New Iowa State Research:Menschliche Aktivität beeinflusst Mikroben im Boden

Das erklärt, warum wir immer noch daran arbeiten, zu verstehen, was im Boden vor sich geht und wie sich unsere Handlungen darauf auswirken. Jetzt zeigen neue Forschungsergebnisse eines Ökologen der Iowa State University, dass landwirtschaftliche Einträge wie Stickstoff und Phosphor mikrobiologische Gemeinschaften im Boden verändern, was unbeabsichtigte Auswirkungen auf die Umwelt haben kann.

Die Zugabe von Stickstoff und Phosphor, die üblicherweise als Düngemittel verwendet werden, zum Boden unter Grasland verschiebt die natürlichen Gemeinschaften von Pilzen, Bakterien und mikroskopisch kleinen Organismen namens Archaeen, die im Boden leben, so Kirsten Hofmockel, außerordentliche Professorin am ISU-Department of Ecology, Evolution und Organismusbiologie.

Hofmockel und andere Wissenschaftler, die dem Nutrient Network angehören, einem globalen Netzwerk von Wissenschaftlern, die ökologische Reaktionen in Grasland auf der ganzen Welt untersuchen, zeigten, dass die Reaktionen der mikrobiellen Gemeinschaft auf Düngemitteleinträge global konsistent waren und die Reaktionen der Pflanzen auf die Einträge widerspiegelten.

Viele Bodenmikroben erfüllen hilfreiche Funktionen für ihre heimischen Ökosysteme, und die Veränderung dieser mikrobiellen Gemeinschaften kann negative Folgen für die Umwelt haben, sagte Hofmockel.

„Diese Verschiebungen sind in gewisser Weise vorhersehbar, und dies hilft uns zu verstehen, wie sich menschliche Aktivitäten auf mikrobielle Gemeinschaften im Boden auswirken können, etwas, das nicht sehr gut verstanden wird“, sagte sie.

Beispielsweise verändern einige Bodenmikroben die Stickstoffform im Boden. Ammoniak oxidierende Archaeen ernähren sich von Ammoniak und wandeln es dann in Nitrat um. Hofmockel sagte, die Forschung zeige, dass diese Ammoniak-Oxidationsmittel wachsen, wenn mehr Stickstoff eingeführt wird, im Wesentlichen, weil diese Organismen Zugang zu mehr Nahrung haben. Infolgedessen könnten zunehmend Nitratmengen in die Gewässer gelangen, sagte Hofmockel.

Im Allgemeinen stellten die Forscher fest, dass Nährstoffzusätze schnell wachsende Bakterien begünstigten und die Häufigkeit von Pilzen verringerten, die eine symbiotische Beziehung mit Graslandpflanzen haben, sagte Hofmockel.

Die Ergebnisse wurden im August in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht. Die Experimente fanden im Rahmen des Nutrient Network auf 25 Wiesen auf der ganzen Welt statt. Die Bemühungen gehören zu den ersten, die testen, ob die Reaktionen von mikrobiellen Bodengemeinschaften auf Düngemittel in einer Reihe von Umgebungen konsistent bleiben.

„Das ist ein wirklich cooles Experiment, weil es ein Basisnetzwerk ist“, sagte Hofmockel. „So ziemlich jeder kann diese Experimente durchführen. Jeder hat gleich große Parzellen, die auf die gleiche Weise eingerichtet sind.“

ISU-Wissenschaftler errichteten und unterhalten einen der Versuchsstandorte im Chichaqua Bottoms Greenbelt im Nordosten von Polk County, sagte sie. Das Nutrient Network bietet Studenten die Möglichkeit, sich durch unabhängige Studien oder die Zusammenarbeit mit dem größeren Netzwerk mit der Wissenschaft zu beschäftigen, sagte Hofmockel. Wissenschaftler nutzen das Netzwerk, um Fragen im Zusammenhang mit Pflanzenwachstum, Mikrobiomen, Pflanzenfressern und Nährstoffkreisläufen zu beantworten, sagte sie.

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