Wechselwirkungen zwischen Collembolen und verschiedenen ...

WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN COLLEMBOLEN UND VERSCHIEDENEN BODENPARAMETERN
wenige Collembolen stimulierten den O2-Verbrauch, mehr Tiere verringerten die Atmung.
Ein vergleichbares Ergebnis brachte eine Untersuchung derselben Autoren 1980 übrigens
auch für Oniscus asellus und Glomeris marginata. Auch FROMM (1997) stellte bei geringem
Collembolenbesatz (gemischte Artenzusammensetzung) eine Atmungserhöhung, bei stärkerem
Besatz eine Atmungsverminderung in Substrat mit Strohzugabe fest. BENGTSSON UND
RUNDGREN (1983) stellten fest, dass die Atmungsrate von Mortierella isabellina bei Beweidung
durch O.armatus abnahm, jedoch zunahm, wenn die Collembolen periodisch entfernt
wurden. In einem Review kam SEASTEDT (1984) zu dem Ergebnis, dass die Atmungsraten
der Mikroflora in der Gegenwart von Mikroarthropoden zunehmen, bei Überweidung allerdings
abnehmen. SIEPEL (1994) stellte auch bei Oribatiden differentielle Effekte auf die Bodenatmung
fest. Er führte diese auf die Mikroarthropodendichte, die Nährstoffverfügbarkeit
und die Art der Beweidung zurück. Er bestätigte einen Overgrazing-Effekt bei hohen
Besatzdichten. Zusätzlich hält er die Fähigkeit, Chitin zu verdauen, für entscheidend, eine
Hauptkomponente der Zellwände von Pilzen. Oribatiden, die Chitin verdauen können, setzen
dadurch Nährstoffe, vor allem Stickstoff, frei, welcher neues Pilzwachstum und damit
die Atmungsrate fördert. Er bezeichnete die betreffenden Oribatiden als „grazers“, die anderen
als „browsers“ (siehe Kapitel 6.4).
Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass in autoklaviertem Substrat (Versuch 6;
Abb. 77, 78) der Einsatz von Collembolen einen deutlich ausgeprägteren Effekt auf die
Erhöhung der Bodenatmung hatte, als in nicht vorab autoklaviertem Substrat. Diese Feststellung
passt auch zu der schon analysierten Erhöhung von Gesamtkeimzahl, Pilzkeimzahl
und Dehydrogenaseaktivität durch Tierbesatz in autoklaviertem Substrat. Die Atmungsrate
erhöhte sich in den ersten Versuchswochen nach Versuchsbeginn durch 200 F. candida in
100g Substrat um ein Vielfaches. HASSALL ET AL. (1983) berichteten von demselben Phänomen:
Ein Collembolenbesatz auf Pappelblättern (Populus tremuloides) wirkte sich in ihrer
Untersuchung nur dann erhöhend auf die Atmung aus, wenn das Substrat vorher sterilisiert
worden war. Die Stimulation des Abbaus bei vorhandener mikrobieller Aktivität war in ihrer
Untersuchung vernachlässigbar klein.
Die Effekte des Autoklavierens sind offenbar mit den Effekten vergleichbar, die bei der Methode
der Fumigation-Inkubation zur indirekten Bestimmung der mikrobiellen Biomasse
genutzt werden (z.B. JENKINSON UND POWLSON 1976, KUHNERT-FINKERNAGEL 1993). Dabei
wird der Boden zur Abtötung der Mikroorganismen mit Chloroform begast. Anschließend
bauen Organismen eines zugesetzten Inokulums während einer zehntägigen Inkubation die
abgetöteten Organismen ab. Dies führt zu einem Anstieg der CO2-Freisetzung (“flush of
decomposition“), welcher zur Quantifizierung des Biomasse-Kohlenstoffs herangezogen
wird. In der vorliegenden Untersuchung erfolgte die Abtötung der Bodenorganismen durch
das Autoklavieren, die Zugabe des Inokulums offenbar durch die Collembolen. Die über die
Tiere eingeschleppten Mikroorganismen nutzten die Nährstoffe der abgetöteten Organismen
und führten so zu einer erhöhten Atmungsrate. Noch 60 Tage nach Versuchsbeginn, bei der
ersten Bestimmung der Atmungsrate, war ein deutlicher Effekt in diesem Sinne erkennbar,
der mit zunehmender Versuchsdauer dann abnahm. Die Atmungsrate des Bodens ohne
Collembolen lag 60 Tage nach Versuchsbeginn bei 0,06mg CO2 pro Stunde pro 100g
Substrat, mit Collembolen bei 0,25mg CO2 pro Stunde pro 100g Substrat. Die
Collembolenzahl bei Versuchsbeginn lag bei 200 Tieren, bei Versuchsabschluss bei durchschnittlich
45 Tieren in 100g Substrat. Die Atmung pro F. candida-Individuum wurde mit
0,097µg berechnet. Es ist möglich, dass die Collembolen-Individuenzahl im Versuchsverlauf
einen Peak erreicht hatte, der über der Besatzzahl von 200 lag. Dennoch ist offensichtlich,
dass der direkte Anteil der Collembolen an der Gesamtatmung geringer war, als die Erhöhung
der Atmungsrate durch die eingesetzten Collembolen. Die Tiere haben also offensichtlich
indirekt die Atmungsrate erhöht, vermutlich durch Förderung der Mikroorganismen,
was sich auch in der erhöhten Gesamtkeimzahl und Dehydrogenaseaktivität widerspiegelt.
Etwas anders sieht der Vergleich nach 102 Tagen aus. Bei Versuchsabschluss lag die
120