Glomalin

Das Mykorrhiza-Netzwerk produziert den wichtigsten Stoff, der die Böden zusammenhält und der ihnen die braune Farbe gibt. Benannt nach dem lateinischen Namen der dafür verantwortlichen Mykorrhiza-Pilze „Glomales“ wurde die Eiweißverbindung 1996 erstmalig durch die US-amerikanische Bodenkundlerin Sara F. Wright beschrieben. Das Glycoprotein enthält 30 bis 40 % Kohlenstoff, den die Mykorrhiza aus den Pflanzensprossen bezieht. Die Pflanzen investieren 12 bis 27 % der Kohlenhydrate in ihre unterirdischen Helfer. Dafür schließt die Mykorrhiza die P- und N-Reserven auf . Die Mykorrhiza-Hyphen enthalten außerdem hohe Gehalte an Eisen, Kupfer und Zink. Außerdem fördert die Mykorrhiza das Wachstum von nützlichen Bakterien, die Krankheiten und andere Schaderreger bekämpfen helfen. Insgesamt macht die Mykorrhiza 5 bis 50 % der gesamten mikrobiellen Biomasse in den Böden aus.

Glomalin ist nicht nur auf die Rhizosphäre beschränkt, sondern ist auch noch 7 cm entfernt von den Wurzeln nachzuweisen. Es gibt drei Glomalinquellen, die sich in ihrer Löslichkeit unterscheiden. Das zäheste Material verklebt die Bodenteilchen zu stabilen Aggregaten. Die Stabilität der Aggregate ist bei Direktsaat mehr als doppelt so hoch wie bei Bodenbearbeitung. Es besteht eine enge Beziehung zwischen dem Glomalingehalt und der Aggregatstabilität. Glomalin besitzt eine rot-braun Färbung, die auf die Akkumulation von Eisen zurückzuführen ist. Bei Eisenmangel stellen einige Glomales-Arten ihr Wachstum ein. Die Symbiose zwischen der Mykorrhiza und den Pflanzenwurzeln besteht bereits seit Jahrmillionen, wie Versteinerungen aus dem Devon beweisen.

Eine weitere interessante Eiweißgruppe sind die Hydrophobine, die es den Pilzen ermöglichen, die Wasserspannung um zwei Drittel zu senken und an Sauerstoff zu kommen. Außerdem schützen sie die Hyphen vor einem bakteriellen Angriff.

Glomalin ist die dominante Substanz im Humus. Obwohl Huminsäure 24 % mehr Kohlenstoff enthält als Glomalin, macht das Glomalin 50 % des organischen Kohlenstoffs im Boden aus, Huminsäure nur 8 %. Die Verweildauer für Huminsäure beträgt Jahrhunderte; die Verweildauer für Glomalin 7 bis 42 Jahre, wobei einige Fraktionen auch länger erhalten bleiben. Eine dritte Komponente ist die Fulvosäure. Generell ist die in Aggregaten gebundene organische Substanz länger haltbar als die freie organische Substanz. Die Ernterückstände und die Wurzelreste werden durch Mikroorganismen innerhalb von zwei Jahren abgebaut. Wenn kein Nachschub erfolgt geht der gesamte Kohlenstoff innerhalb von 20 Jahren verloren. Deshalb ist es wichtig, die labile Fraktion an organischem Kohlenstoff zu stabilisieren. Steigende CO2-Konzentrationen führen zu einer Anreicherung von Kohlenstoff im Boden und zu einer Ausdehnung des Mykorrhiza-Netzwerks. Je länger das Hyphennetzwerk sich ausdehnt und je mehr Kohlenstoff eingelagert wird, umso stärker steigt die Glomalin-Produktion. Die ackerbauliche Praxis mit wiederholter und intensiver Bodenbearbeitung führt zu einer verstärkten Mineralisierung und zu verringerten Gehalten an organischer Substanz. Bei Gehalten unter 1 % sinkt die Stabilität der Bodenaggregate. Die konventionellen Agroökosysteme mögen zwar produktiver sein, sind aber nicht nachhaltig, sondern nur unter hohem Energie- und Betriebsmittelaufwand aufrecht zu erhalten.