Wetenschap - 14 mei 1998

Twijfels over steen-etende schimmels

Twijfels over steen-etende schimmels

Twijfels over steen-etende schimmels
Wageningse hypothese over de geringe verzuring van naaldbossen
Bodemkundigen en microbiologen discussieren over de Wageningse hypothese dat bepaalde schimmels hulp bieden aan naaldbomen om de schadelijke effecten van bodemverzuring te verminderen
Oktober vorig jaar introduceerden de Wageningse bodemkundigen prof. dr. Nico van Breemen en dr. ing. Toine Jongmans in het tijdschrift Nature een opzienbarende hypothese. Ze stelden dat ectomycorrhiza, schimmels die in symbiose leven met bomen, kunnen bijdragen aan het verminderen van de schadelijke effecten van zure regen op naaldbossen. Hiervoor denken ze aanwijzingen te hebben gevonden in podzolbodems onder naaldbossen in Zweden, Finland, Denemarken, Nederland en Zwitserland. Onderzoeksfinancier NWO heeft onlangs geld beschikbaar gesteld voor vervolgonderzoek
In het voorjaar van 1997 ontdekte Jongmans eigenlijk bij toeval iets wat de grondslag zou worden van de nieuwe theorie. Bij een onderzoek naar de vormingswijze van podzolbodems uit een Zweeds naaldbos was de bodemkundige bezig zandkorreltjes onder een microscoop te bekijken om na te gaan welke mineralen aanwezig waren. Tot zijn verrassing stuitte hij niet alleen op honderden zandkorreltjes, maar ook op een netwerk van minuscule, verticale gangen. Hij vond de gangen in hard gesteente, bestaande uit veldspaten en hoornblende. Samen met Van Breemen dacht hij na over de raadselachtige gangen en verrichte verder speurwerk om tot een verklaring te komen
Tot nu toe was nooit een voorbeeld gevonden van een schimmel die nutrienten direct uit gesteenten in de bodem haalt in plaats van uit de bodemoplossing. Op zoek naar aanwijzingen dat de gangen in het gesteente waren gevormd door schimmels analyseerden ze de samenstelling van meerdere Zweedse podzolbodems. Hierin troffen ze verschillende organische zuren aan, waaronder oxalaat- en citroenzuur, waarvan bekend is dat ze worden uitgescheiden door schimmels. Op grond hiervan en van het feit dat ectomycorrhiza veel voorkomen in podzolbodems onder Europese naaldbossen, concludeerden de twee onderzoekers dat ze wellicht te maken hebben met steenetende ectomycorrhiza. Ze vermoeden dat de mineralen die de schimmels opnemen uit het gesteente worden getransporteerd naar de boomwortels. Ook denken ze dat de zuren die de ectomycorrhiza uitscheiden een neutraliserende werking hebben op aluminium, dat in een verzuurd milieu giftig is voor de boomwortels
Graafwerk
De nieuwe theorie verklaart waarom de productiviteit van naaldbossen in Europa niet achteruit is gegaan, ondanks de intense bodemverzuring van de laatste jaren. Het is bekend dat bodemverzuring de boomwortels aantast en zo de voedselopname uit de bodem belemmert. Wel benadrukken Van Breemen en Jongmans dat hun hypothese nog getoetst moet worden
Hoewel geboeid door de ideeen van Van Breemen en Jongmans, zet prof. dr Willem van Riemsdijk van de leerstoelgroep Bodemkunde en plantenvoeding vraagtekens bij de suggestie dat de microscopische gangen zijn gevormd door schimmels. De organische zuren kunnen volgens Van Riemsdijk evengoed afscheidingsstoffen van plantenwortels zijn of afbraakproducten van organische stof
Een aantal andere onderzoekers vraagt zich af wat de consequenties zijn van het graafwerk van de schimmels voor de groei van bossen. Volgens dr Han van Dobben, werkzaam bij het Instituut voor Bos- en Natuuronderzoek (IBN-DLO) in Wageningen, zijn de mogelijke implicaties voor de Nederlandse bossen in ieder geval gering. Hij benadrukt dat niet de bodemverzuring het probleem is voor de bossen in Nederland, maar de verhoogde stikstofdepositie. Een eventueel mechanisme van bomen om schadelijke effecten van bodemverzuring tegen te gaan, is hier dan ook niet erg relevant, meent Van Dobben
Bovendien, zegt hij, zijn de typen schimmels waarop Van Breemen en Jongmans doelen nauwelijks aanwezig in de Nederlandse bodems. Dit feit wordt bevestigd door de schimmelexpert dr Tom Kuiper van biologisch proefstation Wijster. Kuiper vermoedt dat de schimmels sowieso niet goed hun werk kunnen doen in verzuurde bodems, omdat ze hierin niet goed kunnen groeien
Bemesting
In een reactie stelt Jongmans dat zijn ectomycorrhizatheorie niet van toepassing is op het overgrote deel van de Europese bossen. Tot nu toe hebben we alleen gangen gevonden in podzolbodems onder grove dennen en fijnsparren. We zien ze niet in bodemprofielen die afkomstig zijn uit gebieden met loofbossen.
Al of niet geldend voor alle naaldbossen in Europa, werpt de theorie van Van Breemen en Jongmans in ieder geval nieuw licht op de wijze van bemesting van bosbodems. Tot nog toe bemesten natuurbeheerders in landen als Zweden de verzuurde podzolbodems onder naaldbossen met grote hoeveelheden kalk. De natuurbeheerders baseren het kalktekort op metingen van de calciumconcentratie in de bodemoplossing. Als de bomen via een geheime weg met behulp van ectomycorrhiza calcium onttrekken uit gesteente in de bodem, komt die redenering op losse schroeven te staan. De naaldbomen zouden dan helemaal niet in hun groei belemmerd worden door een kalktekort
Dr ing. Guus Log, hoofddocent bij de vakgroep Bodemkunde en -chemie aan de Universiteit Utrecht: Het idee dat bomen op een veel directere manier mineralen uit de bodem halen, door via schimmels tot in gesteenten door te dringen, vind ik zeer boeiend. Dit zou kunnen verklaren waarom vele bossen in Zweden nog goed groeien, ondanks de ernstige bodemverzuring door de ertsmijnbouw.
Wel spreekt Log zijn zorgen uit over hoe politici de theorie zouden kunnen interpreteren. Zij kunnen denken dat het met de schade aan bossen door verzuring allemaal wel meevalt, en dat ze te veel geld hebben gestoken in onderzoek en maatregelen tegen de verzuring, vreest hij. Ook Jongmans waarschuwt voor zulke foute conclusies. We steken met onze hypothese inderdaad onze nek uit. We zeggen niet dat de verzuring wel meevalt voor de bossen. Extreme verzuring zal altijd schade toebrengen aan bossen. Wel menen we dat naaldbomen in een verzuurde omgeving mogelijk veel baat hebben bij de samenwerking met schimmels. In de komende vier jaar gaan we die hypothese toetsen.
We gaan samen met drie aio's en een postdoc kijken hoe het systeem van de schimmels precies werkt en hoe algemeen het verschijnsel is. We gaan met DNA-proeven schimmels identificeren en we onderzoeken het mineralentransport in de schimmeldraden en boomwortels aan de hand van experimentele boomopstellingen. Ook gaan we kijken hoe wijd verbreid het verschijnsel is. We hebben hiervoor bodemprofielen uit de hele wereld tot onze beschikking. Met het onderzoek krijgen we misschien een andere kijk op de effecten van zure regen op bossen. Voor mij telt dit soort nieuwsgierigheidsgedreven onderzoek, omdat het vaak leidt tot de meest interessante inzichten.

Re:ageer