Mykorrhiza als
CO2-speicher

Mykorrhizapilze sind der Schlüssel zur Kohlenstoffbindung in der konventionellen Landwirtschaft

Aufregende Ergebnisse zur CO₂-Sequestrierung durch Mykorrhiza

Eine Studie, die 2023 in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht wurde, hebt die bisher oft übersehene Rolle von Mykorrhizapilzen bei der unterirdischen Speicherung und dem Transport von Kohlenstoff durch ihre ausgedehnten Pilznetzwerke hervor. Die Studie schätzt, dass jedes Jahr mehr als 13 Milliarden Tonnen CO2 von Landpflanzen auf Mykorrhizapilze übertragen werden, was etwa 36 % der weltweiten Emissionen fossiler Brennstoffe entspricht. Die Forscher untersuchten 194 Datensätze aus 61 von Experten begutachteten Arbeiten und vier unveröffentlichten Studien, um zu ermitteln, wie viel Kohlenstoff Pflanzen an Pilze abgeben. Sie fanden heraus, dass Pflanzen je nach Pilzart zwischen 1 % und 13 % ihres Kohlenstoffs an Mykorrhizapilze weitergeben.
Inhaltsverzeichnis
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Grafik zu Mykorrhiza CO2-Sequestrierung, CO₂-Sequestrierung

CO2-Sequestrierung mit Pflanzen und Pilzen?

Mykorrhizapilze mit ihren besonderen Eigenschaften als wichtiger Speicher von Kohlenstoffen

Etwa 75 % des gesamten Kohlenstoffs auf der Erde ist im Boden gespeichert, und Mykorrhizapilze sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, Kohlenstoff in das Nahrungsnetz des Bodens zu bringen. Den Forschern nach können die Mykorrhizapilze durch ihre besonderen Eigenschaften einen bedeutenden Teil des Kohlenstoffs speichern. Damit sind Mykorrhizapilze ein wichtiger globaler Kohlenstoffspeicher, der bis zu 50 % der Nettoprimärproduktivität (NPP) eines Pflanzenpartners im Untergrund erzeugt, wenn die Wirtspflanzen mit den wichtigsten Mykorrhizatypen assoziiert sind. Eine nicht unerhebliche Rolle spielen hier die Glomalin verwandten Bodenproteine (GRSP) die über Ihre Verbindungen ebenfalls Kohlenstoffe im Boden binden und positive Effekte auf diesen haben.

CO₂-Sequestrierung mit Pflanzen und Pilzen?

Mykorrhizapilze mit ihren besonderen Eigenschaften als wichtiger Speicher von Kohlenstoffen

Etwa 75 % des gesamten Kohlenstoffs auf der Erde ist im Boden gespeichert, und Mykorrhizapilze sind von entscheidender Bedeutung, wenn es darum geht, Kohlenstoff in das Nahrungsnetz des Bodens zu bringen. Den Forschern nach können die Mykorrhizapilze durch ihre besonderen Eigenschaften einen bedeutenden Teil des Kohlenstoffs speichern. Damit sind Mykorrhizapilze ein wichtiger globaler Kohlenstoffspeicher, der bis zu 50 % der Nettoprimärproduktivität (NPP) eines Pflanzenpartners im Untergrund erzeugt, wenn die Wirtspflanzen mit den wichtigsten Mykorrhizatypen assoziiert sind.

Eine nicht unerhebliche Rolle spielen hier die Glomalin verwandten Bodenproteine (GRSP) die über Ihre Verbindungen ebenfalls Kohlenstoffe im Boden binden und positive Effekte auf diesen haben. 

Grafik zu Mykorrhiza CO2-Sequestrierung, CO₂-Sequestrierung

Erhaltung landwirtschaftlicher Böden durch CO₂-Sequestrierung mit Mykorrhiza

Mykorrhizapilze bilden die Brücke zur Bodengesundheit für alle Landwirte, die ihren Bestand an organischem Kohlenstoff (SOC) dauerhaft verbessern und erhalten wollen. In den Studien wurden dabei auch untersucht, wie sich die Bodenbearbeitung auf die Bodeneigenschaften auswirken. Besonders das GRSP konnte auch in der konventionellen Anwendung von Bodenbearbeitungssystemen zeigen, dass es durch seine Persistenz ein sicheres Lager für Kohlenstoff im Boden ist.  

Wie kann Mykorrhiza landwirtschaftliche Böden verbessern?

  • Symbiose: Arbuskuläre Mykorrhizapilze führen Pflanzen im Austausch für Moleküle (z. B. Zucker) die beim photosynthetischen Prozess entstehen, Wasser und Nährstoffe zu.
  • Phosphor: Allgemein im Boden in nicht pflanzenverfügbarer Form vorhanden – wird durch Mykorrhiza-Symbiose freigesetzt und der Pflanze zur Verfügung gestellt.
  • Aufbau von Kohlenstoffvorräten: Nettofluss von Kohlenstoff in den Boden wird aufrecht erhalten, was zu einer dauerhaften Versorgung führt.
  • Bodengesundheit: Mykorrhiza fördert ein aktives und lebendiges Mikrobiom. Das bedeutet für den Landwirt, sein Boden bleibt für heutige und zukünftige Anpflanzungen gesund und einen langfristigen ROI (Return on invest).
  • Gesunde Bodenstruktur: Wasser, Mineralien und Nährstoffe können vermehrt aufgenommen und Bodenerosion verhindert werden, weil organisches Material und Tonpartikel durch GRSP wie durch einen „Superkleber“ zu stabilen Bodenaggregaten verbunden werden.

Natürliche CO2-Sequestrierung als Klimaschutz

Was ist CO2-Sequestrierung?

Unter CO₂-Sequestrierung versteht man die Deponierung von Kohlendioxid im tieferen Untergrund/Boden. Um die menschlichen Emissionen von Treibhausgasen (THG) wie Kohlendioxid in der Atmosphäre zu verringern wird in unterschiedlichen Verfahren versucht das THG im Untergrund zu speichern. Dafür hat man als mögliche CO₂-Speicher z. B. geologische Formationen wie Kohleflöze, Erdöllagerstätten etc. ausgemacht, aber auch eine Lagerung im Tiefseeuntergrund wird untersucht. Das zu speichernde ⁠CO₂ kann entweder aus fossilen Energieversorgungsanlagen, aus Industrieanlagen oder aus dem Einsatz von ⁠Biomasse⁠ zur Energieerzeugung stammen.

Wie speichern Mykorrhizapilze das CO₂?

Die Mykorrhizapilze verwenden Kohlenstoff, um ausgedehnte Netze aus feinen Fäden, den sogenannten Hyphen, zu bilden. Pilzhyphen bilden ein riesiges Netz, das es den Pflanzen ermöglicht, Wasser und Nährstoffe aus einem wesentlich größeren Gebiet zu beziehen. Dieses lebende unterirdische Netzwerk trägt zur Entwicklung von Pflanzen, zur Bildung von Bodenökosystemen und zur Aufrechterhaltung des globalen Kohlenstoffgleichgewichts bei. Dabei speichern verschiedene Mykorrhizatypen unterschiedliche Mengen an Kohlenstoff. Die größte Gruppe der Ektomykorrhiza-Pilze binden schätzungsweise 9,07 Milliarden Tonnen Kohlendioxidäquivalente (CO2e) pro Jahr.

Mykorrhiza als gigantischer Kohlenstoffspeicher

Den wissenschaftlichen Schätzungen zufolge geben Landpflanzen jährlich bis zu 13,12 Milliarden Tonnen CO2e an die Mykorrhizapilze ab, mit denen sie vergesellschaftet sind. Diese Menge macht etwa 36 Prozent der weltweiten jährlichen Treibhausgasemissionen aus fossilen Brennstoffen aus. Und das übertrifft damit sogar die CO₂-Emissionen Chinas, die die höchsten der Welt sind. Die Größenordnung unterstreicht die wichtige Rolle von Pilzen und Bodenökosystemen für Klima und Natur. Unklar ist allerdings noch, wie lange der Kohlenstoff von den Mykorrhizapilzen gespeichert wird und wie viel davon wieder in die Umwelt gelangt.
Die Forscher fordern deshalb dazu auf, Pilze künftig in Naturschutz- und Umweltmaßnahmen stärker zu berücksichtigen und die Forschung über ihre Funktionen weiter voranzutreiben.

Quellen

Hawkins, H.-J., Cargill, R. I. M., Van Nuland, M. E., Hagen, S. C., Field, K. J., Sheldrake, M., & Kiers, E. T. (2023). Mycorrhizal mycelium as a global carbon pool. Current Biology, 33(11), R560-R573. doi:10.1016/j.cub.2023.02.027

Kimbrough, L. on Mongabay, Available online at: news.mongabay.com (3. August 2023)

Bundesumweltamt und Bundesverband Geothermie

Quelle reichlicher Informationen

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