Die beiden Abbildungen links zeigen die Vielfalt des mikrobiellen N-Cycling-Potenzials. Das rechte Feld zeigt den Mechanismus hinter Änderungen der Bodenmineralisierungsraten. Bildnachweis: Yaping Zhao, Yuqing Zhao, Shuohong Zhang, Yulin Xu, Xinhui Han, Gaihe Yang, Chengjie Ren
Die Beurteilung der Funktion des Waldökosystems erfordert ein umfassendes Verständnis der Mechanismen der Stickstoffmineralisierung im Boden. Eine Studie eines Forscherteams hat Aufschluss darüber gegeben, wie die Gene des Bodenstickstoffkreislaufs die Stickstoffmineralisierung des Bodens während der Aufforstung bestimmen.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in Briefe zur Bodenökologieliefern wertvolle Informationen über die Beziehung zwischen Bodenmikrobengemeinschaften, funktionellen Genen und der Rate der Stickstoffmineralisierung im Boden.
Die Forscher sammelten Bodenproben aus einer Chronosequenz von Robinia pseudoacacia L (RP14, RP20, RP30 und RP45) in verschiedenen Stadien der Aufforstung sowie von geneigten landwirtschaftlichen Flächen (FL) als Kontrolle. Die Analyse der metagenomischen Sequenzierung ergab mit fortschreitender Aufforstung erhebliche Veränderungen in der Diversität und Zusammensetzung der am Stickstoffkreislauf beteiligten Bodenmikrobengemeinschaften. Es wurde festgestellt, dass Aufforstung die Vielfalt der mikrobiellen Gemeinschaften im Boden effektiv erhöht.
Um den Zusammenhang zwischen Bodenmikrobengemeinschaften und Stickstoffmineralisierung weiter zu untersuchen, führten die Forscher Indoor-Anbauexperimente durch und analysierten die Zusammenhänge.
Die Ergebnisse zeigten einen signifikanten Anstieg der Bodennitrifikationsrate (Rn) und der Bodenstickstoffmineralisierungsrate (Rm) mit zunehmendem Bestandsalter. Die Studie ergab auch eine starke Korrelation zwischen dem Boden-Rm und der mikrobiellen Diversität im Boden sowie der Häufigkeit von Genen für den Stickstoffkreislauf im Boden.
Mithilfe der Analyse der partiellen kleinsten Quadrate (PLS-PM) stellten die Forscher fest, dass Nitrifikations- und Denitrifikationsgene einen größeren direkten Einfluss auf den Boden-Rm hatten als auf Bodenmikrobengemeinschaften. Dies legt nahe, dass funktionelle Gene im Zusammenhang mit dem Stickstoffkreislauf im Boden eine entscheidende Rolle bei der Stickstoffmineralisierung im Boden während der Aufforstung spielen.
Die Studie wurde auf dem Lössplateau durchgeführt, einer wichtigen Region für Aufforstungsbemühungen. Die Ergebnisse ermöglichen ein besseres Verständnis der Auswirkungen von Mikroorganismen auf die Geschwindigkeit der Stickstoffmineralisierung im Boden während der Aufforstung und liefern eine neue theoretische Grundlage für die Bewertung der Mechanismen der Stickstoffmineralisierung im Boden während der Waldsukzession.
„Diese Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf die Waldbewirtschaftung und die Wiederherstellung des Ökosystems“, sagte Professor Ren, Hauptautor der Studie. „Durch das Verständnis der Rolle von Bodenmikroben und funktionellen Genen bei der Stickstoffmineralisierung im Boden können wir Aufforstungspraktiken optimieren und die ökologischen Funktionen von Waldökosystemen verbessern.“
Das Forschungsteam hofft, dass diese Ergebnisse zur Entwicklung nachhaltigerer und effektiverer Waldbewirtschaftungsstrategien beitragen werden, insbesondere in Regionen, in denen Aufforstungsbemühungen stattfinden.
Durch die Berücksichtigung der Rolle von Bodenmikroben und funktionellen Genen können Waldrestaurierungsprojekte so gestaltet werden, dass sie den Nutzen für Umwelt und Gesellschaft maximieren.
Mehr Informationen:
Yaping Zhao et al., Bestimmung der N-Zyklus-Genhäufigkeit der Stickstoffmineralisierungsrate nach Wiederaufforstung im Lössplateau in China, Briefe zur Bodenökologie (2024). DOI: 10.1007/s42832-023-0188-0
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Zitat: Studie enthüllt die Rolle von Bodenmikroben in Waldökosystemen (12. April 2024), abgerufen am 12. April 2024 von https://phys.org/news/2024-04-uncovers-role-soil-microbes-forest.html
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