Der Boden. Unendliche Weiten… und Knöllchenbakterien

Eigentlich könnte man davon ausgehen, dass unsere Böden ausreichend erforscht sein müssten. Sie sind uns doch so nah und nicht so schwer zu erreichen, wie beispielsweise die Tiefsee. Dass sie gut erforscht sind, stimmt auch teilweise. Was chemische und physikalische Eigenschaften von Böden betrifft, sind sie in der Tat sehr ausführlich untersucht worden. Aber eigentlich wissen wir nur sehr wenig. Wir wissen wenig, was die Biodiversität und die Zusammenhänge des belebten Teil des Bodens betrifft (Edaphon). Dem unsichtbaren Teil unserer Landschaften wurde in der Vergangenheit wenig Beachtung geschenkt. Dabei erfüllen auch diese unsichtbaren Helfer wichtige Funktionen und können uns sogar in unseren Gärten helfen. Heute möchte ich mich mit einer unsichtbaren, aber sehr wertvollen Gruppe von Mikroorganismen beschäftigen. Den Knöllchenbakterien oder Rhizobien. Vielen dürfte das ein Begriff sein. Jedoch sehe ich immer wieder lange und ratlose Gesichter, wenn ich von Knöllchenbakterien, Leguminosen und Wurzelknöllchen spreche. Deshalb dieser Beitrag.

Was sind Knöllchenbakterien?

Möchte man erklären, was Knöllchenbakterien sind, darf man gleichzeitig die Leguminosen nicht vergessen. Knöllchenbakterien stehen nämlich in engem Kontakt mit Leguminosen (Leguminosae) oder Hülsenfrüchtlern. Dabei handelt es sich, mit 18.000 Arten, um eine sehr artenreiche Pflanzenfamilie. Die Besonderheit dieser Pflanzen ist, ihre Fähigkeit mit eben diesen Knöllchenbakterien eine wechselseitige Beziehung einzugehen. Wenn beide von dieser Beziehung profitieren, also eine Win-Win-Situation entsteht, wird es als Symbiose bezeichnet.

Knöllchenbakterien  (oder Rhizobien) kommen weltweit im Boden vor. Der Name Rhizobium bedeutet “ in den Wurzeln lebend„. Der Name sagt also schon viel über ihr Leben aus.

Die Besonderheit dieser Bakterien: sie können Stickstoff aus der Luft und aus dem Boden fixieren. Sie leben in der Wurzel der Pflanze. Dort geben sie den Stickstoff an die Pflanze ab. Die Gewinnung von Stickstoff ist für das Bakterium sehr energieaufwendig. Deswegen gibt die Pflanze im Gegenzug ihren Zucker (bzw. Kohlenstoffverbindungen), den die Pflanze aus der Photosynthese gewinnt, an das Knöllchenbakterium in der Wurzel weiter.

Wieso haben Knöllchenbakterien eigentlich diesen eigenartigen Namen?

Habt ihr schon einmal die Wurzeln eurer Bohnen oder Erbsen betrachtet? Sind euch dabei runde Wülste oder Knöllchen an den Wurzeln aufgefallen?

Zunächst beginnt das Vorspiel von Pflanzenwurzel und Bakterie. Dabei werden chemische Signalstoffe miteinander ausgetauscht. Wenn sich dann beide gefunden haben, dringen die Knöllchenbakterien in die Wurzel der Pflanze ein. Die Wurzel umschließt die Bakterien dann mit einer Membran und es entstehen die charakteristischen bakterioid-gefüllten Knöllchen. Daher haben die Knöllchenbakterien ihren Namen.

Warum können uns Knöllchenbakterien in unserem Garten helfen?

Die Pflanze düngt sich selbst

Die Bakterien sind, wie oben beschrieben, dazu in der Lage Stickstoff aus der Luft und aus dem Boden zu fixieren. Das nutzt uns einerseits beim Anbau von Hülsenfrüchten. Denn sie produzieren ihren eigenen Stickstoff. Dieser muss wiederum nicht über Düngung hinzugefügt werden. Sojabohnen beispielsweise, können bis zu 94 % ihres Stickstoffbefarfs über die Symbiose mit Knöllchenbakterien decken.

Gründünger und Zwischenfrüchte

Über Gründüngung oder den Anbau von Zwischenfrüchten, können auch andere Pflanzen von diesem Stickstoff profitieren. So kann man Leguminosen als Zwischenfrucht anbauen. Im Anschluss bleiben die Wurzeln dieser Pflanzen im Boden. Gleichzeitig können auch die Pflanzenreste in den Boden eingearbeitet werden oder bleiben einfach auf dem Beet liegen. Die Folgefrucht profitiert nun von dem erhöhtem Stickstoffgehlt, den die Leguminose zurücklässt.

Zum Schluss noch eine kurze Übersicht über bekannte Vertreter von Leguminosen, beziehungsweise von Pflanzen, die eine Symbiose mit Knöllchenbakterien eingehen können:

So nun möchte ich natürlich auch euch zu Wort kommen lassen. Kanntet ihr Knöllchenbakterien schon? Habt ihr schon mal die Wurzeln eurer Pflanzen betrachtet? Ich persönlich liebe Wurzeln. Während meines Studiums hatte ich das Vergnügen, mich mit diesem versteckten Teil der Pflanze intensiver beschäftigen zu dürfen :). Seit dem habe ich eine besondere Faszination für dieses Thema.