Die Intensivierung der Landwirtschaft und der damit meist verbundene Einsatz von chemisch synthetischen Pflanzenschutzmitteln (csPSM) werden als Hauptursache für den Rückgang der Biodiversität in agrarisch genutzten Ökosystemen diskutiert (Seibold et al. 2019). Bisherige Untersuchungen beziehen sich vor allem auf oberirdisch lebende Arthropoden, denen wichtige Ökosystemfunktionen, wie die Bestäubung von Pflanzen und die biologische Schädlingsbekämpfung zugeordnet sind. Hier ist bekannt, dass diese Organismen z.T. erheblich mit csPSM belastet sind (Brühl et al., 2021).

Zwar sind Bodenorganismen (u.a. Regenwürmer und Springschwänze) ein Bestandteil der Umweltverträglichkeitstests für die Zulassung von csPSM, jedoch fehlen Studien, die langfristige Wirkungen des csPSM Einsatzes auf Bodenorganismen auf der Landschaftsebene untersuchen.

Ziel des Projektes ist es, den Einfluss der csPSM Rückstände im Boden und in der Vegetation mit der Abundanz, Biomasse und Diversität auf Bodenmikroorganismen, Mesofauna und Regenwürmer zu korrelieren. Die Kombination der gewonnenen Bodenorganismendaten mit Daten der oberirdischen Fauna und Flora erlaubt abschließend die Aussage, ob sich der langjährige Verzicht auf csPSM positiv auf die Diversität diverser Organismengruppen auswirkt und inwieweit die Bodenbelastung mit einem Rückgang der Biodiversität in Agrarlandschaften in Verbindung steht.

Die Studien basieren auf den folgenden Hypothesen:

• Die Konzentration an csPSM in Böden ist in konventionell-intensiv bewirtschafteten Ackerflächen höher als in Böden von vergleichbaren ökologisch bewirtschafteten.
• Die Bodenfauna reagiert empfindlicher auf eine csPSM Belastung in Böden und Vegetation als Bodenmikroorganismen. Bei den Bodenmikroorganismen werden eher Pilze als Bakterien durch csPSM beeinträchtigt.
• Eine höhere Belastung der Böden mit csPSM wird sich vor allem auf im Boden grabende und Boden fressende Regenwürmer auswirken, während die vorwiegend auf dem Boden lebende Mesofauna eher von der csPSM Belastung in der Vegetation beeinträchtigt wird.
• Längerfristig wirkt sich das NOcsPS-Anbausystem positiv auf Bodenorganismen aus.

Die geplanten Untersuchungen erfolgen in enger Abstimmung mit unseren Partnern des Clusters Biodiversität (VP8, 9, 10, 12). Im Rahmen des gemeinsamen Studiendesigns mit 20 Untersuchungslandschaften werden wir die Auswirkungen von csPSM auf die funktionelle Vielfalt, die Abundanz und Biomasse von Bodenorganismen (Bodenmikroorganismen, Mesofauna und Regenwürmer) erfassen. Die Biomasse der Bodenmikroorganismen wird mittels der Chloroform-Fumigation-Extraktionsmethode und die mikrobielle Gemeinschaftsstruktur mittels Fettsäuren-Analytik bestimmt. Die Abundanz, Diversität und Biomasse der Mesofauna wird mittels Bodenkernproben und anschließender Gattungs- bzw. Artbestimmung erfasst. Die Abundanz, Biomasse und Diversität von Regenwürmern wird mittels Handauslese und nachfolgender Senfextraktion bestimmt. Die Probenahmen erfolgen im Frühling/Sommer 2026 aus den Ackerflächen der Untersuchungslandschaften.

An jeder der 160 Probenentnahmepunkte wird eine flächenrepräsentative Probe basierend auf 5 Einzelproben erhoben. Die Bodenbeprobung zur Analyse der Bodenmikroorganismen erfolgt mittels Bohrstock (0-20 cm Bodentiefe), die Mesofauna wird mittels MacFadyen Bohrkernen (Durchmesser 5,6 cm, 0-5 cm) und die Erfassung der Regenwürmer mittels Bodenquadern (0-20 cm) durchgeführt. Weiterhin werden wir relevante Bodenparameter (pH, C_org, N_total, N_min etc.) zur Grundcharakterisierung der Untersuchungsflächen erfassen.

Die Untersuchungen aus der ersten Förderphase auf dem Heidfeldhof zur Aktivität und Abundanz von Bodenmikroorganismen und der Bodenfauna, werden weitergeführt.