I
Fachbereich Agrarwirtschaft und Lebensmittelwissenschaften
Studienrichtung Agrarwirtschaft
Pflanzenernährung und Bodenkunde
Prof. Dr. sc. agr. Bernhard Seggewiß
Dipl.-Ing. agr. Bernd Schulze
Studienarbeit zur Erlangung des akademischen Grades Bachelor of
Science
(B.Sc.)
Bachelorarbeit
Lebensweise und Bedeutung von Regenwürmern auf
land-wirtschaftlich genutzten Böden
von
Theresa Jasmin Timm
II
Danksagung
Die vorliegende Bachelorarbeit ist im Zuge des Studiums an der Hochschule Neu-brandenburg, Fachbereich Agrarwirtschaft und Lebensmittelwissenschaften, entstan-den. Zum Gelingen dieser Arbeit hat eine Vielzahl von Personen beigetragen.
Ich möchte mich an dieser Stelle bei all denen bedanken, die mich während der An-fertigung dieser Bachelorarbeit motiviert und unterstützt haben. Danken möchte ich in erster Linie meinen Betreuern, Herrn Prof. Dr. sc. agr. Bernhard Seggewiß und Dipl.-Ing. agr. Bernd Schulze, die mir mit Rat und Tat stets hilfsbereit bei der Verwirkli-chung meiner Arbeit zur Seite standen.
Ebenfalls möchte ich mich bei Dr. sc. agr. Klaus Schlüter von der Fachhochschule Kiel bedanken, welcher mir Einblicke in seine Forschungsergebnisse über Regen-würmer erlaubte. Dies hat mir sehr geholfen, mich noch besser auf das Thema ein-zustimmen und wichtige Erkenntnisse über die Arbeit der Tiere zu gewinnen.
Daneben gilt mein Dank all jenen, welche viel Zeit in die Korrektur meiner Arbeit in-vestiert haben. Vielen Dank für den Beitrag.
Schließlich soll ein großer Dank an meine Familie gerichtet sein, welche mich wäh-rend meiner gesamten Studienzeit herzlich unterstützt hat. Sie ermöglichte mir die-ses Studium und hatte stets ein offenes Ohr für meine Sorgen.
Herzlichen Dank!
Theresa Jasmin Timm Jeese, September 2017
III
Inhalt
Abkürzungsverzeichnis ... VI Abbildungsverzeichnis ... VII Tabellenverzeichnis... IX 1 Einleitung ... 1 2 Der Regenwurm... 2 2.1 Körperbau ... 2 2.2 Systematik... 4
2.3 Verbreitung und Arten ... 6
2.4 Lebensraum Boden ... 9
2.5 Lebensformtypen ... 11
2.6 Nahrung ... 13
2.7 Fortpflanzung ... 14
3 Methoden zur Regenwurmerfassung ... 18
4 Bedeutung der Regenwürmer für die Bodenbildung landwirtschaftlich genutzter Flächen ... 21
4.1 Regenwurmlosungen ... 22
4.2 Regenwurmgänge ... 23
4.3 Einfluss auf das Bodengefüge ... 25
4.4 Streuabbau... 25
4.5 Bioturbation ... 26
4.6 Einfluss auf Fauna und Flora ... 27
5 Einfluss verschiedener Bewirtschaftungsmaßnahmen auf Regenwürmer ... 29
5.1 Bodenbearbeitung ... 29
5.2 Pflanzenschutzmittel ... 37
5.3 Düngung ... 39
5.4 Fruchtfolge und Fruchtart ... 41
IV
7 Zusammenfassung ... 43 8 Literaturverzeichnis ... 47 9 Eidesstattliche Erklärung ... 50
V
„Ohne Regenwürmer würde die Erde bald
kalt, hart und fast ohne jede Gare und
folglich steril werden!“
VI
Abkürzungsverzeichnis
z.B. zum Beispiel bzw. Beziehungsweise i.d.R. in der Regel
m Meter cm Zentimeter mm Millimeter g Gramm l Liter min Minute V Volt
UV-Licht Ultraviolettes Licht e.V. Eingetragener Verein PSM Pflanzenschutzmittel
C/N - Verhältnis Massenverhältnis von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) im Boden
VII
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Körperbau Regenwurm ... 3
Abbildung 2: Systematische Untergliederung ... 5
Abbildung 3: Tauwurm(Lumbricus terrestris) ... 7
Abbildung 4: Der Kleine Wiesenwurm(Allolobophora caliginosa) ... 9
Abbildung 5: Vorkommen der Lebensformtypen ... 12
Abbildung 6: Merkmale der verschiedenen Lebensformtypen der Regenwürmer ... 13
Abbildung 7: Nahrungsbeschaffung ... 13
Abbildung 8: Schleimabsonderung bei der Paarung ... 15
Abbildung 9:Lage der männlichen Geschlechtsöffnungen ... 15
Abbildung 10: Samenaustausch ... 16
Abbildung 11: Entstehung des Eikokons ... 16
Abbildung 12 : Größe eines Regenwurmkokons... 17
Abbildung 13: Jungwurm schlüpft aus dem Kokon ... 17
Abbildung 14: Material für die Handauslese und die Oktett-Methode ... 20
Abbildung 15: Regenwurmlosungen ... 22
Abbildung 16: Eigenschaften von Regenwurmlosungen und Ackererde in verschiedenen Tiefen (Buch, 1986) ... 23
Abbildung 17: Durchwurzelte Regenwurmgänge ... 24
Abbildung 18: Der Maulwurf ernährt sich fast ausschließlich von Regenwürmern .... 27
Abbildung 19: Die Lebensweise der Regenwürmer sorgt für eine gute Bodenstruktur und somit ein gutes Wachstum der Pflanze ... 28
Abbildung 20: Verfahren der konventionellen Bodenbearbeitung ... 30
Abbildung 21: Verfahren der konservierenden Bodenbearbeitung ... 30
Abbildung 22: Verfahren Direktsaat ... 31
Abbildung 24: Regenwurmverluste bei verschiedener Bodenbearbeitungsintensität 32 Abbildung 25: Vergleich der Regenwurmbiomasse und -abundanzen von Pflug(P), Mulchsaat(M), Direktsaat(D) und Wiese (W) ... 33
Abbildung 26: Anzahl der Regenwurmröhren in verschiedenen Größenklassen bei den verschiedenen Bearbeitungsvarianten ... 35
Abbildung 27: Vergleich der Regenwurmbiomassen in den Jahren 1995-97 und 2011 ... 36
VIII
Abbildung 29: Ausbringung von Stallmist ... 43 Abbildung 28: Zwischenfrucht Phacelia ... 43
IX
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Brutdauer und Jugendentwicklung verschiedener Regenwurmarten (ausschnitt aus GRAFF 1983) ... 18
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1 Einleitung
Momentan leben über 7,55 Milliarden Menschen auf der Welt. Bis zum Ende des Jahrhunderts könnte die Weltbevölkerung bereits auf bis zu 11 Milliarden Menschen ansteigen. Somit steigt die Nachfrage an Nahrungsmitteln stetig. Auf der Erde wächst eine Vielzahl unserer Lebensmittel heran. Die Landwirte auf der ganzen Welt sind für die Herstellung qualitativer Lebensmittel verantwortlich. Dafür ist eine intakte Boden-ökologie notwendig. Diese sorgt dafür, dass den gesamten Planeten, außer dort wo Gewässer die Erde bedecken oder Gesteine in Form von Bergen zu finden sind, eine maximal einige Meter mächtige Schicht fruchtbarer Erde umgibt. Dies ist die wichtigs-te Produktionsgrundlage unserer Nahrung. Um eine dauerhafwichtigs-te Fruchtbarkeit des Bodens zu sichern, ist das Bodenleben von großer Bedeutung. Der Boden ist Le-bensraum zahlreicher Organismen. Um auch zukünftig die Nahrungsproduktion zu sichern, ist eine gute Pflege der landwirtschaftlichen Böden notwendig. In dieser Ar-beit wird die Bedeutung eines bestimmten Bodenlebewesens für landwirtschaftlich genutzte Böden dargestellt. Es ist einer der wichtigsten Vertreter: der Lumbricus (Regenwurm) (Mertz, 2009).
Bereits die Griechen wussten ihre Arbeit zu schätzen. So bezeichnete Aristoteles (384-322 v. Chr.) sie ehrfürchtig als ,,Eingeweide der Erde“. Auch die Ägypter er-kannten bereits ihre bodenverbessernden Fähigkeiten und sprachen sie heilig. Köni-gin Cleopatra (69-30 v. Chr.) erließ sogar ein Verbot, die Regenwürmer aus dem Land zu bringen. (Buch, 1986)Erste naturwissenschaftlich fundierte Aussagen über die Verhaltensweise und Bedeutung des Regenwurms für die Bodenentwicklung lie-ferten Viktor Hensen ( 1835-1929 ), Ordinarius für Physiologie an der Universität Kiel, und Mitbegründer der Evolutionstheorie Charles Darwin ( 1809-1882 ). Sie veröffent-lichten seit 1837 im Zuge von Vorträgen und Büchern ihre Erkenntnisse über Re-genwürmer. (Darwin, 1983) Regenwürmer sind von großer Bedeutung, auch für un-ser heutiges Agrarökosystem. Dennoch werden sie in der Lehre der Landwirtschaft kaum erwähnt. Diese Arbeit geht der Frage der Biologie und Lebensweise des Re-genwurms, sowie deren Bedeutung und Auswirkungen auf landwirtschaftlich genutz-ten Flächen nach. Dabei wird ermittelt, inwieweit die Regenwürmer zur Produktion fruchtbarer Böden beitragen. Weiterhin wird die Arbeitsweise der Landwirte in Bezug auf die Regenwürmer untersucht. Beeinflussen die Bewirtschaftungsmaßnahmen der modernen Landwirtschaft die Regenwurmpopulation? Und wenn ja, wie kann ich die Tiere schützen?
2
2 Der Regenwurm
Alles Leben ist im Wasser entstanden. Erst die Pflanzen und anschließend aus ihnen die Tiere. Erst als auf dem festen Boden Laubbäume wuchsen, entwickelten sich die Tiere, die das jährlich abfallende Laub als Nahrung verwerteten. Das waren die Re-genwürmer. Erzählungen zufolge, hat ihr Übergang vom Wasser- zum Landleben vor ca. 200 Mio. Jahren stattgefunden. Doch bis heute sind sie noch keine richtigen Landtiere geworden. Noch immer müssen sie sich vor der Sonne und dem Austrock-nen schützen. Deshalb bleiben sie überwiegend im Boden, wo sie ein sehr nützliches Leben führen, welches für den Stoffkreislauf von höchster Bedeutung ist (Meinhardt, 1986).
In folgendem Kapitel werden alle wichtigen Informationen über den Regenwurm, sein Verhalten und seine Bedeutung zusammengetragen.
2.1 Körperbau
Unsere heimischen Regenwurmarten zeichnen sich durch ihren drehrunden, langge-streckten Körperbau aus. Dabei bestehen sie hauptsächlich aus zwei Teilen. Zum einen dem Haut-Muskel-Schlauch, der sich aus den Längs - und Ringmuskeln zu-sammensetzt. Zum anderen dem Darmkanal. Der Längsmuskel macht es dem Wurm möglich, sich zusammenzuziehen oder sich auszudehnen. Mit dem Ringmuskel kann er seinen röhrenförmigen Körper dicker bzw. dünner machen. Die Muskeln befinden sich direkt unter der Haut. Dies ermöglicht dem Wurm auch seine kriechende Fort-bewegung. Durch den gesamten Haut-Muskel-Schlauch ziehen sich der Darm, sowie der Bauchnervenstrang und sämtliche Blutgefäße. Der Rest des Leibes ist mit Kör-perflüssigkeit gefüllt. Der Körper des durchschnittlich 5 Gramm schweren Wurms be-steht aus einer Vielzahl von zylindrischen Gliedern, den sogenannten Segmenten. Ein ausgewachsenes Exemplar besitzt um die 160 Segmente. Die Tiere können al-lerdings bis zu 200 dieser Segmente aufweisen, sodass sie bei einer Dicke von durchschnittlich 1 cm in der Länge von 6 bis 30 cm variieren können. Die Anzahl nimmt mit dem Alter zu. Dazu produziert eine Wachstumszone in der Nähe des hinte-ren Endes neue Glieder. Die Tiere können bis zu acht Jahre alt werden. Jedes Seg-ment ist mit vier Borstenpaaren versehen, davon ausgeschlossen sind das erste und das letzte Segment. Diese Borsten bestehen aus Proteinen und Chitin. Spezielle Muskeln ermöglichen es, diese Borsten zu bewegen. Mit diesen kann sich der Wurm im Boden verankern, wenn er durch seine Gänge kriecht (Füller, 1945).
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Am Kopf befindet sich die Mundöffnung, über die Nahrung aufgenommen wird. Diese führt direkt in den Darm, welcher den Wurm vollständig durchzieht. Im Darm folgen dann der Rachen, die Speiseröhre, ein Kropf, sowie der Magen. Im Magen wird die pflanzliche Nahrung dann mit Hilfe von mitaufgenommenen Steinen zerrieben. Daran knüpft der Mitteldarm und schließlich am Ende der After an (Füller, 1945).
Im vorderen Drittel befinden sich die Fortpflanzungsorgane. Da alle Würmer Zwitter sind, weisen sie sowohl männliche als auch weibliche Geschlechtsorgane auf. Die Geschlechtsreife der Tiere zeigt sich an der Hautverdickung im vorderen Drittel des Körpers. Dort befindet sich der sogenannte Gürtel oder auch Clitellum genannt. (siehe Abbildung 1.) Regenwürmer besitzen weder Kiemen noch Lunge. Sie atmen durch die Haut. Unter der stets feuchten Haut strömt das Blut durch feine Gefäße und tauscht Atemgase aus. Der Sauerstoff ist in der Feuchtigkeit, der die Wurmhaut umgibt, gelöst darüber gelangt er in den Körper und somit in den Blutkreislauf. Es ist lebensnotwendig für den Wurm, dass die Haut feucht ist (Füller, 1945).
Die Haut des Regenwurms ist in einem rötlichen Ton gefärbt, der individuell heller oder dunkler ausgeprägt ist. Grund dafür ist, dass die meisten Arten Hautpigmente besitzen, und so wie der Mensch, rotes Blut aufweisen. Die Bauchseite ist hell aus-geprägt. Weiterhin besitzen sie ein geschlossenes Blutgefäßsystem. Das Blutge-fäßsystem besteht aus einigen Hauptblutgefäßen, die längs durch den Körper laufen. Diese stehen durch Querverbindungen miteinander in Verbindung. Weiterhin gehört ein in der Darmwand liegender Blutsinus zum System. Der Blutkreislauf wird durch die Kontraktion des pulsierenden Rückengefäßes, sowie die zu pulsierenden Seiten-herzen angeschwollene Seitengefäße in Schwung gehalten. Das Zentralnervensys-tem des Regenwurms setzt sich aus dem Gehirn und einen paar Nervensträngen zusammen. Das Gehirn ist sehr klein und ziemlich einfach aufgebaut.
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Regenwürmer haben speziell an ihr Leben angepasste Sinnesorgane. Besonders wichtig sind dabei die Tastorgane. Sie sind über den gesamten Körper verteilt, wobei die meisten am Vorderende gehäuft sind. Damit finden sich die Tiere im dunklen Erd-reich in ihren Gängen zurecht. Auch die Lichtsinneszellen sind am Vorderende des Wurms gehäuft, kommen aber auch in der Mitte und am hinteren Teil vor. Durch die-se Zellen reagieren die Regenwürmer trotz fehlender Augen auf Lichtreize. Weiterhin wurde den Tieren auch ein sehr gut entwickelter Geschmackssinn nachgewiesen. Dazu besitzen sie Sinnesknospen in der Mundhöhle sowie auf der Haut (Füller, 1945).
Zusammengefasst unterscheidet man beim Regenwurmkörper drei verschiedene Sorten von Organen. Zum ersten solche, die einheitlich den ganzen Körper durch-ziehen. Dazu zählt z.B. der Darm. Weiterhin gibt es Organe, welche in jedem Seg-ment vorkommen. Das sind unter anderem die Borstenorgane. In der letzten Gruppe sind Organe, die nur in einer bestimmten Region des Körpers vorkommen, wie die Geschlechtsorgane (Füller, 1945).
2.2 Systematik
Die Einteilung der Regenwürmer in systematische Untergliederungen gestaltete sich trotz vieler Forschungen sehr schwierig, sodass lange keine spezifische Unterteilung möglich war. 1900 veröffentlichte Michaelsen sein Werk ,,Oligochaeta“ in dem er den Grundriss für die systemische Einteilung geschaffen hat. Doch trotz dieser Basis kam es immer wieder zu Veränderungen bei der Systematik der Tiere. Um endgültig Ord-nung in die Systematik zu bringen, gründete sich 1976 die ,,International organization for Oligochaete Taxonomy“ (IOOT). Ziel dieser Vereinigung ist es, Ordnung in das System der Oligochaeten zu bringen. Die Regenwürmer gehören, zoologisch-systemisch betrachtet, zum wirbellosen Stamm der Ringelwürmer bzw. Anneliden. Um die Stellung der klassischen Regenwürmer im System besser nachvollziehen zu können, ist es notwendig, sich über die Untergliederung des Unterstamms, also der Ringelwürmer, zu informieren. Dabei unterscheidet man in dieser Gruppe drei ver-schiedene Klassen: (Graff, 1983)
1. Archianneliden(Urringelwürmer) 2. Polychaeten (Vielborster)
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Die Archianneliden sind Urringelwürmer. Diese leben ausschließlich im Meer und sind meist sehr klein. Weiterhin weisen sie einen primitiven Körperbau auf. Sie sind als solches auf den meisten graphischen Darstellungen nicht erwähnt. Polychaeten leben ebenfalls im Meer. Die sogenannten Vielborster sind eine teilweise hochentwi-ckelte Tiergruppe. Wie ihr Name schon sagt, zeichnen sie sich durch eine Vielzahl an Borsten an jedem Segment aus. Fast immer gehört diese Klasse zu getrenntge-schlechtlichen Tieren. Die dritte Ringelwurmklasse beinhaltet die Clitellaten bzw. Gürtelwürmer. Die Namensgebung kommt dabei von dem Gürtel, den alle ge-schlechtsreifen Tiere aufweisen. Die Tiere dieser Klasse sind stets Zwitter. Die Gür-telwürmer sind sowohl Süßwasser- als auch Landbewohner. In dieser Klasse werden zwei Ordnungen zusammengefasst. Zum einen die Oligochaeten und zum anderen die Hirudineen bzw. Egel. Die Oligochaeten besitzen in den einzelnen Segmenten nur eine geringe Anzahl an Borsten. Den Egeln fehlen diese im Gegensatz vollstän-dig (Füller, 1945).
Unsere heimischen Regenwürmer sind typische Oligochaeten. Sie sind, im Gegen-satz zu den primitiven Formen der im Wasser lebenden Oligochaeten, hochentwi-ckelte Landtiere. Zu der Familie der Regenwürmer bzw. Lumbriciden gehören cha-rakteristisch stark segmentierte Würmer, mit wenig Borsten und einer gürtelartigen Verdickung (siehe Abbildung 2.) (Graff, 1983).
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2.3 Verbreitung und Arten
Im 20. Jahrhundert wird und wurde bereits intensiv über Regenwürmer geforscht. Schwerpunkt dabei war unter anderem die Ermittlung verschiedener Arten und unter-schiedlichen Verbreitungstheorien. Aus den Untersuchungen ist hervorgegangen, dass es weltweit über 3000 verschiedene Arten des Regenwurms gibt, von denen aber nur 46 Arten in Deutschland vertreten sind. In Europa sind es rund 400 Arten. Die Mehrheit dieser Tiere ist in den Tropen verbreitet (Tränkle, kein Datum).
Die nahezu geringe Artenvielfalt in unseren Regionen ist auf die Eiszeiten zurückzu-führen. Durch die damalige Vergletscherung sind viele Würmer gestorben, somit wurde auch die Artenvielfalt eingeschränkt. Nach der Eiszeit wurden die Gebiete südwestlich zwar wieder besiedelt, doch bis heute wird deutlich, dass südwestlich der Vereisungszone wesentlich mehr Arten auftreten. Die Verbreitung der Würmer in der ganzen Welt, und somit auch die Vielfältigkeit der Arten, erfolgt auf unterschiedliche Weise. Ausgeschlossen ist eine aktive Wanderung, da die Tiere sehr feuchtigkeits-bedürftig sind und somit meist ihren festen Standort in einer bestimmten Region ha-ben. Daher erfolgt die Verbreitung passiv durch Verschleppung. Dabei werden meist die Kokons mit den Eiern und Embryonen (genauere Erläuterung erfolgt in Kapitel 2.7) verschleppt. Das geschah oftmals mit Erdklumpen, die an den Hufen wandern-der Huftiere owandern-der auch an den Füßen ziehenwandern-der Vögel haftete. Die häufigste Ver-schleppung geschieht bzw. geschah durch den Menschen (Füller, 1945).
Auch in historischer Zeit kam es häufig zu Verschleppungen, beispielsweise während der Kolonialisierung Nordamerikas und der Südkontinente durch die Europäer. Anth-ropogene Ausbreitung in andere Länder geschah zum Teil auch absichtlich, bei-spielsweise zur Verbesserung der Bodenqualität in Weidegebieten. Heutzutage kommt es immer wieder zur passiven Verbreitung der wirbellosen Tiere (Vetter, 2001-2007).
Die insgesamt 46 verschiedenen Regenwurmarten, die in Deutschland zu finden sind, werden in sechs verschiedene Gattungen unterteilt. Jede dieser Gattungen hat wiederum unterschiedliche Eigenschaften, wodurch sie zu differenzieren sind. Im folgenden werden diese Gattungen nur einmal genannt, ohne genauer darauf einzu-gehen. Ausschließlich die hierfür relevanten Arten werden im Anschluss näher be-schrieben.
Gattungen einiger Einheimischer Regenwurmarten: 1. Allolobophora - die artenreichste Gattung
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2. Lumbricus – die bekanntesten Regenwürmer 3. Dendrobaena – die Baumbesteiger
4. Eisenia – nach ihrem Entdecker G. Eisen benannt 5. Octolasium – die Achtborster
6. Eiseniellea – die kleinste Gattung (Lauterschlag, kein Datum)
Bei den Regenwurmarten gibt es einige sehr verbreitete Vertreter, die gerade für die Landwirtschaft eine wichtige Rolle spielen. Einer der bekanntesten Vertreter ist der Tauwurm. Der Tauwurm bzw. Lumbricus terrestris ist ein sehr kräftiger und großer Wurm, dessen Körperlänge zwischen 12 und 30 cm variiert (siehe Abbildung 3). Der Wurm lebt in Wiesen, Gärten, Obstanlagen oder auf dem Acker. Der Name Tauwurm kommt daher, dass die Tiere in feuchten Nächten sehr zahlreich an der Erdoberflä-che zu finden sind. Es ist die einzige einheimisErdoberflä-che Regenwurmart, die nicht nur nachts, sondern auch tagsüber die Erdoberfläche aufsucht, um Blattmaterial zu sammeln. Daher weist er charakteristisch ein rötlich gefärbtes Vorderende und ein blasses Hinterteil auf. Dies liegt daran, dass der Wurm mit dem vorderen Ende an die Erdoberfläche kriecht, um Pflanzenmaterial zu sammeln. Deshalb ist das Vorderende pigmentiert. Der Hinterleib bleibt immer in der Erde und ist somit vor UV-Strahlung geschützt. Der Tauwurm ist in der Lage, bis zu 3 Meter tiefe Gänge zu graben, so-dass er den Boden intensiv durchwühlt. Die Nahrung des Tauwurms besteht aus noch nicht stark verwesten Pflanzenmaterial, wie Blättern und Streuresten, die sich an der Bodenoberfläche befinden, welches er in seine Gänge zieht und verdaut. Sein Kot wird zur Bodenoberfläche hin ausgeschieden. Er ist einer der bedeutendsten und häufigsten Arten in der Landwirtschaft für die Bodenbildung (Meinhardt, 1986) (Tränkle, 2010).
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Der zweite, sehr häufig zu findende Vertreter, ist der große Ackerwurm ( Octolasium lecteum ). Sein weicher, milchig-blau erscheinender Körper ist zwischen 4 und 12 cm lang. Diese Regenwurmart verlässt den Boden in der Regel nie. Daher sind sie so gut wie nicht pigmentiert und nahezu durchsichtig. Der Mineralbodenfresser, wie er auch häufig genannt wird, frisst sich durch den Boden und nimmt dabei eine Vielzahl an Erde auf. Der große Ackerwurm ernährt sich von Mikroben, die auf losen Sand- und Gesteinsteilchen sitzen. Frisches Pflanzenmaterial kann er nicht umsetzten. Er muss immer darauf warten, dass die mikrobielle Zersetzung weit genug fortgeschrit-ten ist. Die anorganischen Stoffe scheidet der Wurm mit dem Kot wieder aus. Da er sich in den verschiedenen Erdschichten bewegt, vermischen sich die unterschiedli-chen Schichten und es kommt zu einer guten Durchmischung. Der Kot enthält nun auch zusätzliche, im Regenwurmdarm entstandene Nährstoffe. Diese sind für umlie-gende Pflanzen sehr wichtig. Die Pflanzenwurzeln ragen auch in verlassene Gänge des großen Ackerwurms hinein. Da die Gänge von den Würmern mit Kot an den Wänden stabilisiert sind, stellen sie für Pflanzen eine gute Nahrungsquelle dar. Cha-rakteristisch hat der Octolasium lacteum einen gelben Fleck am Hinterleib. Dieser stellt eine Art Abfallbeseitigung dar, die auf eine hohe Aufnahme an Erdmaterial zu-rückzuführen ist. Der gelbe Fleck ist häufig mit Parasiten gefüllt. Falls der Wurm ein Stück seines Hinterleibes verliert, kommt es immer wieder zur Neubildung eines gel-ben Flecks (Meinhardt, 1986).
Eine weitere Regenwurmart ist der Kleine Ackerwurm ( Allobophora chlorotica ). Wie sein Name schon erahnen lässt, ist er mit einer Länge von 4 bis 6 cm etwas kleiner. In seiner äußeren Erscheinung weist der Kleine Ackerwurm, im Vergleich zum Gro-ßen Ackerwurm, starke Ähnlichkeit auf. Gegenüber allen anderen heimischen Re-genwurmarten besitzt er die Fähigkeit, sich auf der Stelle einzugraben. Dies macht ihn von den anderen Arten unterscheidbar. Gräbt man den Kleinen Ackerwurm aus-versehen aus, sucht er sofort eine Spalte unter sich und beginnt damit, sich blitz-schnell einzugraben. Zum Leben bevorzugt der Wurm eher festere Böden, sodass man ihn häufig neben befestigten Wegen findet. Zusammengefasst ist der Kleine Ackerwurm trotz seiner geringen Größe ein sehr kräftiges Tier (Meinhardt, 1986). Neben dem Großen und dem Kleinen Ackerwurm gibt es auch den Großen und Klei-nen Wiesenwurm. Auch diese beiden Vertreter sind sich sehr ähnlich. Der große Wiesenwurm (Allolobophora terrestris longa) ist ca. 13 bis 16 cm lang. Sein Körper
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Abbildung 4: Der Kleine Wiesenwurm(Allolobophora caliginosa)
ist drehrund und elastisch, wobei das vordere Ende dunkler ist als das hintere. Dieser Wurm kann in zwei verschiedenen Farbvarianten, hell und dunkel auftreten. Der Große Wiesenwurm ist sehr aktiv. Er bewegt sich gegenüber den anderen Würmern in schnellen und ruckartigen Bewegungen fort, sodass eine Beobachtung selten möglich ist.
Allolobophora caliginosa, bzw. der Kleine Wiesenwurm, gehört, genauso wie sein großer Vertreter auch, zur Familie der Allolobophora. (siehe Abbildung 4) Charakte-ristisch weisen sie eine andere Kopfform auf, als die der Familie Lumbricus. Der klei-ne Wiesenwurm ist kaum pigmentiert und erscheint somit z.T. grau bis gelblich. Mit einer Körperlänge von 5 bis 8 cm ist er deutlich kürzer als sein größerer Artgenosse. Zuhause sind beide Vertreter in fast allen Kulturböden, wobei sie sogar extreme Standorte nicht meiden. Die Würmer graben hauptsächlich im Wurzelbereich der Pflanzen, weshalb sie häufig bei wendender Bodenbearbeitung gefunden werden (Meinhardt, 1986).
2.4 Lebensraum Boden
Die Lumbricidien sind typische Landtiere. Ihr Lebensraum ist der Boden. Bis zu 500 bis 600 Kilogramm Regenwürmer sind unter einem Hektar Ackerfläche nachweisbar. Die Gesamtheit aller Lebewesen im Boden wird als Bodenedaphon bezeichnet. Dies bezeichnet eine Lebensgemeinschaft von Bodenorganismen, die eine hohe Arten-vielfalt aufweisen. Das Edaphon setzt sich aus der Bodenfauna und der Bodenflora zusammen. Dabei wird das Edaphon von der Bodenflora, den pflanzlichen Organis-men, dominiert. Die tierischen OrganisOrganis-men, also die Bodenfauna, machen nur ca. 20
10
% des Gesamtanteils aus. Die Regenwürmer machen mit 12 % den Großteil der Bo-dentiere aus (Kuntze, 1994) (Plakolm, 1991).
Regenwürmer sind echte Weltenbürger, mit Ausnahme der vom ewigen Eis bedeck-ten Polargebiete und Bergspitzen oder der vegetationslosen Wüsbedeck-ten, treffen wir sie in allen Böden der Erde an. Das Vorkommen der Lumbricidien an bestimmten Standor-ten ist an eine Vielzahl von Faktoren gebunden. Jede Art bevorzugt dabei andere Faktoren, beziehungsweise ist an bestimmte Standorte besser angepasst, als ande-re. Das bedeutet, dass Regenwürmer in ihren ökologischen Ansprüchen voneinander abweichen, was sowohl auf das Verhaltensmuster, den Genotyp als auch den Phä-notyp der Tiere zurückzuführen ist. Somit kann eine Regenwurmpopulation je nach Habitat, starke Unterschiede in Artenvielfalt, Biomasse oder Abundanz aufweisen (Kuntze, 1994).
Das Vorkommen der Regenwurmarten in verschiedenen Lebensräumen wird aller-dings stark von bestimmten Faktoren beeinflusst, ohne die die Lumbricidien nicht Leben könnten. Dazu zählt als wichtigster Faktor, der Feuchtigkeitsgehalt ihrer Um-welt. Regenwürmer sind feuchthäutige Organismen und somit abhängig von einem artenspezifischen Feuchtigkeitsgehalt im Boden. Dadurch könnten die Tiere in voll-kommen trockenen Böden, wie z.B. Sandböden, kaum bzw. gar nicht leben. Durch-schnittlich leben auf einem Quadratmeter Boden ca. 100 Regenwürmer. Um diese Zahl zu realisieren, müssen neben dem Feuchtigkeitsgehalt noch andere Faktoren vorausgesetzt sein. Zu den günstigen Lebensbedingungen der Lumbricidien gehört ein tiefgründiger, fetter Boden, welcher reich an zerfallenden organischen Stoffen ist. Flachgründige, sehr kalkreiche und trockene Böden sind hingegen keine Lebens-räume für Regenwurmpopulationen. Weiterhin sollte der pH- Wert des Bodens nicht niedriger als 3,5 sein. Ein zu hoher Säuregehalt würde den lebensnotwendigen, den Wurm umgebenen Schleimmantel zerstören. Auch die Temperatur im Lebensraum der Lumbricidien spielt eine wichtige Rolle. Das Temperaturoptimum liegt zwischen 10 und 15 Grad Celsius. Gerade zu warme Temperaturen und eine zu starke Son-neneinstrahlung können die Würmer schädigen.
Wird es den Tieren im Sommer zu trocken oder im Winter zu kalt, graben sie sich ganz tief in der Erde ein und ringeln sich zusammen. Dies ist eine Art Schutzfunktion, in der die Würmer dann in einen Sommer- bzw. Winterschlaf fallen (Nickelsen, kein Datum).
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2.5 Lebensformtypen
Die einheimischen Regenwurmarten stellen jeweils verschiedene ökologische An-sprüche an ihren Lebensraum, z.B. im Hinblick auf ihre Ernährung oder die Besied-lung divergierender Bodenschichten (siehe Abbildung 6). Aufgrund dieser verschie-denen Verhaltensweisen können die Regenwurmarten, basierend auf den Grundla-gen eines Systems von BOUCHE´ (1977), in drei Lebensformtypen, bzw. ökologi-schen Gruppen, eingeordnet werden. Es lassen sich allerdings nicht alle Arten ein-deutig zu einer bestimmten Gruppe zuordnen. Diese werden als Intermediäre Arten bezeichnet.
Streubewohner bzw. Epigäische Arten:
Die epigäischen Regenwurmarten (epi (griech.) = auf; ge/ gae/ gaia (griech.) = Erde) halten sich vorzugsweise in der Streu- und Humusschicht auf und graben sich nur sehr flach in den Boden ein. Die Streubewohner sind relativ klein, agil und häufig dunkel pigmentiert, wodurch sie in ihrer Umwelt gut getarnt und vor UV-Licht ge-schützt sind. Sie sind in Böden vertreten, die einen hohen Anteil an organischer Sub-stanz an der Bodenoberfläche aufweisen. Epigäsche Arten sind also häufig auf Grün-land oder Waldböden anzutreffen. Aufgrund ihrer doch eher geringen Körpergröße können sie nur im geringen Umfang graben und somit nur relativ kleine Gänge anle-gen. Lediglich in extremen Situationen, wie z.B. besonders heißen oder kalten Tem-peraturen, ziehen sie sich in tiefere Bodenschichten zurück (siehe Abbildung 5). Als Nahrung dienen ihnen abgestorbene organische Substanz des Oberbodens oder daran haftende Bakterien, Pilze oder Algen. Typische Vertreter dieser Gruppe sind der Rote Laubfresser (Lumbricus rubellus) oder der Kompostwurm (Eisenia foetida).
Mineralbodenbewohner bzw. Endogäische Arten:
Die sogenannten endogäischen Regenwurmarten ((endon/ entos (griech.) = innen; ge/ gae/ gaia (griech.) = Erde) sind meist im Mineralboden in den oberen 30-50 cm des Bodens angesiedelt (siehe Abbildung 5). Sie sind, im Gegensatz zu den epigäi-schen Arten, relativ träge, können aber sehr gut graben. Durch ihre Grabtätigkeit schaffen sie ein umfangreiches, vorwiegend horizontales Röhrensystem. Äußerlich sind diese Arten in der Regel nicht pigmentiert und mehr oder weniger durchsichtig. Diese Lebensformtypen ernähren sich von organischen Bestandteilen, wie z.B. Streu- und Wurzelpartikel oder Mikroorganismen, die mit dem Mineralboden
aufge-12
Abbildung 5: Vorkommen der Lebensformtypen
nommen wurden. Sie kommen so gut wie gar nicht an die Erdoberfläche und leben meist auf Ackerstandorten. Vertreter dieser Gruppe sind zum Beispiel der Kleine Wiesenwurm (Allolobophora caliginosa), der Kleine Ackerwurm (Allolobophora chlo-rotica) oder der Große Ackerwurm Octolasium lacteum).
Tiefgräber bzw.Anözische/Anektische Arten:
Die anözischen bzw. anektischen Regenwurmarten (annectare (lat.) = anknüpfen, verbinden) zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich zwischen den verschiedenen Bodenschichten bewegen. Diese Würmer sind sehr kräftig gebaut und legen deshalb überwiegend vertikale, bis zu 3 m tief in den Erdboden reichende Gänge an, die ihnen auch als Wohnröhre dienen (siehe Abbildung 5). Sie ernähren sich von Blät-tern und andere Streuresten der Bodenoberfläche, die sie in ihre Gänge ziehen, auf-fressen und verdauen. Der Kot wird zur Bodenoberfläche hin ausgeschieden. Der Körper dieser Vertreter ist meist rot pigmentiert, damit die Tiere vor UV-Strahlung geschützt sind, wenn sie an die Erdoberfläche kommen. Typische Vertreter sind der Tauwurm (Lumbricus terrestris) und der Große Wiesenwurm (Allolobophora longa) (Cuendet & Bieri, 1989) (Stockfisch, 1997) (Brauns, 1968) (Dunger, 1964) (Römbke, 1997) (Schrader & Larink, 1998).
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Abbildung 7: Nahrungsbeschaffung
Merkmale der drei Lebensformtypen
Abbildung 6: Merkmale der verschiedenen Lebensformtypen der Regenwürmer
2.6 Nahrung
Regenwürmer sind überwiegend Sub-strat- und Pflanzenfresser. Sie füllen ihren Darm mit humusreicher Erde und abgestorbenen Pflanzenresten. Beim Fressen von organischem Material nehmen die Regenwürmer auch große Mengen an Erde auf, womit sie pro Tag oft die Hälfte ihres Eigengewichtes fressen. Die meisten Lumbricidienarten ziehen Blätter und andere Pflanzentei-le von der Erdoberfläche in ihre Röh-ren (siehe Abbildung 7). Die Pflanzen-teile werden in den Gängen gehortet bis sie verrotten und von Pilzen und
Bakterien aufgeschlossen werden, damit die zahnlosen Lumbricidien sie überhaupt aufnehmen können. Anschließend ernähren sie sich dann von den Eiweißen und Kohlenhydraten, die in dem aufgeschlossenen Material enthalten sind. Um die
Nah-14
rung zu transportieren, saugen sich die Würmer daran fest und ziehen sie rückwärts in ihre Röhrensysteme. Einige Regenwurmarten fressen sich durch die verschiedens-ten Bodenschichverschiedens-ten und nehmen damit auch Bakterien und zahlreiche Einzeller auf, welche sie dann verdauen und als Nahrung aufnehmen können. Einzelne Lumbrici-dien verzehren allerdings auch Aas (Vetter, 2001-2007).
Regenwürmer haben ihre Ernährungsweise an ihre Lebensbedingungen angepasst. So bevorzugen Mineralbodenbewohner abgestorbene Pflanzenwurzeln und stark angerottetes organisches Material mit samt den darauf lebenden Mikroorganismen. Dagegen ernähren sich Streubewohner überwiegend von Falllaub. Dabei sind alle Regenwürmer keine guten Futterverwerter, sodass ein Großteil des aufgenommenen organischen Materials unverdaut wieder ausgeschieden wird (Vetter, 2001-2007).
Das Angebot an organischem Material ist ausschlaggebend für die Größe eines Re-genwurmbestandes. Lumbricidien sind bei ihrer Nahrung durchaus wählerisch. So wird ein weiches Pappelblatt einem harten Buchen- oder Eichenblatt vorgezogen (Vetter, 2001-2007).
2.7 Fortpflanzung
Regenwürmer sind Zwitter. Sie besitzen sowohl männliche (Hoden) als auch weibli-che (Eierstöcke) Fortpflanzungsorgane. Obwohl Lumbricidien sowohl Eier als auch Spermien selber produzieren, wurden vereinzelt schon einige Selbstbefruchtungen beobachtet. Eine fest umgrenzte Paarungszeit gibt es bei den Tieren nicht. Wenn die äußeren Bedingungen, vor allem Klima und Witterung, günstig sind, schreiten die Tiere zur Paarung. Dies geschieht hauptsächlich im Frühjahr, seltener auch mal im Herbst. Der Hauptpaarungsmonat ist Mai, da die Nächte dort warm und nicht zu tro-cken sind. Genauere Angaben lassen sich über die Paarungszeit nicht machen, da die meisten Arten die Begattung unter der Erde vollziehen. Nur Lumbricus terrestris kommt zur Paarung an die Erdoberfläche. Einen geschlechtsreifen Tauwurm erkennt man an dem ausgeprägten Clitellum bzw. Gürtel im vorderen Körperteil. Oftmals kommen sie in der Dämmerung nach einem Regenguss an die Bodenoberfläche. Dabei verlassen sie ihre Wohnröhre nicht vollständig, sondern nur mit dem vorderen Ende ihres Körpers, um nach paarungswilligen Partnern in der näheren Umgebung zu suchen. Die eigentliche Paarung findet oft erst in der Nacht oder am frühen Mor-gen statt. Dazu leMor-gen sich zwei Tiere in entgeMor-gengesetzter Richtung mit den
Bauch-15
Clitellum
Abbildung 8: Schleimabsonderung bei der Paarung
Abbildung 9:Lage der männlichen Geschlechtsöffnungen
seiten so aneinander, dass die Samentaschenregionen des einen Tieres dem Gürtel des anderen gegenüber liegen. Die Samentaschenregion befindet sich an dem 9. oder 10. Segment (Füller, 1945).
Durch einen von den Gürteldrüsen abgesonderten Schleim, werden die beiden Tiere für den Samenaustausch fest verbunden (siehe Abbildung 8). Um diese enge Ver-bindung weiter zu verstärken, werden die Klammerborsten eingesetzt. Bei der Paa-rung werden zwischen den Partnern nur Samenzellen ausgetauscht und in den Sa-mentaschen gespeichert. Die Befruchtung erfolgt später. Die Samenzellen werden von der männlichen Geschlechtsöffnung (Porus) abgegeben, der sich im 15. Seg-ment befindet (siehe Abbildung 9). Anschließend werden sie durch zwei parallel lau-fende Samenrinnen nach hinten bis zum Gürtel transportiert (Dunger W. , 1964).
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Abbildung 10: Samenaustausch
Abbildung 11: Entstehung des Eikokons
Dort wandern sie in die gegenüberliegende Samentasche (siehe Abbildung 10). Auf diese Weise tauschen beide Tiere ihre Samen aus. Dies dauert einige Stunden. An-schließend trennen sie sich wieder. Die Befruchtung der eigenen Eizelle mit dem fremden Sperma findet oftmals erst viele Tage später statt. Dazu sondern die Drü-senzellen der Gürtelzone wieder Schleim aus und produzieren einen klebrigen Schleimring an der Gürtelzone. Dieser erstarrt nach einer bestimmten Zeit zu einer pergamentähnlichen Hülle. Die Hülle wird als Kokon bezeichnet. In den Kokon schei-den andere Drüsen des Gürtels eine eiweißhaltige Flüssigkeit aus. Aus dieser ringar-tig um den Körper liegenden Hülle schiebt sich der Wurm langsam rückwärts heraus, sodass der Kokon zum Kopfende wandert. Sobald der Kokon das 14. Segment über-quert, werden aus dem Eileiter-Porus reife Eizellen in den Kokon abgegeben. Pro Kokon wird meist nur eine Eizelle abgegeben. Dann wandert der Kokon weiter nach vorne und passiert das 9. und 10. Segment, wo die Samentaschen liegen. Dort wan-dern die dort gespeicherten Samenzellen des Partners in den Kokon und befruchten die Eizelle. Anschließend passiert der Kokon das Kopfende und die offenen Enden ziehen sich zusammen, wodurch eine zitronenförmige Kapsel entsteht (siehe Abbil-dung 11). Anschließend werden auf gleiche Weise noch weitere Kokons produziert (Meinhardt, 1986).
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Abbildung 13: Jungwurm schlüpft aus dem Kokon
Abbildung 12 : Größe eines Regenwurmko-kons
Die Kokons werden in die obere Bodenzone abgelegt und teilweise noch mit einer Schutzschicht aus Regenwurmkot überzogen. Diese wird mikrobiell umgewandelt und dient dem Jungtier nach dem Schlupf als Nahrung. Je nach Regenwurmart können Größe, Form und Farbe variieren. Die meisten Kokons sind in Gelb- und Brauntönen gefärbt. Die Länge beträgt, je nach Art, ca. 2 bis 7 mm (siehe Abbildung 12) (Füller, 1945).
Die Anzahl der produzierten Kokons ist artspezifisch. Doch auch klimatische Bedin-gungen, Witterungsverlauf sowie insbesondere Bodentemperatur und Bodenfeuchte spielen eine große Rolle für die Anzahl der abgelegten Kokons. Der Tauwurm paart sich oftmals nur einmal im Jahr und produziert 5 bis 10 Kokons. Dagegen paart sich der Mistwurm deutlich häufiger und produziert dabei jeweils mehr Kokons, sodass er über 300 Nachkommen pro Jahr produzieren kann (Dunger W. , 1964).
Im Laufe der Entwicklung werden die Kokons transparent, weil das Kokoneiweiß ver-braucht und die sich entwickelnden Tiere dadurch sichtbar werden. Wann der fertig entwickelte Jungwurm schlüpft, ist abhängig von der Art und den Umgebungsbedin-gungen. Das Schlüpfen erfolgt durch energische Kopfbewegungen des jungen Wurms. Direkt danach beginnt er zu fressen (siehe Abbildung 13) (Meinhardt, 1986).
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Die Brutdauer beschreibt die Zeit zwischen der Ablage des Kokons und dem Schlüp-fen des Jungtieres. Die Brutdauer ist artspezifisch und abhängig von Bodentempera-tur und Bodenfeuchte (Graff, 1983).
Tabelle 1: Brutdauer und Jugendentwicklung verschiedener Regenwurmarten (Ausschnitt aus GRAFF 1983)
Beim Tauwurm dauert die Brutzeit bei einer Bodentemperatur von 12 Grad etwa 90 Tage. Die jung geschlüpften Würmer haben eine geringe Größe und sind schwach pigmentiert. Nach 3 Monaten bis zu einem knappen Jahr ist ein Jungwurm ge-schlechtsreif und kann sich weiter fortpflanzen. Die Brutdauer variiert bei den ver-schiedenen Regenwurmarten (siehe Tabelle 1). Mit der Ausbildung der Geschlechtsorgane wird das Wachstum eines Tieres eingestellt (Graff, 1983).
3 Methoden zur Regenwurmerfassung
Regenwürmer lassen sich durch qualitative und quantitative Methoden erfassen. Die qualitativen Sammelmethoden sind dabei die einfachen und wenig aufwendigeren Formen. Dazu zählt zum Beispiel das Auffinden von epigäischen Lebensformtypen auf der Erdoberfläche, aus der Streuauflage oder dem Komposthaufen. Weiterhin gilt auch das Auffinden von Regenwürmern durch das oberflächige Umgraben von hu-musreichen Böden als qualitative Sammelmethode. Eine weitere Art dieser Methode ist es, anözische Arten nachts nach Regen an der Erdoberfläche mit der Hand abzu-sammeln oder einen Pfahl in die Erde zu stampfen, um somit die Würmer durch die Vibration, die ähnlich eines Maulwurfangriffs sind, herauszutreiben (Dunger, 1964). Zu den quantitativen Erfassungsmethoden gehören hauptsächlich drei: die Handaus-lese nach Wilcke (1955), die Formalinmethode und die Oktettmethode nach Thiele-mann(1986). Die einzelnen quantitativen Fangmethoden werden im Anschluss etwas näher erklärt (Thielemann, 1986) (Wilcke, 1955).
Art Temperatur in °Celsius durchschnittliche Brutdauer in Ta-gen Durchschnittliche Anzahl der Jung-würmer pro Kokon
Dauer der Jugend-entwicklung in
Ta-gen
L. terrestris 12 90 1.0 200-250
A. caliginosa 12 65 1.0 140-170
19 Handauslese
Für die Handauslese werden ein normaler Spaten, ein Eimer und eine Plane benö-tigt. Sie erfolgt meistens zur Hauptaktivitätszeit der Regenwürmer im Frühjahr oder Herbst bei feuchten Bodenverhältnissen. Dazu wird auf der zu beprobenden Fläche ein Probequadrat mit den Maßen 25 mal 25 gesucht und anschließend mit dem Spa-ten ausgehoben. Der Boden kann als Bodenblock oder schichtweise abgetragen werden. Die zu grabende Tiefe sollte auf Ackerböden ca. 35 cm betragen, weil die Regenwürmer bis auf die an der Pflugsohle liegenden Ernterückstände vordringen. Bei der Regenwurmerfassung auf Wiesen reicht eine Tiefe von 25 cm. Bei einem Abtrag des Bodens in Schichten, werden die einzelnen Bodenschichten zuerst in ei-ner 5 cm Schicht und die anschließenden in eiei-ner 10 cm Schicht abgetragen. Wenn man in diesem Verfahren vorgeht, kann man zusätzlich die Tiefenverteilung der Re-genwürmer erfassen. Nach der Entnahme der Bodenprobe, entweder im Block oder schichtweise, wird der Boden auf einer Plane abgelegt und zerbröckelt. Im Anschluss wird die Erde mit der Hand nach Regenwürmern ausgelesen. Dabei ist es wichtig vorsichtig zu arbeiten, um die Tiere nicht zu verletzen. Für eine weitere Untersu-chung kann man sie im Eimer transportieren. Je nach Versuch wird es in der Regel bis zu 6 bis 10-mal an verschiedenen Stellen wiederholt
(Wilcke, 1955).
Regenwürmer können aber nicht nur von Hand aus den Bodenproben gesammelt, sondern auch durch Wärme ausgetrieben werden. Der Austrieb durch Wärme eignet sich vor allem für die Auslese kleiner Tiere, welche mit der Hand schlecht erfasst werden können. Dafür wird die Bodenprobe auf ein Sieb mit einer Maschenweite von 5-6 mm gelegt und in einen Behälter mit Wasser getaucht. Unter dem Sieb sollten noch 5 cm bis zum Gefäßboden sein. Anschließend bestrahlt man die Probe mit ei-ner Lampe von oben. Dies dient zur Erwärmung. Die Tiere graben sich dadurch nach unten, um an Feuchtigkeit zu gelangen und fallen ins Wasser. Nach 3-4 Stunden kann man die Regenwürmer aus dem Wasserbad auslesen (Dunger & Fiedler, 1997) (Edwards & Bohlen, 1996).
Austrieb durch Chemikalien
Regenwürmer lassen sich durch die Ausbringung bestimmter Reizlösungen aus dem Boden treiben. Dabei ist besonders darauf zu achten, sich selbst vor den gesund-heitsgefährdeten Chemikalien durch Handschuhe und eine Schutzbrille zu schützen.
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Abbildung 14: Material für die Handauslese und die Oktett-Methode
Besonders beliebt ist dabei die Formaldehyd-Methode. Dazu benutzt man die Che-mikalie Fomaldehyd, die auch unter dem Namen Formalin bekannt ist. Zunächst steckt man dafür eine Fangfläche von einem halben Quadratmeter auf dem Boden ab. Diese umrandet man mit einem Matallrahmen, damit beim Austrieb der Würmer keine gezählt werden, die sich nicht mehr in der Probefläche befinden. Weiterhin ver-sucht man die Fläche weitestgehend von Streu und Vegetation zu befreien. An-schließend wird die Austriebslösung vorbereitet. Dazu wird 37-prozentiges Formalin und Wasser benötigt. Das Mischverhältnis beträgt dabei 50 ml Formalin auf 10 Liter Wasser. Je nach Bodenart und Verhalten der Tiere, kann die gesamte Aufwandmen-ge mehrere Liter betraAufwandmen-gen. Die Lösung wird dann mit einer Gießkanne auf den Bo-den ausgetragen, wo sie einsickert und die Tiere an die Erdoberfläche treibt. Um eine toxische Wirkung der Lösung auf die Tiere zu verhindern müssen sie, sobald sie ab-gesammelt sind, schnellstmöglich in klares Wasser gegeben werden. Diese Methode ist allerdings kritisch zu betrachten, da Formalin wegen seiner öko- und humantoxi-schen Effekte zum Regenwurmaustrieb eher abzulehnen ist. Als Alternative zum ge-fährlichen Formaldehyd wird heutzutage auch Senf verwendet. Benötigt werden dazu 60 g Senfmehl, die zu einem halben Liter Wasser gegeben werden. Dies sollte 24 Stunden ziehen bevor man es nochmal mit 9,5 l Wasser mischt und anschließend auf den Boden aufträgt. Die Methode lässt sich auch mit scharfem Speisesenf und Was-ser durchführen, allerdings ist die Fangquote dabei geringer (Dunger & Fiedler, 1997) (Lauterschlag, kein Datum).
Austrieb durch elektrischen Strom
Der Biologe Ulrich Thielmann hat eine Me-thode entwickelt, bei der Regenwürmer mit-tels Strom aus dem Boden gelockt werden können. Dabei werden acht Elektroden, wes-halb die Methode auch als Oktett-Methode bezeichnet wird, im Kreis in den Boden ge-steckt. Hierbei wird ein kreisförmiges elektri-sches Feld erzeugt, in dessen Bereich die Regenwürmer an die Erdoberfläche
krie-chen. Die Fläche, in der gefangen wird, hat einen Durchmesser von ca. 40 cm. Die Elektroden reichen 65 cm tief in den Boden und lassen sich einzeln steuern. Den
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Strom liefert ein tragbarer Wechselstromgenerator oder eine 12 Volt Autobatterie (siehe Abbildung 14). Es wird eine Spannung von 30 V und 60 V benötigt, welche nacheinander in 1 min Intervallen unterschiedliche Elektronenkombinationen durch-laufen. Damit diese Methode überhaupt funktioniert, muss der Boden feucht sein, damit der Strom geleitet wird. Wenn keine Tiere mehr an die Erdoberfläche kommen, ist die Auslese beendet (Thielemann, 1986) (Lauterschlag, kein Datum).
Effektivität der Fangmethoden
Keine Methode arbeitet 100 % effektiv. Jede einzelne weist bestimmte Stärken und Schwächen auf. Um eine höchstmögliche Effektivität zu erreichen, sollten mehrere Methoden kombiniert werden, wie zB. die Formalin-oder Oktettmethode mit der Handauslese. Voraussetzung für das Austreiben der Regenwürmer sind optimale Bedingungen. Hohe Fangquote werden bei einer optimalen Bodenfeuchte und Bo-dentemperatur erreicht, denn dann sind die Tier am aktivsten. Durchschnittlich zeigt sich, dass die Kombination der Oktettmethode mit der Handauslese am effektivsten ist (Ehrmann & Babel, 1991) .
4 Bedeutung der Regenwürmer für die Bodenbildung
landwirt-schaftlich genutzter Flächen
Regenwürmer übernehmen vielfältige Funktionen im Agrarökosystem und gelten deshalb als die wichtigste Tiergruppe im Boden (Dunger & Fiedler, 1997).
Durch ihre spezielle Lebensweise beeinflussen sie den Boden in seinen biologi-schen, physikalischen und chemischen Eigenschaften. Regenwürmer spielen eine bedeutende Rolle bei der Humusbildung im Boden und leisten dadurch einen ent-scheidenden Beitrag zur Entwicklung der Fruchtbarkeit des Bodens. Im Wesentlichen ergibt sich ihr Einfluss auf die Bodenbildung und Entwicklung des Bodenkörpers aus ihren Gewohnheiten der Ernährung und ihren Fähigkeiten, Röhren und Gänge im Boden anzulegen (Dunger W. , 1964) (Meinhardt, 1986) (Füller, 1945) (Bieri & Cuendet, 1989).
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Abbildung 15: Regenwurmlosungen
4.1 Regenwurmlosungen
Die verbesserte Bodenfruchtbarkeit steht in einem engen Zusammenhang mit den Ernährungsgewohnheiten der Lumbricidien. Neben abgestorbenen organischen Substanzen, welche bereits von Mikroorganismen vorzersetzt sind, fressen sie große Mengen an Mikroorganismen und feinste Mineralstoffe. Da Regenwürmer nur einen geringen Teil der in den organischen Substanzen enthaltenen Energie nutzen kön-nen, müssen sie täglich die Hälfte ihres Eigengewichts fressen. Durch mehrmaliges Fressen und Ausscheiden des Kotes erfolgt eine Aufkonzentration der im Kot enthal-tenen Nährstoffe Phosphor, Stickstoff und Kalium um das sieben-, fünf- bzw. 11-fache der Ausgangskonzentration im Boden und somit eine maßgebliche Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit. Während der Darmpassage werden zunächst unverdauliche organische und anorganische Bestandteile durch das Darmsekret miteinander ver-mischt, somit kommt es zur Bildung von festen organomineralischen Verbindungen bzw. Ton-Humus-Komplexe die ein Krümelgefüge ergeben. Diese werden auch als Losungsagregate, biogene Agregate oder Lebendverbauung bezeichnet. Regen-wurmlosungen sehen aus wie Erde und sind sehr nährstoffreich, feucht und weniger sauer als normaler Boden bzw. Ackererde (siehe Abbildung 15). Jährlich können et-wa 40-80 Tonnen Regenwurmlosungen pro Hektar an der Bodenoberfläche und in den Gängen abgesetzt werden (Meinhardt, 1986).
Die Regenwurmlosungen haben einige positive Einflüsse auf den Boden. Das Krü-melgefüge der Ton-Humus-Komplexe sorgt für eine Festigung der Bodenstruktur, was Erosion vermindert und die Wasseraufnahme des Bodens fördert. Dies wirkt sich positiv auf die Entwicklung der Pflanzen aus. Durch die Aufnahme von organischen Substanzen an einem Ort und die Ablage des Kotes an einem andern Ort kommt es regelmäßig zur Einmischung von Streu in den Boden und paralleler Düngung mit Stickstoff, Phosphor und Kalium. Somit verbessern Regenwurmlosungen maßgeblich die Bodenstruktur und sind gleichzeitig Nährstoffquelle für die Bodenflora und
Boden-23
fauna (siehe Abbildung 16). Regenwürmer kleiden ihre Röhren mit sogenannten Lo-sungstapeten aus, dies führt dazu, dass 40 % der stickstoff-fixierenden Bakterien des Bodens in den Regenwurmröhren leben. Somit dient der nährstoffreiche Kot allen Bodenorganismen geringer Größe wie zum Beispiel: Asseln, Nematoden und Col-lembolen als Nahrung. Selbst ein verendeter Regenwurm trägt mit bis zu 10 mg Stickstoff in seiner Biomasse zur Bodenfruchtbarkeit bei. Regenwürmer sind darüber hinaus in der Lage, verschlämmte Krusten aufzubrechen und somit die Infiltrations-kapazität des Bodens wieder zu erhöhen. Durch die Wühltätigkeit und der Losungs-ablage an der Bodenoberfläche, werden auch Bodenverdichtungen teilweise besei-tigt (Dunger W. , 1964) (Füller, 1945) (Meinhardt, 1986) (Stöven, 2015).
Eigenschaften Regenwurmlosungen
Eigenschaften Regenwurmkot Boden
(0-15 cm) Boden (20-40cm) Gesamt-Stickstoff (%) 0,35 0,25 0,081 Organischer Kohlenstoff (%) 5,20 3,23 1,10 C-N-Verhältnis 14,7 13,8 13,8 NO3-N (mg/l) 22,0 4,70 1,70 P2O5 (mg/l) 150 20,8 8,30 Austauschbares Ca (mg/l) 2793 1993 481 Austauschbares Mg (mg/l) 492 162 69 Gesamt-Ca (%) 1,20 0,88 0,91 Gesamt-Mg (%) 0,54 0,51 0,55 Kalium (mg/l) 358 32 27 pH-Wert 7,00 6,40 6,0 Feuchtigkeit (%) 31,4 27,4 21,1
Abbildung 16: Eigenschaften von Regenwurmlosungen und Ackererde in verschiedenen Tiefen (Buch, 1986)
4.2 Regenwurmgänge
Regenwürmer leben in verzweigten Röhrensystemen, welche je nach Art bis zu zwei Meter in die Tiefe reichen. Die flachgrabenden Arten schaffen ein horizontales Gang-system im A–Horizont, welches meist nicht von langer Dauer ist. Die tiefgrabenden
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Abbildung 17: Durchwurzelte Regenwurmgänge
Arten legen dagegen dauerhaft bewohnte vertikale Röhren an, die bis zu 2 m in die Tiefe reichen (Graff, 1983).
Der Durchmesser der Regenwurmröhren beträgt im Durchschnitt zwischen Zwei und Elf mm. Unter einem Quadratmeter Boden befindet sich ein von Regenwürmern er-schaffenes Gangsystem mit bis zu 400 Metern Gesamtlänge. Je nach Bodenart vari-iert die Gesamtlänge bzw. die Anzahl der Wohnröhren (Joschko, 1989). Die Röhren-systeme der Regenwürmer bieten viele Vorteile für den Boden und die Pflanzen. Ei-ne hohe Anzahl von Regenwurmröhren im Unterboden ist ein Hinweis auf eiEi-ne gute Bodenstruktur ohne schädliche Verdichtungen unter dem Bearbeitungshorizont. Die mit Kot und Humus ausgekleideten Regenwurmröhren sind sehr nährstoffreich, dies ermöglicht den Pflanzenwurzeln besonders leicht und schnell in die Tiefe zu gelan-gen (siehe Abbildung 17). Weiterhin bahnt ein gut ausgebautes Regelan-genwurmröhren- Regenwurmröhren-system Wasser und Luft den Weg. Der Boden ist aufgrund einer Vielzahl von Röhren in der Lage große Massen an Wasser aufzunehmen, zu speichern und ins Grund-wasser weiter zu leiten. Dadurch kann er ca. 150 Liter Wasser pro Stunde und Quad-ratmeter aufnehmen. Ferner dienen die Röhren auch der Bodendurchlüftung. Dadurch werden das Porenvolumen und die Porenkontinuität vergrößert, was sich positiv auf das Wurzelwachstum auswirkt. Die Pflanzenwurzeln können leichter an Nährstoff- und Wasservorräte in der Tiefe zugreifen. Teilweise werden auch Wurzeln tiefwurzelnder Pflanzen in Regenwurmröhren gefunden. Regenwürmer sind durch ihre grabende Tätigkeit in der Lage, ihre Röhren auch durch verdichtete Horizonte zu graben. Damit lockern sie den Boden und erleichtert der Pflanzenwurzel das Eindrin-gen ins Erdreich (Graff, 1983).
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4.3 Einfluss auf das Bodengefüge
Der Begriff ,,Gefüge“ beschreibt die Art und Weise, in der die Teilchen aus denen der Boden besteht, zueinander gelagert sind. Das Bodengefüge ist die räumliche Anord-nung der organischen und mineralischen Bestandteile, durch die das gesamte Bo-denvolumen in Volumen der festen Bodensubstanzen und in Porenvolumen (Wasser, Luft) aufgeteilt wird. Es beeinflusst eine Vielzahl von Funktionen im Boden wie z.B. Luft-und Wasserdurchlässigkeit, Durchwurzelbarkeit, Nährstoffversorgung der Pflan-zen, Streuabbau und Humusbildung. Das Bodengefüge wird durch die Bodentiere, insbesondere vom Regenwurm beeinflusst (Bieri & Cuendet, 1989).
Durch die Aktivität der Regenwürmer verändert der Boden seine Struktursubstanz und wird zur Bodengare. Dies ist der Idealzustand eines fruchtbaren Bodens. In die-sem Zustand ist er humos, krümelig, durchlüftet, feucht und leicht durchwurzelbar. Dabei zeichnet er sich durch ein belastbares Gefüge aus. Die Frost-, Schatten- und Bearbeitungsgare ist mit der auf biologischem Wege entstandenen Gare nicht ver-gleichbar. Böden mit einer verstärkten biologischen Aktivität weisen durch die Le-bendverbauung der Bodenpartikel eine höhere mechanische Stabilität auf. Folglich vermindert sich die Gefahr einer Verdichtung des Bodens. (Bundesverband Boden, kein Datum) Regenwürmer haben aufgrund ihrer Größe von allen Bodentieren das größte Potenzial ihren Lebensraum, den Boden, zu gestalten. Folglich werden sie auch als ,, ecosystem engineers“ bezeichnet (Lavelle, 1994).
4.4 Streuabbau
Streuabbau oder Streuzersetzung ist die Zerkleinerung und Mineralisierung von or-ganischen Substanzen durch Bodentiere und Mikroorganismen. Dabei werden Nähr-stoffe für das Ökosystem wieder verfügbar gemacht. In der ersten Phase des Streu-abbaus werden mineralische Nährstoffe freigesetzt und mit dem Regenwasser in den Boden eingewaschen. In der zweiten Phase findet eine mechanische Zerkleinerung und Einarbeitung der Substanzen durch die Makro-und Mesofauna, wie z.B. Insekten und Regenwürmern, in den Boden statt. Die übrigen Rückstände werden dann von Mikroorganismen umgesetzt. Lumbricidien sind maßgeblich am Streuabbau beteiligt. Sie sorgen für den Ab-und Umbau der anfallenden organischen Substanzen. Sie ar-beiten die ständig anfallende Streu von Laubbäumen, Kulturfrüchten und Gräsern vollständig in den Boden ein. Somit gelangen organisch gebundene Nährstoffe der abgestorbenen Pflanzenreste durch die Aktivität der Regenwürmer in den Boden und
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werden dort von Mikroorganismen freigesetzt (Bieri & Cuendet, 1989). Regenwürmer mischen die Substanzen in den Boden ein und beschleunigen dessen Abbau. Tief-gräber, wie z.B. der Tauwurm, transportieren das organische Material bis tief in den Unterboden. Bei Versuchen wurde nachgewiesen, dass Regenwürmer von der Ge-treideernte bis zur Maiseinsaat im Folgejahr 6 Tonnen Stroh pro Hektar einarbeiten. Der Abbau von Ernterückständen steigt mit der Regenwurm-Biomasse an (Bauchhenss, 2006).
4.5 Bioturbation
Bioturbation ist die mechanische Bodendurchmischung, bei der Bodenmaterial eines oder mehrerer Bodenhorizonte durch Bodenlebewesen vermischt wird. Unter mittel-europäischen Bedingungen erfolgt diese Bodendurchmischung hauptsächlich durch die Regenwürmer. Aber auch andere Tiere wie z.B. Ameisen oder Maulwürfe neh-men an dem Prozess teil (Kuntze, 1994). Lumbricidien tragen durch ihre Lebenswei-se maßgeblich zur Umlagerung von Boden bei. Die anfallenden Pflanzenreste an der Bodenoberfläche werden von den Regenwürmern im Bodenprofil verteilt, während der Darmpassage zerkleinert und mit Mikroorganismen, Nährstoffen, Enzymen und mineralischen Bestandteilen vermengt und schließlich als Losungsaggregate ausge-schieden (Edwards & Bohlen, 1996). Durch das Einmischen der Streuauflage in den oberen Mineralboden wird die Grenze zwischen Humus-und Mineralkörper verwischt und somit ein humoser A-Horizont erzeugt. Weiterhin wird durch die wühlende Tätig-keit auch Unterboden in höhere Lagen vermischt. Das Transportieren von Unterbo-denmaterial nach oben wirkt der Profildifferenzierung und Nährstoffverlagerung ent-gegen. Die Verteilung von Pflanzenrückständen im Bodenprofil und das Ausscheiden von Losungsaggregaten beeinflusst die mikrobielle Aktivität und den Anteil des mik-robiell gebundenen Kohlenstoffs im Boden. Dies wirkt sich positiv auf die Bodenstruk-tur und das Bodenleben aus (Edwards & Bohlen, 1996). Die Bodendurchmischung der Regenwürmer bringt viele Vorteile für den Boden und zugleich für die Kultur-pflanzen. Durch die Aktivität der Lumbricidien wird der Bodenkörper gelockert und mineralischer Boden mit Humus gemischt. Folglich wird das Porenvolumen und somit auch der Luft- und Wasserhaushalt gefördert. Dies fördert wiederum die Aktivität an-derer Bodenorganismen. Die Bioturbation, welche hauptsächlich von den Regen-würmern ausgeführt wird, sorgt für eine lockere und krümelige Struktur des Bodens und eine Anreicherung mit Humus (Edwards & Bohlen, 1996).
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Abbildung 18: Der Maulwurf ernährt sich fast ausschließlich von Regenwürmern
4.6 Einfluss auf Fauna und Flora
Einfluss auf die Fauna:
Die Fauna bezeichnet die Gesamtheit aller Tiere in einem Gebiet. In diesem Fall geht es vornehmlich um die Bedeutung der Bodenfauna. Dies beinhaltet die Gesamtheit aller tierischen Bewohner des Bodens und der Bodenoberfläche. Hinsichtlich der Körpergröße wird die Bodenfauna in vier Gruppen unterteilt: Mikrofauna (Einzeller), Mesofauna (z.B. Milben), Makrofauna (z.B. Käfer,Regenwürmer), Megafauna (z.B. Maulwurf). Regenwürmer haben durch ihre Lebensweise große Bedeutung für ande-re Bodenlebewesen, indem die verlassenen Röhande-ren einen Lebensraum bieten. Vor-wiegend nicht grabfähige Raubmilben und Collembolen nutzen die verlassenen Röh-ren als Wohnraum (Heisler & Brunotte, 1998). Regenwürmer und Collembolen sind positiv vergesellschaftet, sodass es bei einer hohen Regenwurmdichte auch eine hohe Anzahl an Collembolen und Raubmilben im Boden gibt. Dies wirkt sich günstig auf den Boden aus. Die Tiere sind am Aufbau des Mikrogefüges beteiligt und neh-men an der Steuerung des Mineralisationsprozesses des Bodens teil. Weiterhin ist für den optimalen Ablauf der Mineralisation im Agrarökosystem ein ausgewogenes Verhältnis der vier Gruppen der Bodenfauna notwendig (Heisler, Rogasik, Brunotte, & Joschko, 1998). Regenwürmer leben in einer wechselseitigen Beziehung mit Bo-denmikroorganismen. Sie regen das Wachstum von Bodenbakterien durch ihre ab-gesetzten Kotaggregate stark an. Zudem dienen die Regenwurmgänge den aeroben Mikroben zur Erschließung der tieferen Bodenschichten und den Stickstoff fixieren-den Mikroben als Wohnraum (Bouche´, 1977). Doch auch die Regenwürmer dienen als Protein- und Nahrungsquelle für andere Organismen. Bei vielen Säugern, wie z.B. Fuchs und Dachs, und Vögeln, wie z.B. Drossel, nehmen die Regenwürmer eine große Stellung als Nahrungsquelle ein. Käfer und gerade Maulwürfe gehören zu den größten Feinden der Lumbricidien (siehe Abbildung 18) (Bieri & Cuendet, 1989).
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Abbildung 19: Die Lebensweise der Regenwürmer sorgt für eine gute Bodenstruktur und somit ein gutes Wachstum der Pflanze
Einfluss auf die Flora:
Der Begriff ,,Flora“ bezeichnet die Gesamtheit aller Pflanzen eines Gebiets. Die Re-genwürmer haben durch ihre Lebensweise Einfluss auf die Pflanzen. Zum Beispiel besiedeln die Pflanzenwurzeln unbewohnte Gänge der Würmer. So wird eine tiefe und intensive Durchwurzelung gefördert und der Zugang zu tiefliegenden Wasservor-räten ermöglicht (siehe Abbildung 19) (Hoogerkamp, Rogaar, & Eijsackers, 1983). Durch die wühlenden Tätigkeiten und den somit kontinuierlich entstehenden Makro-poren kommt es zu einem gesicherten Gasaustausch für die Pflanzen. Die mit Re-genwurmkot ausgekleideten Regenwurmröhren gewährleisten den Pflanzen ein aus-reichendes Angebot an Pflanzennährstoffen. Die Lebensweise der Regenwürmer beeinflusst indirekt die Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzen. Dies ist be-sonders für das Wurzelwachstum auf schweren oder verdichteten Böden von Bedeu-tung, aber auch für die Entwicklung junger Pflanzen kann dies von großer Bedeutung sein (Bauchhenss, 2001). Regenwurmlosungen besitzen eine hohe Kationenaus-tauschkapazität und die Pflanzennährstoffe sind leicht verfügbar. Die Losungsaggre-gate haben neben einer hohen Wasserkapazität auch einen hohen Anteil organi-scher Reste und bringen somit eine hohe Konzentration an Nährstoffen in den Mik-robereich des Bodens. Diese Konzentration kommt den Pflanzen positiv zugute, da sie sich mit nötigen Nährelementen versorgen können (Graff, 1983).
Direkte Effekte von Regenwürmern auf Erträge von Kulturpflanzen sind aus methodi-schen Gründen schwer nachzuweisen. Lumbricidien beeinflussen den Boden durch ihre Lebensweise sowohl physikalisch, chemisch als auch biologisch und können somit Einfluss auf die Ertragsleistung der Pflanzen nehmen (Graff, 1983).
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5 Einfluss verschiedener Bewirtschaftungsmaßnahmen auf
Regenwürmer
Regenwürmer gestalten sich durch ihre wühlende Tätigkeit ihren Lebensraum selbst. Im Agrarökosystem sind sie und alle anderen Bodentiere den acker- und pflanzen-baulichen Maßnahmen ausgeliefert. Die zunehmende Intensivierung der landwirt-schaftlichen Anbausysteme führt überwiegend zum Rückgang der Arten- und Indivi-duendichte der Bodenfauna. Folglich hat die Bewirtschaftungsart erhebliche Auswir-kung auf die Bodenfauna und somit auf die biologische Aktivität im Boden. Im An-schluss werden die Auswirkungen der pflanzenbaulichen Maßnahmen auf die Re-genwurmpopulation im Agrarökosystem dargestellt (Bauchhenss, 2001) (Heisler C. , 1998).
5.1 Bodenbearbeitung
Die landwirtschaftliche Bodenbearbeitung umfasst die Maßnahmen Mischen, Krü-meln, Lockern, Rückverdichten und Wenden des Bodens. Die Bodenbearbeitung ist notwendig, um den Boden für das Pflanzwachstum optimal vorzubereiten. Ziel dabei ist eine Wurzelraumvergrößerung zu erreichen, Bodenschluss herzustellen, Unkraut und Erntereste einzuarbeiten und ein optimales Saat- und Keimbett zu erstellen. (Baur, Estler, & Schmidt, 1995)
Für die Bodentiere bedeutet jede Maßnahme einen Eingriff in ihren Lebensraum. Im Gegensatz zu den Mikroorganismen sind Bodentiere sehr empfindlich gegenüber diesen Maßnahmen und reagieren häufig mit Besatzverminderung. Um die Reaktion bzw. die Folgen für den Regenwurmbesatz aufgrund der Bodenbearbeitung ver-gleichbar zu machen, werden anschließend die drei wichtigsten und gängigsten Bo-denbearbeitungssysteme dargestellt (www.landwirtschaftskammer.de, 2016).
1. Wendende Bodenbearbeitung (konventionelle Bodenbearbeitung, Pflug 25-30 cm tief)
Bei der konventionellen Bodenbearbeitung kommt es zur Lockerung und Wendung des Bodens auf Krumentiefe ( i.d.R. 25-30 cm tief). Das führt zu ei-ner Nährstoffmobilisierung und Einarbeitung organischer Reststoffe und Un-kräuter in den Boden. Die Pflugarbeit hinterlässt eine vegetationslose und reststofffreie Ackeroberfläche. Dies schafft sehr gute Voraussetzungen für
ei-30
Abbildung 21: Verfahren der konservierenden Bodenbearbeitung Abbildung 20: Verfahren der konventionellen Bodenbearbeitung
ne störungsfreie Aussaat der Folgefrucht mit handelsüblicher Drilltechnik (sie-he Abbildung 20) (Landwirtschaftskammer, 2015).
2. Nicht wendende Bodenbearbeitung (Konservierende Bodenbearbeitung, Mulchsaat)
Die konservierende Bodenbearbeitung verzichtet auf den Einsatz des Pfluges. Hier werden nichtwendende Bodenbearbeitungssysteme verwendet, wie z.B. Grubber, zapfwellengetriebene Geräte oder die Scheibenegge (siehe Abbil-dung 21). Bei diesem Bearbeitungssystem wird der Boden weitgehend in sei-nem Aufbau belassen. Ernterückstände, wie z.B. Stroh (Mulchmaterial), ver-bleiben bei diesem Verfahren auf bzw. nahe an der Bodenoberfläche. Das Ziel dieser konservierenden Bodenbearbeitung ist ein stabiles, wenig verschläm-mungsanfälliges und gleichzeitig tragfähiges Bodengefüge (Landwirtschaftskammer, 2015) .
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Abbildung 22: Verfahren Direktsaat
Abbildung 23:Eigenschaften und Wirkung der verschiedenen Barbeitungssysteme
3. Direktsaat
Direktsaat wird als eine Bestellung ohne jegliche Bodenbearbeitung seit der vorangegangenen Ernte definiert (siehe Abbildung 22). Zur Aussaat werden spezielle Direktsämaschinen benötigt, welche Säschlitze öffnen, in die das Saatgut anschließend abgelegt wird (Landwirtschaftskammer, 2015).
Eigenschaften und Wirkungen der Bodenbearbeitungssysteme:
In der folgenden Tabelle werden die Eigenschaften und Wirkungen der oben genann-ten Bodenbearbeitungssysteme dargestellt (siehe Abbildung 23) (Landwirtschaftskammer, 2015).
Einfluss der verschiedenen Bodenbearbeitungssysteme auf den Regenwurm: Bodenbearbeitung führt in der Regel zu einer Schädigung von Regenwürmern und deren Lebensraum. Somit schont jeder eingesparte Arbeitsgang die Lumbricidien. Besonders die Tiefgräber leiden, denn sie ziehen sich meist nicht rechtzeitig in den
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Abbildung 24: Regenwurmverluste bei verschiedener Bodenbearbeitungsintensität
Unterboden zurück. Weiterhin wird durch die Bearbeitung oft auch die gesammelte Nahrung zerstreut und wieder in den Boden eingemischt.
Je intensiver die Bodenbearbeitung, desto höher die Regenwurmverluste. Weiterhin kommt es darauf an, mit welchen Geräten die Bodenbearbeitung durchgeführt wird. Rotierende Geräte beschädigen vor allem die Streubewohner und Horizontalgräber. Dabei kommt es zu sehr hohen Regenwurmverlusten und einer großen Zerstörung dessen Lebensraums. Gezogene Geräte bringen nur geringe Regenwurmverluste mit sich. Dabei sind aber alle Lebensformtypen betroffen. Besonders gefährlich ist eine sehr intensive Bodenbearbeitung im Herbst und Frühjahr, weil dort die Regenwürmer besonders aktiv sind. Auch bei der Arbeit unter feuchten Wetterbedingungen kommt es zu hohen Verlusten, weil sich viele Regenwürmer an der Erdoberfläche befinden. In der nachfolgenden Abbildung 24 sind die Auswirkungen der verschiedenen Geräte auf die einzelnen Lebensformtypen der Regenwürmer bildlich dargestellt.
Die Auswirkungen unterschiedlicher Bearbeitungsverfahren lassen sich anhand von Untersuchungen des Regenwurmforschers Dr. Ehrmann darstellen. Diese wurden auf einem tiefgründigen Praxisschlag mit ca. 80 Bodenpunkten durchgeführt. Der Demonstrationsversuch lief von 1995 bis 2011. Dabei wurden die Ackerbauvarianten ,,Pflug“, ,,Mulchsaat“ und ,,Direktsaat“ miteinander verglichen. Zusätzlich gab es noch die Variante ,,Wiese“ auf einem benachbarten Dauergrünland. Es wurden die Größen Biomasse, Abundanzen (Anzahl der Individuen pro Flächeneinheit) und An-zahl der Regenwurmröhren erhoben (siehe Abbildung 25).
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Abbildung 25: Vergleich der Regenwurmbiomasse und -abundanzen von Pflug(P), Mulchsaat(M), Direktsaat(D) und Wiese (W)
Vergleicht man die Biomasse der Anbauvarianten miteinander, so zeigt sich, dass bei den endogäischen Arten nur geringe Unterschiede auftreten die nicht signifikant sind. Dabei sticht die Direktsaatmethode etwas heraus. Signifikante Unterschiede gibt es allerdings bei den anezischen Arten. Dabei wurde bei der Direktsaat eine 5-6 Mal größere Biomasse gefunden als bei der Variante Pflug und Mulchsaat. Diese beiden unterscheiden sich hingegen kaum. Bei den Abundanzen ist ein ähnliches Bild zu erkennen. Dort gibt es bei den anezischen Arten wieder hoch signifikante schiede zwischen den Varianten. Bei den endogäischen Arten sind kaum Unter-schiede vorhanden.
Auffallend bei der Biomasse und der Abundanz ist der geringe Unterschied zwischen Pflug und Mulchsaat. In der Regel fällt die Mulchsaat positiver als die Pflugvariante aus. In diesem Fall ist das auf eine sehr tiefe Mulchvariante zurückzuführen. In der Praxis werden verschiedene Arten von Mulchvarianten angewendtet. Dazu zählt auch das grubbern in 20 cm tiefe mit anschließender Tiefenlockerung in 40 cm. Die-se Methode würde den geringen Unterschied bei der RegenwurmbiomasDie-se- und a-bundanz zwischen der Variante Pflug und Mulchsaat erklären. Dementsprechend wurde im Versuch an der Bodenoberfläche der Mulchvariante kaum Streu gefunden. Bei einer flachen Mulchsaat in ca. 10-15 cm tiefe würde man eine höhere Regen-wurmbiomasse feststellen als bei der Pflugvariante. Ein Grund dafür ist die größere Menge Streu an der Bodenoberfläche. Neben dem erhöhten Regenwurmbesatz wür-de auch die mikrobielle Biomasse ansteigen. Die Wiese weist insgesamt die größte Abundanz auf. Die Wiesenvariante wird nicht ausführlich ausgewertet, da der Haupt-schwerpunkt auf dem Ackerland liegt (Ehrmann O. , 2011).
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Die konventionelle Bodenbearbeitung, also die Pflugvariante, schneidet sowohl bei der Biomasse als auch der Abundanz tendenziell negativ ab. Der Pflug verändert das Bodengefüge, wodurch die Regenwürmer Verletzungen erleiden können oder direkt getötet werden. Weiterhin kommt es durch den Einsatz zu Verdichtungen unter dem Pflughorizont, was sich ebenfalls negativ auf die Lumbricidien auswirken kann. Durch die wendende Bodenbearbeitung wird die Streu an der Bodenoberfläche vergraben, sodass erheblich weniger Nahrung zur Verfügung steht. Zudem kommt es häufig zu Fraßverlusten durch Vögel, welche die ausgegrabenen Regenwürmer hinter dem Pflug als Nahrung aufnehmen (Friebe, Bräutigam, Gruber, Henke, & Tebrügge, 1991).
Bei der Direktsaat bleibt eine konsequente Bedeckung mit Streusubstanz, womit den Regenwürmern immer genug Nahrung zur Verfügung steht. Weiterhin wird der Bo-den bei der Aussaat nur flach bearbeitet. Somit gibt es eine geringe Verletzungsge-fahr. Durch die Direktsaat werden die insbesondere erwünschten vertikalen Tiefgrä-ber gefördert. In Folge dessen kommt es zu einer tieferen Durchwurzelung und damit zu einem höheren Ertrag im Getreide (Edwards & Lofty, 1982).
Bei der Mulchsaat kommt es zu mehren Bearbeitungsgängen, wobei auch rotierende Geräte zum Einsatz kommen. Das erhöht die Regenwurmverluste. Die Streu wird leicht in den Boden eingearbeitet, sodass genug Nahrung zur Verfügung steht. Durch die Mulchsaat werden auch die Tiefgräber gefördert. Allerdings ist darauf zu achten, dass die Bodenbearbeitung nicht zu tief durchgeführt wird, weil es sonst zu hohen Regenwurmverlusten kommen kann. Bei einem Vergleich der drei Bearbeitungssys-teme Pflug, Mulchsaat und Direktsaat ergibt sich im Hinblick auf Regenwurma-bundanz ein Verhältnis von 1 : 2 : 4 (Friebe, 1990).
