BonaRes Soil³: Sustainable Subsoil Management
Ziele des Projekts
Ziel des Gesamtprojektes ist es, das Volumen des Unterbodens besser als bisher für das Pflanzenwachstum zu erschließen, um so Ernteerträge zu steigern oder zumindest zu sichern. Wir gehen davon aus, dass die Nährstoff- und Wasseraufnahme aus dem Unterboden dann verbessert wird, wenn die Pflanzen vermehrt in Wurzeln in den Unterboden investieren. Dies kann gelingen über geringere physikalische Widerstände für Wurzelkanäle, „hot spots“ von Nährstoffen oder auch pflanzenverfügbares Wasser im Unterboden, wenn der Oberboden saisonal bedingt trocken ist.
Hintergrund
Die wachsende Weltbevölkerung macht eine Steigerung der Nahrungsmittelproduktion um mehr als 60 % bis zum Jahre 2050 verglichen mit 2005/2007 nötig. Vor dem Hintergrund der jetzigen Ausgangslage weltweiter agrarischer Produktion, ist eine „nachhaltige Intensivierung“ der Landwirtschaft eine große Herausforderung. Dafür bietet der Unterboden ein großes Ertragspotenzial, da große Mengen der Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffvorräte im Unterboden gespeichert sind. Um das Ertragspotential unserer Böden zu sichern und ihre Produktivität auf lange Sicht zu steigern, ist es daher unausweichlich den Unterboden in Zukunft miteinzubeziehen.
Ergebnisausblick
Ziel ist es, wissenschaftliche Grundlagen für Praktiker zu erarbeiten. Dies geschieht über
- Verzahnung von Forschungs- und Produktionsstrategien,
- Dienstleistungen,
- Strategische Anbauplanung,
- Erfolgsüberwachung und
- die Bereitstellung von Software.
Die in Phase I entwickelten Indikatorsysteme zur Wasser- und Nährstoffakquise bieten ein Werkzeug der Erfolgsüberwachung. Die technischen Verfahren bieten Potenzial für wirtschaftliche Anschlussfähigkeit in benachbarten Disziplinen. Die Methoden zur Identifizierung von Genotypen liefern potenzielle Anknüpfungspunkte für die kommerzielle Pflanzenzüchtung.
Zwischenergebnisse aus Phase 1 und 2
Physikalisch-chemische Eigenschaften des Unterbodens sind heterogener als im Oberboden. Der Wurzelzugang zum Unterboden ist standortabhängig, kann aber durch Oberbodenmanagement, insbesondere Stickstoffdüngung und Kalkung, sowie durch Bioporen und Lockerung gefördert werden, was unter saisonaler Trockenheit zu positiven Ertragseffekten führt. Für ein gezieltes Unterbodenmanagement haben wir ein Werkzeug zur streifenweisen Einbringung von Kompost in den Unterboden entwickelt Dies ermöglicht den Erhalt oder sogar eine Erhöhung der Erträge um 20%, abhängig von Wetterbedingungen und Oberbodenmanagement. Unterbodenmanagement ist am aussichtsvollsten und nachhaltigsten in gut drainierten Sandböden, Regionen mit Schichten die das Wurzelwachstum einschränken und Regionen mit extremen Klimaänderungen. Die Einbindung von Unterbodenmanagement könnte unter klaren Besitzbedingungen und im organischen Landbau am besten durchführbar sein.
Positive Effekte der streifenweisen Unterbodenmelioration mit Komposteinarbeitung hinsichtlich Erträgen und Bodenqualität, wie z.B. mikrobieller Gemeinschaft, Nährstoffstatus und Kohlenstoffspeicherung, bestehen für mindestens 4 Jahre. Außerdem wurde keine gesteigerte Stickstoffauswaschung festgestellt. Bei Aufwandskosten von 800 €/ha und Ertragssteigerungen zwischen 23 und 55% rentiert sich die Technik nach 4 Jahren. Unterbodenmelioration könnte 45-60% der Nährstoff- und Wasservorräte in deutschem Ackerboden für Nutzpflanzen zugänglich machen, wobei die Erfolge im von Sommertrockenheit gekennzeichneten Nordostdeutschland am vielversprechendsten sind. Die Akzeptanz der Unterbodenmelioration bei Landwirten variiert in verschiedenen Regionen und ist im Allgemeinen für biologische Techniken (Bioporenbildung durch Vorfrüchte) höher als für stärker invasive technische Verfahren.
Ergebnissausblicke Phase 3
Unser Ziel ist es, i) die Langlebigkeit der Ertragssteigerungen und Bodenqualität (Kohlenstoff-, Wasser- und Nährstoffspeicherung) durch mechanische und biologische Unterbodenmelioration zu ermitteln, ii) Wasser- und Nährstoffnutzungseffizienz gegen konventionelle Bodenbearbeitung zu evaluieren, iii) ein systematisches Werkzeug für die Wahl des organischen Zusatzes zu liefern, iv) die Performance verschiedener Nutzpflanzen nach Unterbodenmelioration zu überwachen und v) die Kosten, Risiken und Vorteile auf regionaler Ebene zu ermitteln. Dies wird es und ermöglichen, Anwendungsratschläge und Informationsmaterial zur Verfügung zu stellen für die Öffentlichkeit, Landwirte, Industrie und Wissenschaft.
| Projekttitel: | Soil³ Nachhaltiges Unterbodenmanagement (Förderkennzeichen: 031B1066) |
| Akronym: | BONARES |
| Laufzeit |
2015-2018 (Phase I) 2018-2021 (Phase II) |
| Förderung: |
Bundesministerium für Bildung und Forschung |
| Projektziele: |
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| Projektpartner: | Projektleitung: Prof. Dr. Wulf Amelung, INRES-Bodenwissenschaften, Universität Bonn Partner: Prof. Dr. Frank Ewert, Dr. Thomas Gaiser, INRES-Pflanzenbau, Universität Bonn Prof. Dr. Ingrid Kögel-Knabner, Dr. M. Steffens, Prof. Dr. Michael Schloter, Lehrstuhl für Bodenkunde, TU München Prof. Dr. A. Schnepf, Prof. Dr. Jan Vanderborght, Prof. Jan van der Kruk, Dr. Charlotte Ockert, Dr. Roland Bol, FZ Jülich, Institut für Bio- und Geowissenschaften Prof. Dr. Matthias Rillig, Abteilung für Pflanzenökologie, FU Berlin Prof. Dr. Schulze-Lammers, Dr. Oliver Schmittmann, Institut für Landtechnik, Universität Bonn Prof. Dr. Heiner Flessa, Dr. Axel Don, Thünen-Institut, Braunschweig Dr. H. Gerdes, Ecologic Institute, Berlin |
| Projektwebsite: | https://www.bonares.de/ |
