Aktueller Stand: Nur einer von fünf Bäumen in Deutschland ist noch gesund (Stand 2023).
Im Rahmen eines Verbundprojekts erforschen wir in Zusammenarbeit mit dem Julius Kühn-Institut, der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt, der Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde, dem Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung Braunschweig und den Niedersächsischen Landesforsten den Einfluss von Schwefelmangel auf Laubbäume. Das Projekt wird durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert. Ziel ist es, die Widerstandsfähigkeit von Laub- und Nadelbäumen gezielt zu verbessern, indem Schwefel bei nachgewiesenem Mangel zugeführt wird.
Bäume als wichtige CO₂-Speicher und Sauerstofflieferanten
Laub- und Nadelbäume spielen eine Schlüsselrolle im Ökosystem Wald. Sie speichern große Mengen Kohlenstoffdioxid und produzieren etwa die Hälfte des Sauerstoffs. Zu den häufigsten Laubbäumen in Deutschland gehören die Buche (Fagus sylvatica) und die Traubeneiche (Quercus petraea). Der Klimawandel setzt den Bäumen jedoch zunehmend zu: Dürre, Hitze und Krankheitsbefall nehmen zu und verursachen erheblichen Stress.
Die Rolle von Schwefel für die Pflanzenabwehr
Pflanzen benötigen verschiedene Makro- und Mikronährstoffe, um gesund zu bleiben. Schwefel ist neben Stickstoff ein essenzieller Nährstoff, der eine zentrale Rolle bei der Bildung von Abwehrstoffen gegen Umweltstress spielt. Dazu gehören Verbindungen wie Glucosinolate, Glutathion, Phytoalexine und Defensine. Studien in der Agrarwissenschaft haben gezeigt, dass Pflanzen bei Schwefelmangel anfälliger für Krankheiten werden. Eine gezielte Schwefelapplikation kann diese Anfälligkeit verringern. Unser Ziel ist es, diese Erkenntnisse auf das Ökosystem Wald zu übertragen.
Forschungsschwerpunkte und Projektstruktur
In einem vorhergehenden Projekt (DeMoVit, siehe unten) haben wir bereits erste Einblicke in die Regulation von pflanzlichen Defensinen gewonnen. In Zusammenarbeit mit dem Institut für Biochemie, Biotechnologie und Bioinformatik wurden Antikörper entwickelt, die pflanzliche Defensine nachweisen können. Diese Technologie ermöglicht es uns, die Abwehrmechanismen der Bäume genauer zu erforschen.
Das Projekt ist in drei Teilbereiche gegliedert:
- Molekularbiologische Untersuchungen: An der TU Braunschweig werden Proteom- und Transkriptomanalysen durchgeführt, um die Wirkung von Schwefel auf die Pflanzenabwehr zu erforschen.
- Bodenanalysen: Das Julius Kühn-Institut untersucht Bodenproben aus unterschiedlichen Regionen und analysiert unter anderem den Schwefelgehalt.
- Erstellung von Versorgungskarten: In Zusammenarbeit mit den Niedersächsischen Landesforsten und der TU Braunschweig werden Stressmerkmale in verschiedenen Waldbeständen erfasst. Auf Basis dieser Daten werden Karten erstellt, die die Schwefelverfügbarkeit in Niedersachsen und darüber hinaus abbilden.
Praxisnahe Lösungen für die Forstwirtschaft
Durch die Verknüpfung von Boden- und Pflanzenanalysen wollen wir herausfinden, wie Schwefelmangel die Gesundheit der Bäume beeinflusst und wie eine gezielte Schwefelapplikation das Ökosystem Wald stärken kann. Dafür werden sowohl Freilandversuche als auch Topfexperimente durchgeführt. Langfristig zielt das Projekt darauf ab, praxisnahe Lösungen für Försterinnen und Förster zu entwickeln, um die Wälder widerstandsfähiger gegenüber klimabedingten Stressfaktoren zu machen.
