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Funktionelle Bedeutung der Bodenfauna

Projekt

Die Regenwurm-Art Lumbricus terrestris frisst organische Reste von der Bodenoberfläche
Die Regenwurm-Art Lumbricus terrestris frisst organische Reste von der Bodenoberfläche (© Thünen-Institut/Friederike Wolfarth)

Funktionelle Bedeutung der Bodenfauna in Agrarökosystemen

Verschiedene Schlüsselarten unter den Bodentieren werden vielfach als ecosystem engineers (Ökosystem-Ingenieure) andere hingegen als decomposers (Zersetzer) bezeichnet. Damit wird jeweils ihre funktionelle Bedeutung für Bodenfunktionen in den Mittelpunkt gerückt. In genutzten Böden erbringen Bodentiere entsprechend ihrer spezifischen Verhaltensweisen und Anpassungen an ihren Lebensraum ökologisch unverzichtbare Leistungen.

Hintergrund und Zielsetzung

Unterschiedliche Gruppen der Bodenfauna treten als Gestalter der Bodenstruktur auf und haben folglich steuernde Funktion bei Bodenprozessen wie z.B. Transportvorgängen. Oder sie nehmen Schlüsselpositionen im Netzwerk der Umsetzung organischer Substanz ein. In den C- und N-Kreisläufen sind Bodentiere wichtige Akteure, sei es direkt als Primär- oder Sekundärzersetzer wie z.B. Regenwurm-Arten oder indirekt als Katalysatoren mikrobieller Aktivität wie z.B. viele Collembolen-Arten. Nematoden z.B. steuern aufgrund hoher Spezialisierung  verschiedener Arten auf bestimmte Nahrungsquellen an vielen Knotenpunkten die Boden-Nahrungsnetze. Unser Ziel ist, ökologische Leistungen der Bodenfauna zu identifizieren, zu quantifizieren und zu bewerten. Dieses Ziel verfolgen wir unter Berücksichtigung verschiedener landwirtschaftlicher Management-Maßnahmen und verschiedener Landnutzungssysteme.

Zielgruppe

Wir publizieren unsere wissenschaftlichen Erkenntnisse für Interessierte in Wissenschaft, Landwirtschaft, Beratung, Politik und in der breiten Öffentlichkeit.

Vorgehensweise

Feldversuche und begleitende Laborexperimente mit Bodentieren werden zu folgenden Themenkomplexen durchgeführt: Genese, Struktur und Funktionalität biogener Makroporensysteme, physikochemische Eigenschaften von Losungsaggregaten, Dynamik der organischen Substanz im Nahrungsnetz, ökotoxikologische Wirkungsmechanismen, Interaktionen zwischen Bodentieren, mit Mikroorganismen und mit dem umgebenden Boden.

Vorläufige Ergebnisse

Unsere Ergebnisse zur funktionellen Bedeutung der Bodenfauna sind in unterschiedlichen Zeitschriften, Buchbeiträgen und Broschüren zu folgenden Themen publiziert: Bodenstruktur, bodenbürtige Schaderreger, Schadstoffe, Zersetzung von Ernteresten, Bodenbearbeitung, Bodenverdichtung, Bodenschutz. Dauerhaft können Ackerböden nur dann ihre Nutzungsfunktion erfüllen, wenn auch ihre Lebensraumfunktion bewahrt und gestärkt wird.

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Zeitraum

Daueraufgabe 8.2003 - 12.2020

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: läuft

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 20

  1. Schorpp Q, Schrader S (2017) Dynamic of nematode communities in energy plant cropping systems. Eur J Soil Biol 78(1):92-101, DOI:10.1016/j.ejsobi.2016.12.002
  2. Schorpp Q, Müller AL, Schrader S, Dauber J (2016) Agrarökologisches Potential der Durchwachsenen Silphie (Silphium perfoliatum L.) aus Sicht biologischer Vielfalt. J Kulturpfl 68(12):412-422, DOI:10.1399/jfk.2016.12.12
  3. Schrader S (2016) Bodeninvertebraten sind entscheidende ökologische Leistungsträger. Agrobiodiversität 39:67-80
  4. Schorpp Q, Schrader S (2016) Earthworm functional groups respond to the perennial energy cropping system of the cup plant (Silphium perfoliatum L.). Biomass Bioenergy 87:61-68, DOI:10.1016/j.biombioe.2016.02.009
  5. Wolfarth F, Schrader S, Oldenburg E, Brunotte J (2016) Mycotoxin contamination and its regulation by the earthworm species Lumbricus terrestris in presence of other soil fauna in an agroecosystem. Plant Soil 402(1-2):331-342, DOI:10.1007/s11104-015-2772-2
  6. Moos JH, Schrader S, Paulsen HM, Rahmann G (2016) Occasional reduced tillage in organic farming can promote earthworm performance and resource efficiency. Appl Soil Ecol 103:22-30, DOI:10.1016/j.apsoil.2016.01.017
  7. Schmidt O, Dyckmans J, Schrader S (2016) Photoautotrophic microorganisms as a carbon source for temperate soil invertebrates. Biol Lett 12:Art. 20150646, DOI:10.1098/rsbl.2015.0646
  8. Wolfarth F, Wedekind S, Schrader S, Oldenburg E, Brunotte J (2015) Regulation of the mycotoxin deoxynivalenol by Folsomia candida (Collembola) and Aphelenchoides saprophilus (Nematoda) in an on-farm experiment. Pedobiologia 58(1):41-47, DOI:10.1016/j.pedobi.2015.01.003
  9. Rogasik H, Schrader S, Onasch I, Kiesel J, Gerke HH (2014) Micro-scale dry bulk density variation around earthworm (Lumbricus terrestris L.) burrows based on X-ray computed tomography. Geoderma 213:471-477
  10. Schrader S, Wolfarth F, Oldenburg E (2013) Biological control of soil-borne phytopathogenic fungi and their mycotoxins by soil fauna – A review. Bull Univ Agric Sci Vet Med Cluj-Napoca - Agric 70(2):291-298
  11. Wolfarth F, Schrader S, Oldenburg E, Weinert J (2013) Nematode-collembolan-interaction promotes the degradation of Fusarium biomass and deoxynivalenol according to soil texture. Soil Biol Biochem 57:903-910, DOI:10.1016/j.soilbio.2012.11.001
  12. Sandor M, Schrader S (2012) Interaction of earthworms and enchytraeids in organically amended soil. North-Western J Zool 8(1):46-56
  13. Wolfarth F, Schrader S, Oldenburg E, Weinert J, Brunotte J (2011) Earthworms promote the reduction of Fusarium biomass and deoxynivalenol content in wheat straw under field conditions. Soil Biol Biochem 43(9):1858-1865, DOI:10.1016/j.soilbio.2011.05.002
  14. Emmerling C, Strunk H, Schöbinger U, Schrader S (2011) Fragmentation of Cry1Ab protein from Bt-maize (MON810) through the gut of the earthworm species Lumbricus terrestris L.. Eur J Soil Biol 47(2):160-164, DOI:10.1016/j.ejsobi.2010.12.003
  15. Beylich A, Oberholzer H-R, Schrader S, Höper H, Wilke BM (2010) Evaluation of soil compaction effects on soil biota and soil biological processes in soils. Soil Tillage Res 109(2):133-143, DOI:10.1016/j.still.2010.05.010
  16. Schrader S, Münchenberg T, Baumgarte S, Tebbe C (2008) Earthworms of different functional groups affect the fate of the Bt-toxin Cry1Ab from transgenic maize in soil. Eur J Soil Biol 44(3):283-289, DOI:10.1016/j.ejsobi.2008.04.003
  17. Oldenburg E, Kramer S, Schrader S, Weinert J (2008) Impact of the earthworm Lumbricus terrestris on the degradation of Fusarium-infected and deoxynivalenol-contaminated wheat straw. Soil Biol Biochem 40(12):3049-3053, DOI:10.1016/j.soilbio.2008.09.004
  18. Schrader S, Rogasik H, Onasch I, Jégou D (2007) Assessment of soil structural differentiation around earthworm burrows by means of X-ray computed tomography and scanning electron microscopy. Geoderma 137(3-4):378-387, DOI:10.1016/j.geoderma.2006.08.030
  19. Heise J, Höltge S, Schrader S, Kreuzig R (2006) Chemical and biological characterization of non-extractable sulfonamide residues in soil. Chemosphere 65:2352-2357, DOI:10.1016/j.chemosphere.2006.04.084
  20. Heise J, Heimbach U, Schrader S (2005) Influence of soil organic carbon on acute and chronic toxicity of plant protection products to Poecilus cupreus (Coleoptera, Carabidae) Larvae. J Soils Sediments 5(3):139-142, DOI:10.1065/jss2004.10.118