Wir sprechen über die Auswirkungen des Klimawandels und der globalen Erwärmung auf die Atmosphäre sowie auf Flora und Fauna. Selten hören wir jedoch von den Folgen der globalen Erwärmung für Pflanzenwurzeln . Obwohl Wurzeln unterirdisch liegen, sind auch sie von der globalen Erwärmung betroffen.
In diesem Artikel erklären wir Ihnen, welche Auswirkungen die globale Erwärmung auf die Wurzeln von Pflanzen hat und welche Folgen sie hat.
Globale Erwärmung in Pflanzenwurzeln
Auch wenn es den Anschein hat, dass das oberirdische Pflanzenwachstum durch den Klimawandel nur minimal behindert wird, zeigt ein kürzlich in Science Advances erschienener Artikel, dass es unter der Oberfläche zu erheblichen Veränderungen kommt.
Ein Forscherteam der North Carolina State University (USA) hat herausgefunden, dass die Kohlenstoffbindung zunehmend schwieriger wird, was zu einer erhöhten Freisetzung von Treibhausgasen in die Atmosphäre führt . Die Wissenschaftler stellten fest, dass zwei Klimafaktoren – steigende Temperaturen und erhöhte Ozonwerte – die Wurzeln von Sojabohnenpflanzen und deren Interaktion mit Bodenmikroorganismen negativ beeinflussen. Dies ist besonders besorgniserregend für den Sojaanbau, da erhöhte Temperaturen und Ozonwerte den Ertrag mindern können.
Es ist bemerkenswert, dass die oberste Bodenschicht der Erde, die sich bis zu etwa 30 cm erstreckt, fast doppelt so viel Kohlenstoff enthält wie die gesamte Atmosphäre . Weitere Informationen zu den Ursachen dieses Problems finden Sie im Artikel über die Ursprünge der globalen Erwärmung.
Forscher führten eine umfassende Analyse der Auswirkungen erhöhter Ozonwerte und zunehmender Erwärmung auf bestimmte unterirdische Organismen durch, die als arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF) bekannt sind. Diese Organismen ermöglichen chemische Reaktionen, die Kohlenstoff im Boden effektiv binden, indem sie die Zersetzung organischer Substanz verhindern. Dadurch wird die Freisetzung von Kohlenstoff aus verrottenden Substanzen unterbunden.
Man schätzt, dass diese Pilze in den Wurzeln von etwa 80 % aller Pflanzen auf der Erdoberfläche vorkommen . Ihre Bedeutung ist daher nicht zu unterschätzen. Diese Organismen spielen eine entscheidende Rolle im Kohlenstoffkreislauf, indem sie Kohlenstoff aus Pflanzen aufnehmen und wichtige Nährstoffe wie Stickstoff in den Boden zurückführen. Dieser Kreislauf ist für das Wachstum und die Entwicklung aller Pflanzenwelt unerlässlich.
Fähigkeit, Kohlenstoff zu bewahren
Laut Mitautor Professor Shuijin Hu ist die Fähigkeit zur Kohlenstoffbindung entscheidend für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit, da sich die Auswirkungen des Klimawandels nicht nur in der Atmosphäre, sondern auch in der Bodengesundheit bemerkbar machen. Dies liegt nicht nur an den negativen Folgen von Treibhausgasen durch Kohlenstoffleckagen, sondern auch an der allgemeinen Bedeutung der Kohlenstoffbindung. Wenn Sie mehr über die Unterschiede zwischen Klimawandel und globaler Erwärmung erfahren möchten, empfehle ich Ihnen diesen Artikel.
Die an der Studie beteiligten Forscher teilten mehrere Versuchsflächen in Parzellen ein, die jeweils unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt waren. Einige Parzellen wurden mit Sojabohnen bepflanzt und einer Erhöhung der Lufttemperatur um etwa drei Grad Celsius (3 °C) ausgesetzt. Andere Parzellen wurden erhöhten Ozonkonzentrationen ausgesetzt, während eine weitere Parzelle sowohl hohen Temperaturen als auch Ozonkonzentrationen ausgesetzt war. Schließlich gab es eine Kontrollfläche mit Sojabohnenanbau, die unberührt blieb. Was war das Ergebnis des Experiments? Feldversuche zeigten, dass die steigenden Ozon- und Temperaturwerte dazu führten, dass die Sojabohnenwurzeln dünner wurden, da sie darum kämpften, Ressourcen und Nährstoffe zu sparen.
Laut Hu sind die Auswirkungen von Ozon und Erwärmung auf Nutzpflanzen wie Sojabohnen erheblich und belastend. Dies betrifft jedoch nicht nur Sojabohnen, sondern auch viele andere Pflanzen- und Baumarten. Die Schwächung der Pflanzen ist eine direkte Folge von Ozon und Erwärmung, die nachweislich schädlich sind. Pflanzen versuchen, ihre Nährstoffaufnahme zu optimieren, wodurch sich ihre Wurzeln verlängern und verdünnen . Dies ist notwendig, da sie ein größeres Bodenvolumen durchdringen müssen, um die benötigten Nährstoffe zu gewinnen.
Die Veränderung des Pflanzenverhaltens ist ein Phänomen, das in verschiedenen Fällen beobachtet wurde und die Ernsthaftigkeit der globalen Erwärmung unterstreicht.
Auswirkungen der globalen Erwärmung auf Pflanzenwurzeln
Die direkte Folge dieses Ausdünnungsprozesses ist eine Abnahme der arbuskulären Mykorrhizapilze und ein beschleunigtes Hyphenwachstum. Hyphen sind Netzwerke aus länglichen, zylindrischen, mit Chitin umhüllten Zellen, die die Fruchtkörper dieser Pilze bilden. Dieses beschleunigte Wachstum fördert zudem die Zersetzung und behindert die Kohlenstoffbindung. Es ist anzumerken, dass der Boden nach den Ozeanen die größte natürliche Kohlenstoffsenke unseres Planeten darstellt und sogar das Kohlendioxid-Bindungspotenzial von Wäldern und anderer Flora übertrifft. Daher sollte die beobachtete Wurzelreduktion Anlass zur Sorge geben.
Die unterirdisch ablaufenden Vorgänge sind zwar mit bloßem Auge nicht sichtbar, können aber das Pflanzenwachstum erheblich beeinflussen, selbst wenn die Triebe normal erscheinen. Experten stellten fest, dass die Konzentration einer bestimmten arbuskulären Mykorrhiza-Pilzart (AMF), Glomus, in der Umgebung von Sojabohnenpflanzen, die hohen Hitze- und Ozonkonzentrationen ausgesetzt waren, abnahm . Im Gegensatz dazu zeigte eine andere Art, Paraglomus, erhöhte Konzentrationen.
Dem Forscher zufolge schützt Glomus den organischen Kohlenstoff vor der Zersetzung durch Mikroben, während Paraglomus bei der Nährstoffaufnahme wirksamer ist. Die Veränderungen, die in diesen Gemeinden stattfanden, waren unerwartet. Darüber hinaus erfuhren die Arten von arbuskulären Mykorrhizapilzen, die Sojapflanzen besiedelten, aufgrund von Ozonveränderungen und höheren Temperaturen Veränderungen.
Das Forschungsteam hat angekündigt, weiterhin verschiedene Systeme der Kohlenstoffspeicherung im Boden sowie andere Treibhausgasemissionen unterhalb der Erdoberfläche, wie beispielsweise Lachgas (N₂O), zu untersuchen . Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) berichtet, dass die obersten 30 cm des Bodens fast doppelt so viel Kohlenstoff enthalten wie die gesamte Atmosphäre. Jede Verringerung der Kohlenstoffspeicherung in diesen Bereichen könnte unsere Bemühungen zur Abmilderung der schwerwiegendsten Folgen des Klimawandels behindern.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über die Auswirkungen der globalen Erwärmung auf Pflanzenwurzeln erfahren können.
