In Neuaufforstungen mit Koniferen (in der Bundesrepublik in naher Zukunft auf ca. 1,2 Mio. ha Grenzertragsboeden und Oedlaendereien) besteht die Gefahr einer Primaerinfektion durch den holzzerstoerenden Wurzelschwamm Fomes annosus. Seine Sporen besiedeln frischgeschnittene Stubben, dringen in deren Wurzeln vor und von dort in die Wurzel lebender Baeume in denen sie Wurzel- und Stammfaeule erzeugen. In England wird fuer die Kiefer zur Verhinderung der Infektion eine protektive Stubbenbehandlung mit pilzlichen Antagonisten von Fomes annosus empfohlen, die jedoch in eigenen Laborversuchen bei der Fichte (auch bei der Kiefer) keine zuverlaessigen Erfolge brachte. Es soll versucht werden, durch besseres Verstaendnis von Stoffwechselablaeufen und Infektionsbiologie ein biologisch sicheres (chemisches oder physikalisches) Verfahren zu finden, dass es es erlaubt, Fichte bzw. Douglasie gleichbleibend zu schuetzen. Hierbei ist die hohe physiologische Variabilitaet von Fomes annosus zu beruecksichtigen.
Vier Experimente bilden ein konsekutives Programm zum Aufklären der Rolle von EPS (extrazelluläre polymere Substanzen) in landwirtschaftlichen Böden auf der Basis von folgenden beiden zentralen Hypothesen: (1) EPS sind ein wichtiger Bestandteil von mikrobieller Nekromasse, die sich aus Böden mit Kationen-Austausch-Harzen (CER) extrahieren lässt. (2) GalN (Galaktosamin) ist ein Indikator für mikrobielle EPS in Böden. Im ersten Experiment wird die mikrobielle EPS-Bildung durch das Kultivieren von Bodenbakterien und Bodenpilze untersucht. Dabei dienen Glycerol und Stärke als C-Quelle und die Mikroorganismen werden in Abwesenheit oder Gegenwart von organische Substanz (OS) freiem sterilen Sand angezogen. Im zweiten Experiment, werden einfache (Glycerol oder mais-bürtige Stärke) und komplexe (mais-bürtige Cellulose oder Maisstroh) 13C-markierte Substrate auf ihre Fähigkeit getestet, bakterielle und pilzliche EPS in vier Böden zu bilden, die sich im Pilz/Bakterien-Verhältnis aufgrund des Boden-pH-Werts oder aufgrund der Düngungsgeschichte unterscheiden. Im dritten Experiment werden Glucose- und Cellulose-Abbau gemessen, um die Kohlenstoff-Nutzungs-Effizienz (CUE) und thermodynamische Effizienz in zwei Böden zu erfassen, die sich im Pilz/Bakterien-Verhältnis aufgrund der Düngungsgeschichte oder aufgrund der Abwesenheit oder Gegenwart von EPS unterscheiden. Im vierten Experiment wird die mikrobielle EPS-Bildung durch die Zugabe eines einfachen und leicht verfügbaren Substrats (mais-bürtige Stärke), welches die bakterielle EPS-Bildung fördert sowie eines mehr abbau-resistenten Substrats (mais-bürtige Cellulose), welches die pilzliche EPS-Bildung fördert. Beständigkeit und aggregat-stabilisierende Effekte von frisch gebildeten EPS wird dann für 70 Tage verfolgt. Das C/N-Verhältnis der Substrate wird generell auf 40 eingestellt, in Experiment 1 mit (NH4)2SO4 und in den Experiment 2, 3 und 4 mit (15NH4)2SO4. In allen Experimenten werden die mit CER extrahierten EPS auf ihre Aminozucker-Konzentration untersucht, kombiniert mit deren komponenten-spezifischer d13C- and d13N-Analyse. EPS Extrakte werden zusätzlich auf 13C und d15N in organischer Substanz, Gesamt-Kohlenhydrate, Gesamt-Protein und Gesamt-DNA geprüft. Im Boden werden 13C in organischer Substanz und mikrobieller Biomasse (MB), total 15N und MB15N sowie Enzym-Aktivität (N-Acetyl-?-D-Glucosaminidase und Tyrosin-Peptidase) gemessen. Weiterhin werden Aminozucker bestimmt, kombiniert mit deren komponenten-spezifische d13C- und d13N-Analyse. In der Bodenatmosphäre wird die Produktion von Gesamt-CO2 und 13CO2 gemessen. In Experiment 3 wird zusätzlich die Wärmeproduktion mit Hilfe der Mikrokalorimetrie gemessen.