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Subsurface earthworm casts can be important soil microsites that specifically influence the growth of grassland plants
Katharina Florentine Wechselberger
Art der Arbeit
Magisterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Wolfgang Wanek
DOI
10.25365/thesis.21278
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29461.73526.172362-3
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Regenwürmer (Annelida: Oligochaeta) machen den Großteil der tierischen Biomasse in Graslandökosystemen der gemäßigten Zone aus. Sie gelten als wichtige „Ökosystem-Ingenieure“ da sie den Boden durchmischen, totes Pflanzenmaterial verarbeiten und eine mit pflanzenverfügbaren Nährstoffen angereicherte Losung produzieren. Durch die Ablage von mehreren Tonnen nährstoffreicher Losung an der Bodenoberfläche schaffen Regenwürmer eine räumliche und zeitliche Heterogenität die die Struktur von Pflanzengemeinschaften beeinflussen kann. Die Regenwurmlosung ist allerdings nicht nur reich an Nährstoffen, sondern kann auch Sporen und Diasporen von arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMF) enthalten. Während wir die Rolle von Regenwurmlosung an der Bodenoberfläche bereits zu verstehen beginnen, ist uns noch kaum etwas über mögliche Effekte unterirdisch abgelegter Regenwurmlosung bekannt.
Um die Rolle von unterirdisch abgelegter Regenwurmlosung in Graslandsystemen zu untersuchen, führten wir einen Glashaus-Versuch durch, in welchem wir mittels großer Mesokosmen (45 L Volumen) testeten ob (i) Boden-Mikrostandorte, bestehend aus Regenwurmlosung mit oder ohne AMF bestehen, die Biomasseproduktion von 11 Grasland-Pflanzenarten (drei funktionellen Gruppen: Gräser, Kräuter und Leguminosen), beeinflussen, (ii) endogäische oder anözische Regenwürmer den Einfluss von Microstandorten in Böden beeinflussen.
Die Ergebnisse zeigen, dass bereits kleine Mengen an Regenwurmlosung im Boden (0.89 g kg-1) die Biomasseproduktion von Kräutern und Leguminosen, nicht aber jene von Gräsern beeinflussen können. Nährstoffreiche Regenwurmlosung die im Boden abgelegt wurde, verminderte die Biomasseproduktion der Leguminosen und Kräuter. Regenwürmer hingegen verminderten die Wurzelbiomasse der Gräser. Es wurden außerdem Hinweise daraufhin gefunden, dass unterirdisch deponierte Regenwurmlosung die AMF enthielt, als Ausgangspunkt zur Mykorrhizierung von Pflanzenwurzeln dienen kann. Die unterschiedlichen ökologischen Regenwurmgruppen unterschieden sich nicht in ihrem Einfluss auf die Biomasseproduktion der Pflanzen und die Verbreitung von AMF. Diese Ergebnisse zeigen zum ersten Mal, dass die oft vernachlässigte unterirdisch abgelegte Regenwurmlosung einen großen Einfluss auf die Strukturvon Pflanzengemeinschaften haben, da sie unterschiedliche funktionelle Pflanzengruppen unterschiedlich beeinflussen.
Abstract
(Englisch)
Earthworms (Annelida: Oligochaeta) make up the majority of faunal biomass in temperate grasslands and are important ecosystem engineers because they bioturbate soil, process plant residues and organic matter, and produce nutrient enriched casts. By depositing several tons of nutrient-rich casts on the soil surface they create a spatial and temporal heterogeneity that can play a role in structuring plant communities. Earthworm casts are not only enriched in nutrients but can also contain spores and propagules of arbuscular-mycorrhizal fungi (AMF). However, while we begin to understand the role of surface casts we know virtually nothing about potential effects of subsurface casts.
In order to investigate the role of subsurface casts on grassland plants, we conducted a greenhouse experiment using large mesocosms (45 l volume) to test whether (i) soil microsites consisting of earthworm casts with or without AMF affect biomass production of eleven grassland plants comprising the three functional groups grasses, non-leguminous forbs and leguminous forbs, (ii) earthworms of the ecological groups endogeics (soil dwellers) or anecics (vertical burrowers) affect the influence of soil microsites.
Our results show that minute amounts of subsurface casts (0.89 g kg-1) affect the biomass production of forbs and legumes but not of grasses. Nutrient-rich subsurface casts decreased root production of forbs and legumes. Earthworms reduced root biomass production of grasses only. We also found evidence that subsurface microsites can be initial locations from which root AMF colonization can start. Different ecological groups of earthworms did not differ in their effects on plant production or AMF distribution. These findings for the first time show that the often neglected subsurface earthworm casts could play a role in structuring plant communities by specifically affecting certain functional groups of plants.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
earthworms grassland ecology mesocosm experiment plant-animal-fungi interaction polymerase-chain-reaction (PCR) vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi (AMF)
Schlagwörter
(Deutsch)
Regenwürmer Graslandökologie Mesokosmenversuch Pflanzen - Tier - Pilz-Interaktion Polymerasekettenreaktion (PCR) vesikuläre arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF)
Autor*innen
Katharina Florentine Wechselberger
Haupttitel (Englisch)
Subsurface earthworm casts can be important soil microsites that specifically influence the growth of grassland plants
Paralleltitel (Deutsch)
Unterirdisch deponierte Regenwurmlosung kann als Microsite das Wachstum von Graslandpflanzen spezifisch beeinflussen
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
36 S. : Ill., graf. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Wolfgang Wanek
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein: Allgemeines
AC Nummer
AC09418498
Utheses ID
19036
Studienkennzahl
UA | 444 | | |