Optimierung der Ernteerträge mit Hilfe von Bodenanalyse
Im ersten Artikel dieser Artikelserie, Verstehen, wie der Boden tickt, ging es um den Einfluss des Kohlenstoffgehalts auf die Fruchtbarkeit des Bodens. In einem Dauerfeldversuch erforschten Prof. Dr. Bernd Honermeier, von 1998 bis 2020 Leiter der Professur für Pflanzenbau an der Justus-Liebig-Universität Gießen, und seine Kolleginnen und Kollegen, wie sich beispielsweise der Einsatz verschiedener Düngemittel und unterschiedliche Bewirtschaftungsformen auf den Kohlenstoffgehalt im Boden und damit langfristig auf die Ernteerträge auswirken.
Eine Erkenntnis seiner Forschung ist, dass auch die Art der Bodenbearbeitung einen starken Einfluss auf die Wasserspeicherung und die Kohlenstoff-Akkumulation hat. „Während eine stark lockernde und wendende Bodenbearbeitung zu mehr Wasserverlusten führt“, erklärt Prof. Dr. Honermeier, „wird der Wasserhaushalt bei einer konservierenden Bodenbearbeitung mehr geschont. Konservierend meint hier, den Boden seltener zu lockern und ganzjährig über das Mulchen verstärkt Pflanzenreste einzubringen, um den Sauerstoffeintrag, die Wasserinfiltration und die Erosion des Bodens so gering wie möglich zu halten.“
Elementaranalyse von Bodenproben
Um die Gehalte an Kohlenstoff und Stickstoff in Böden und der Biomasse von Kulturpflanzen zu bestimmen, nutzt das Forschungsteam um Prof. Dr. Honermeier die Elementaranalyse. Mithilfe der untersuchten Stickstoffwerte in der Biomasse lassen sich über einen Umrechnungsfaktor sowohl der Stickstoffentzug der Pflanzen (zum Beispiel durch die Ernte) als auch der Rohproteingehalt in den Samen berechnen. Diese Daten, insbesondere die Nährstoffentzüge, sind die Voraussetzung für Nährstoffbilanzen in den Fruchtfolgen und für die Bewertung der Effizienz der Düngungsmaßnahmen. Die Elementaranalyse ermöglicht es, sehr viele Proben in kurzer Zeit zu analysieren und damit unmittelbar eine Auswertung der Daten vorzunehmen. „Anschließend bestimmen wir auf der Basis der Kohlenstoff- und Stickstoffgehalte der Bodenproben die Mengen an Gesamtkohlenstoff und an organischem Kohlenstoff (Corg) sowie die Stickstoffmengen einer Bodenschicht. Daraus können wir das Potenzial des Bodens zur Speicherung von Kohlenstoff und Stickstoff unter dem Einfluss der Bewirtschaftungsmaßnahmen – also Fruchtfolge, Bodenbearbeitung und Düngung – beurteilen“, beschreibt Prof. Dr. Honermeier das Vorgehen.
Das Forschungsprojekt
In Gießen betreibt die Justus-Liebig-Universität (JLU) mehrere Dauerfeldversuche auf landwirtschaftlichen Flächen, von denen der älteste bereits 1954 angelegt wurde. In einer dreijährigen Fruchtfolge werden auf den Parzellen Mais, Winterweizen und Sommergerste angebaut und jeweils mit unterschiedlichen Methoden gedüngt. Durch regelmäßige Bodenproben wird so die Langzeit-Wirkung einer mineralischen Stickstoff-, Phosphor- und Kalium-Düngung (NPK-Düngung) in Kombination mit einer Stalldung-Anwendung auf den Boden und auf die Pflanzenerträge untersucht.
Positiv wirken sich hier besonders zwei Faktoren auf die Kohlenstoff-Akkumulation im Boden aus: eine regelmäßige organische Düngung, etwa durch Stroh oder Kompost, und der regelmäßige Anbau von Sommer-Zwischenfrüchten. Das konnten die Forschenden am Lehrstuhl von Prof. Dr. Honermeier im Laufe des Versuchs beobachten. Außerdem stellten sie fest, dass die Kombination einer Stickstoff-Phosphor-Kalium-Düngung mit einer regelmäßigen organischen Düngung zu den höchsten und stabilsten Erträgen führt. Stickstoff ist dabei der wichtigste Nährstoff, der das Pflanzenwachstum und damit die Lebensmittelproduktion am deutlichsten beeinflusst.
Die Ergebnisse geben einen Ausblick auf wirksame und ertragssteigernde Methoden zur Bearbeitung von Ackerflächen. Aber auch im Bereich Pflanzenzüchtung und Precision Farming gibt es weitere Ansatzpunkte zur Ertragsoptimierung, wie uns Prof. Dr. Honermeier im Interview für einen der nächsten Blogartikel erklärt.
Fortsetzung folgt...
Während Prof. Dr. Honermeier und seine Studierenden in Gießen rund um das Thema Getreide am Beispiel von Mais, Weizen und Gerste forschen, untersuchte Abibou Niang für seine Doktorarbeit an der landwirtschaftlichen Fakultät der Rheinischen Friedrich-Wilhelm-Universität Bonn speziell die Ertragslücken im Reisanbau in Westafrika. Sein Ziel war es herauszufinden, wie die Ernteerträge gesteigert werden können. Angesichts von Herausforderungen wie dem Klimawandel, Bedrohungen durch Schädlinge und Krankheiten, muss auch hier der Anbau ressourceneffizienter und nachhaltiger gestaltet werden. Wenn Sie diesen Artikel nicht verpassen wollen, dann melden Sie sich für unseren Newsletter an. So werden Sie informiert, wenn der nächste Artikel dieser Serie veröffentlicht wird.
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