Methoden der Kohlenstoffmessung im Gelände und im Labor

5. Streuabbaubestimmung mit der Litterbag-Methode (Netzbeutel-Methode)

Die Litter-Bag- oder Netzbeutel-Methode repräsentiert einen klassischen Ansatz die Zersetzungsprozesse und -raten von Pflanzenresten an der Bodenoberfläche im Gelände zu untersuchen und zu quantifizieren. Bei dieser Methode werden frische Blattabfälle in einen Netzbeutel getan, auf dem Boden platziert und in regelmäßigen Intervallen meist über Jahre zur Bestimmung der Massendifferenz eingewogen und untersucht. Hierzu wird eine Teilmenge des gesammelten Blattabfalls zur Bestimmung des Trockengewichtes ofengetrocknet, um die Masse vor und nach der Zersetzung vergleichen zu können. Die Maschenweite wird meist so gewählt, dass alle Mesoorganismen Zugang zu den Abfällen haben, während gleichzeitig ein übermäßiger Partikelverlust minimiert werden sollte. Je nach Fragestellung können bestimmte funktionale Gruppen von Zersetzerorganismen durch die Festlegung einer kleineren Maschenweite ausgeschlossen werden. Sehr klein gewählte Maschenweiten schließen nicht nur bestimmte Organismen von der Zersetzung des Netzbeutelinhaltes aus, sondern verhindern auch einen Partikelverlust zu mineralischen Böden. Häufig werden Maschenweiten von 1 bis 2 mm verwendet. Um auch der Makrofauna Zugang zum Inhalt des Netzbeutels zu ermöglichen muss die Maschenweite über 2 mm liegen.

Um dem Zerfall des Netzbeutels über lange Untersuchungszeiträume entgegenzuwirken wird als Material des Netzbeutels häufig Fiberglas verwendet. Als Beutelgröße sind 20 x 20 cm gebräuchlich. Allerdings sollte die Maschengröße, die Beutelgröße und der Inhalt spezifisch passend zu den Pflanzenabfällen und zum zu untersuchenden Ökosystem gewählt werden. Je nach Fragestellung werden für die Pflanzenabfälle nur die Abfälle einer Spezies oder für ein realistisches Experiment die Abfälle verschiedener Spezies verwendet. Je größer die Variabilität des zu untersuchenden Geländes, je häufiger die Netzbeutel im Untersuchungszeitraum eingesammelt werden und je länger der Untersuchungszeitraum ist, desto mehr Netzbeutel sollten im Untersuchungsgebiet verteilt werden. Normalerweise werden für eine gute Datenbasis der Zerfallskurve des Pflanzenmaterials bei jedem Sammelintervall mindestens vier bis fünf Netzbeutel untersucht. Aus der Gewichtsabnahme des Netzbeutelinhaltes lässt sich abschließend die exponentielle Zersetzungsrate berechnen. Durch Fotodokumentation der verschiedenen Zerfallsstadien lässt sich der Zerfall mit der Zeitraffermethode visualisieren.

Beispiel der Durchführung der Litterbag-Methode an der Universität Göttingen
durch die Doktorandin Nicole Scheunemann

1. Die zu zersetzenden Maispflanzen werdem in das Labor gebracht.	2. Das Pflanzenmaterial, in diesem Fall Wurzeln, wird gründlich gewaschen.	3. Die Wurzeln werden kleingerupft und anschließend bei 105 °C luftgetrocknet.
4. Die Wurzeln werden pro Netzbeutel mit einer Einwaage von etwa 5 g ausgewogen.	5. Die Wurzeln werden in einen Netzbeutel eingenäht.	6. Die Netzbeutel werden oberflächennah eingegraben (November 2009).
7. Die Netzbeutel werden mit einer dünnen Erdschicht versiegelt und die Position wird gekennzeichnet.	8. Die Netzbeutel werden wieder ausgegraben (Oktober 2010). Die Schäden am Netzbeutel entstanden in diesem Fall durch eine neue Maispflanze.	9. Mögliche Schäden an den Netzbeuteln werden begutachtet und dokumentiert.
10. Der Zersetzungsgrad des Pflanzenmaterials wird dokumentiert und das Pflanzenmaterial kann je nach Vorgehensweise getrocknet und ausgewogen werden.	11. Das Pflanzenmaterial wird anschließend in neuen Netzbeuteln wieder versiegelt.	12. Die Netzbeutel werden wieder für ein weiteres Jahr in den Boden eingebracht (November 2011)
		(Fotos: Nicole Scheunemann 2009-2010)

Die Schwäche der Netzbeutelmethode bestehen darin, dass bestimmte Makroorganismen vom Zersetzungsprozess ausgeschlossen werden und somit die Zerkleinerungsraten der Pflanzenreste gegenüber den natürlichen Raten reduziert werden. Zudem muss sichergestellt werden, dass der Netzbeutel eine realistische Mischung der abzubauenden Pflanzenabfälle und -komponenten enthält und dass durch die Platzierung des Netzbeutels das generelle Mikroklima und die Zersetzungsbedingungen der Umgebung wiedergespiegelt werden.

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Literatur:

Karberg, N.; Scott, N.; Giardina, C. (2008): Methods for Estimating Litter Decomposition. In: Hoover, C. (2008): Field Measurements for Forrest Carbon Monitoring, Springer Science + Business Media B.V.