Wer etwa in Spargelanbaugebieten zur richtigen Zeit im Jahr unterwegs ist, kann sehen, wie Teile der Erde mit Mulchfolie bedeckt sind. Die üblicherweise aus nicht abbaubaren Materialien bestehenden Abdeckungen bleiben allerdings oft im Boden. Aus einem speziellen Polymer bestehende Folien könnten aber von Bodenmikroorganismen abgebaut werden, berichten nun Forscher im Fachblatt "Science Advances".
Plastikfolien werden seit den 1960 Jahren zum "Mulchen" verwendet. Durch das Bedecken des Bodens wird eine bessere Verteilung im und eine langsamere Verdunstung von Feuchtigkeit aus dem Boden erreicht. Überdies schützt die Folie vor Unkräutern und Insekten und mildert das Abkühlen des Bodens. Das begünstige das Pflanzenwachstum und senke den Wasser-, Pestizid- und Düngemittelverbrauch, hieß es am Mittwoch in einer Aussendung der Universität Wien.
Laut Schätzungen wurden 2016 rund zwei Millionen Tonnen solcher Mulchfilme in der gesamten Landwirtschaft eingesetzt. Das Ausrollen der üblicherweise aus dem nicht-abbaubarem Polyethylen (PE) hergestellten Abdeckungen birgt allerdings das Risiko, dass sich Kunststoff in der Erde anreichert, wenn das Plastik nicht vollständig wieder aus der Erde entfernt wird. Selbst wenn nur ein kleiner Teil davon zurückbleibt, schädigt das die Böden und damit die gesamte Umwelt.
Abhilfe könnten hier Folien schaffen, die quasi biologisch abbaubar sind. Ein Kandidat dafür ist das Polymer PBAT (Polybutylenadipat-terephthalat). Was mit dem Kohlenstoff aus dem Material passiert, verfolgte das Team um Michael Sander von der ETH Zürich im Rahmen seiner Analysen nach. Dabei verwendeten sie spezielles PBAT, das im Gegensatz zur normalen Polymer-Form statt des "üblichen" Kohlenstoff-Isotops (C12) eine erhöhte Menge der Kohlenstoff-Variante C13 enthielt. Da diese Variante in der Natur nur rund ein Prozent des Kohlenstoffs ausmacht, lässt sich damit gut nachvollziehen, was mit dem Kohlenstoff aus dem speziellen PBAT in weiterer Folge passiert.
NanoSIMS-Methode
Auf die Fersen von C13 in den Polymerproben aus den Bodenexperimenten machte sich das Team mit Hilfe von Dagmar Woebken, Arno Schintlmeister und Michael Wagner vom Department für Mikrobiologie und Ökosystemforschung der Uni Wien. Durch die Methode der hochauflösenden Sekundärionen-Massenspektrometrie - kurz "NanoSIMS" - konnten die Wissenschafter nachvollziehen, ob und wo der spezielle Kohlenstoff in die Biomasse von Bodenmikroorganismen eingebaut wurde.
Durch die seit 2010 an der Uni Wien eingesetzte Methode gelang der Nachweis, "dass Bodenmikroorganismen Polymer-Kohlenstoff auch in ihre Biomasse einbauen", so Woebken. Aufgrund der Analysen wurde klar, dass sowohl Pilze als auch einzellige Mikroorganismen am Abbau von PBAT beteiligt waren und alle drei Bestandteile des Polymers von den Kleinstlebewesen genutzt wurden. In weiterführenden Untersuchungen müsse nun geklärt werden, was mit bioabbaubaren Polymeren in unterschiedlichen Böden über längere Zeiträume hinweg tatsächlich geschieht.
Service: https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.aas9024
(APA/red, Foto: APA/Gregor Eder)
