Wechselwirkungen zwischen Collembolen und verschiedenen ...

WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN COLLEMBOLEN UND VERSCHIEDENEN BODENPARAMETERN
6.10 Nitrat-Gehalt
Nach INSAM (2001) sind Messungen des Stickstoffumsatzes essentiell, um die Dynamik von
Ökosystemen zu verstehen. Nach seiner Aussage ist Stickstoff oft der limitierende Faktor
der mikrobiellen Aktivität. Bekannt ist auch die Bedeutung von verfügbarem Stickstoff für
das Pflanzenwachstum (z.B. MINISTERIUM FÜR LANDWIRTSCHAFT, UMWELTSCHUTZ UND
RAUMORDNUNG DES LANDES BRANDENBURG 2000).
Grundsätzlich muss zwischen der N-Mineralisierung und der im Boden nachgewiesenen
Nitratmenge unterschieden werden. Die Gründe sind: 1. Mineralisierter Stickstoff wird durch
Bakterien und Pilze häufig schnell wieder immobilisiert (FROMM 1997). 2. Auswaschung - in
der vorliegenden Untersuchung ist eine Auswaschung von mineralisiertem Stickstoff allerdings
nicht möglich, so dass dieser grundsätzlich für weitere Syntheseprozesse zur Verfügung
steht. 3. Weitere anorganische Stickstoffverbindungen sind zu berücksichtigen - neben
dem Nitrat-Gehalt wurde in der vorliegenden Untersuchung auch der Nitrit-Gehalt analysiert,
dieser ist aber sehr gering und wird deshalb hier vernachlässigt. N2, N2O, NH4 + und NH3
wurden nicht analysiert, so dass keine Gesamt-Bilanz für den Stickstoffgehalt aufgestellt
werden kann.
Der Stickstoffeintrag durch den Einsatz der Tiere ist (ebenso wie der Corg.-Eintrag; siehe
Kap. 6.9) vergleichsweise gering. BECKMAN (1990) gibt den Stickstoffgehalt von Collembolen
auf der Basis einer Literatursichtung mit 6,8-11,8% bezogen auf die Trockensubstanz an
(siehe auch dort zitierte Quellen). Dies entspricht bei Einsatz von 100 Tieren in 100g Substrat
und bei 17µg Trockensubstanz pro Tier (REICHLE 1977) einer Zugabe von ca. 120-
200µg Stickstoff, also 0,00012-0,0002% bezogen auf das Trockengewicht des Substrates.
Aus Versuch 12 (Abb. 99) lässt sich ein Effekt der Tiere auf die Freisetzung bzw. Verminderung
von Nitrat im Boden bei Zusatz von organischem Material ableiten. Interessant
ist insbesondere der Vergleich der Stroh-Varianten mit und ohne Tierbesatz. In der
Strohvariante ohne Tiere sinkt der Nitrat-Gehalt im Boden während der Versuchsdauer von
82 Tagen stark ab. Es ist bekannt, dass Stroh im Boden sehr langsam abgebaut wird.
WESSÉN UND BERG (1985) stellten einen Massenverlust von Roggenstroh von weniger als
50% innerhalb eines Jahres fest. Der Stickstoffgehalt von Stroh ist gering (siehe Kap. 2.4).
Beim Abbau baut die kolonisierende Mikroflora Stickstoff aus dem umgebenden Boden in
ihre Proteine, Zellwände usw. ein (HARRIS UND GROSSBARD 1979). Der N-Zunahme des
Strohs inklusive Mikroorganismen steht eine Abnahme im Substrat gegenüber. Offenbar
setzen in den Varianten mit Collembolen die Tiere durch die Beweidung einen großen Teil
des demobilisierten Stickstoffs wieder frei, so dass dieser erneut zur Verfügung steht. Auf
diese Weise wird wiederum der weitere mikrobielle Abbau gefördert.
Nach einer Untersuchung von ANDERSON ET AL. (1983) wird die Auswaschung folgender
Ionen aus Eichenlaub durch die Collembolen Tomocerus minor und Orchesella villosa vermehrt:
NH4 + , NO3 - , Na + und K + . Die Auswaschung von Ca2 + wird vermindert. Offenbar vermehrt
in der vorliegenden Untersuchung auch F. candida die Freisetzung von NO3 - -Ionen.
VEDDER ET AL. (1996) vergruben Bodenkerne in Gazebeuteln unterschiedlicher Maschenweite
in einem Fichtenforst. Sie stellten ebenfalls fest, dass bei der größten Maschenweite,
also unter Mitwirkung von Meso- und Makrofauna, die N-Mineralisierung erhöht war. Es fand
sich auch ein höherer N-Turnover pro Einheit mikrobieller Biomasse. Sowohl Mesofauna
und Makrofauna gemeinsam als auch die Mesofauna allein erhöhten den Ammoniumgehalt
und die Proteaseaktivität gegenüber einer Variante ohne Tiere signifikant. Die Autoren
kommen zu dem Schluss, dass die Mesofauna die Leistungen von Mikroorganismen im
Stickstoffumsatz erhöhen kann. Ein ähnliches Ergebnis erzielten VERHOEF UND BRUSSARD
(1990) bei der Mineralisierung von Zellulose. Besatz mit Tomocerus minor erhöhte die NH4 + -
Mobilisation um 20%. Bei Anwesenheit von Meso- und Makrofauna zeigte sich eine
Erhöhung der Nitratauswaschung um 5-40%. FROMM (1997) fand in einem Versuch mit
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