Mail: urs.moesenfechtel@idiv.de
Web: www.idiv.de/de/profile/1464.html