Pflanzen führen Krieg um Stickstoff

Eine spezielle Begabung, Stickstoff aufzunehmen und zu speichern, ist die wirksamste Waffe von invasiven Pflanzen, um in neue Lebensräume einzudringen und dabei ansässige Arten aus dem Weg zu räumen.

Das berichten Forscher der University of Nebraska im Wissenschaftsjournal Proceedings of the National Academy of Sciences. Sie untersuchten acht Jahre lang die Weymouths-Kiefer (pinus strobus), eine in der Prärie wuchernde Baumart, die auch im Böhmerwald in der Dreiländerregion Tschechien, Deutschland und Österreich beheimatet ist. Sichtbar wurde dabei erstmals, wie diese Kiefernart ihre Konkurrenten durch ihre Talente im Umgang mit Stickstoff besiegt.

Stickstoff ist einer der wichtigsten Pflanzennährstoffe. Er liegt sowohl dem grünen Blattfarbstoff, allen Eiweißen als auch dem Wachstum zugrunde. Pflanzen können jedoch nicht den reichlich in der Luft enthaltenen Stickstoff verwenden, sondern sind auf die Vorkommen des Nährstoffes im Boden angewiesen. Bisher war bereits bekannt, dass der Kampf der Pflanzen um Lebensraum oft um die Ressource Stickstoff ausgetragen wird. Pflanzen, die Stickstoff besonders gut aufnehmen und speichern, setzen sich dabei am besten gegen Artgenossen durch. Wie dies bei invasiven Pflanzen genau vor sich geht, war jedoch bislang unbekannt.

Der Biologe Johannes Knops überprüfte mit seinem Team, wie sieben verschiedene Grasland- und Waldpflanzen Stickstoff aufnehmen und speichern, unter ihnen die Weymouths-Kiefer, eine invasive Baumart. Das Ergebnis überraschte die Forscher selbst: Die Kiefer hatte mehr als doppelt so viel Biomasse angesammelt als alle anderen untersuchten Bäume. „Die höhere Produktivität der Weymouths-Kiefer stammt vom höheren Stickstoffanteil in der Biomasse, dessen Ursache jedoch nicht gestiegene Stickstoffanteile im Ökosystems sind“, so Knops. Das Kiefergewächs nehme Stickstoff länger auf und speichere es auch weitaus länger, wobei der Nährstoff dem Boden entzogen und in der Pflanze gespeichert werde. Diese erhalte somit Kraft, um auf Eroberung zu gehen.

Die längere Dauer der Stickstoff-Einwirkung aus der Umgebung sei der Schlüssel für den bedeutend höheren Stickstoffgehalt in dieser Pflanzenart und ihrer hohen Produktivität, schließt Knops. „Weymouth-Kiefern durchwühlen den Boden nach organischem Stickstoff, laugen ihn dabei aus und verwenden den Stickstoff selbst, um andere Arten aus dem Feld zu schlagen.“ Wichtig sei dieses Wissen für die Suche nach Methoden, um invasiven Pflanzenarten zu bekämpfen. In den USA sind dies vor allem die Baumsorten Virginischer Wachholder, Rotesche, Zürgelbaum oder chinesische Ulme wie auch exotische Gräser, die sich auf den Weidegebieten ausbreiten.