Bakterielle Aktivität messen
Die bakterielle Aktivität läßt sich einfach und reproduzierbar über die Bodenatmung bestimmen. Wir arbeiten mit dem Standardverfahren “SIR - substratinduzierte Respiration”. Auf diese Weise erkennen wir Wachstumshemmungen oder gefördertes Wachstum bei Bakterien. Das Verfahren eignet sich für Landwirte, die mehr über ihren Boden erfahren möchten und auch für Hersteller von Agrarprodukten, die ihre Produkte verbessern möchten oder einfach nur mehr Informationen zum Produkt sammeln.
Auswertung der Ergebnisse:
Der rote Balken zeigt die Indexwerte der Kontrolle (= 100%) und als Negativkontrolle in hellrot die Auswirkung von Kochsalz 5% auf die Mikroorganismen im Boden im Versuchszeitraum 2 Tage. Der blaue und der grüne Balken zeigen die unterschiedlich starke Bodenatmung bei Einsatz eines Bodenhilfsstoffs in mehreren Dosierungen.
Es sollte überprüft werden, bei welcher Dosis ein bestimmter Bodenhilfsstoff die größte Bodenaktivität auslöst. Überraschenderweise zeigte sich in diesem Versuch, daß eine dezente Gabe von 1% (entsprechend 1to/ha) die Bodenaktivität deutlich mehr stimuliert als eine höhere Gabe mit 10% (10to/ha). Ähnliche Ergebnisse finden sich auch bei der Bewertung von Huminstoffen. Viel hilft nicht immer viel.
Die wichtigsten Fakten
Die substrat-induzierte Respiration ist eine Methode zur Bestimmung der Bodenatmung nach EN ISO 16072:2011. Sie wurde schon 1978 von J. P. E. Anderson und K. H. Domsch (Institut für Bodenbiologie der Forschungsanstalt für Landwirtschaft, Braunschweig) beschrieben. Die Messungen erfolgen mit dem OxiTop®Control-System. Das ist ein Respirometer, welches Druckveränderungen in einem gasdichten Gefäß registriert und speichert. Ein Druckabfall kommt dadurch zustande, dass die Mikroorganismen beim Veratmen der Substrate Sauerstoff verbrauchen und Kohlendioxid produzieren, welches von einer 1 molaren NaOH-Lösung absorbiert wird (WTW GmbH, 1998).
Prinzip
Die SIR-Methode beruht darauf, dass Mikroorganismen auf Glucose als leicht verfügbare Kohlenstoffquelle sofort mit verstärkten Atmung - eben der substrat-induzierten Respiration - reagieren.
Die dabei freigesetzte Kohlenstoffdioxid-Menge bestimmen wir reproduzierbar mit dem OXITOP-System (WTW, Weilheim, Deutschland). Diese Daten werden über eine empirische Formel in die vorliegende Biomasse umgerechnet.
Anderson & Domsch (1978) ermittelten, dass 1 ml glukoseinduziertes freigesetztes CO2 pro Trockensubstanz in einer Stunde bei 22°C 40,04 mg mikrobiellem Biomasse-Kohlenstoff entspricht. Die Biomasse (Trockenmasse) der Mikroorganismen erhält man dann über den Anteil des Kohlenstoffs an der Gesamtbiomasse - allgemein etwa 45 %.
Beurteilung
Der Vorteil der SIR-Methode liegt in der guten Reproduzierbarkeit sowie dem relativ geringen Arbeits- und Zeitaufwand. Sie eignet sich sehr gut für Landwirte, die mehr Einblick in die Aktivität ihres Bodens bekommen möchten ebenso wie für Hersteller von Agrarprodukten, um die eigenen Produkte besser zu verstehen.
Literatur
Anderson, J.P.E. und Domsch, K.H. (1978): A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils. Soil Biology and Biochemistry 10, 215-221
Malkomes, H-P. (1999): Substrat-induzierte Kurzzeitatmung als Indikator mikrobiologisch-ökotoxikologischer Wirkungen von Herbiziden im Boden in Abhängigkeit vom Glucosezusatz. Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd., 51 (10), 268-275
Typische Anwendungen
Status-Check von Böden auf ihre mikrobielle Aktivität (Kalte Böden)
Auswirkung reduzierter mineral. Düngung auf die Bodenbiologie
Auswirkung von Pflanzenschutz auf die Aktivität der Bodenbiologie
Auswirkung von Huminstoffen, Düngemitteln, Bodenhilfsstoffen etc auf die Aktivität der Bodenbiologie
Ermittlung der optimalen Dosierung von Agrarprodukten im Hinblick auf eine bestmögliche Entwicklung der Bodenbiologie (ideal ergänzt wird dieser Dosierest mit unserem “Regenwurm-Vermeidungstest”, einem weiteren ökotoxikologischen Test in unserem Labor.
„Unsere SIR-Analyse (substratinduzierte Respiration) ist der schnelle und kostengünstige Weg, um die Auswirkung ihres Produkts auf die mikrobielle Bodenaktivität oder die Auswirkung ihres Düngemanagements auf den Boden effizient darzustellen.“