• Laufzeit: 01.04.2021 – 31.07.2024
  • Schwerpunkt: Landnutzung

Zwischenfrüchte als agronomische Maßnahme für nachhaltige Bodenfruchtbarkeit und Ertragssicherheit (BonaRes CATCHY 3)

Verbundprojekt CATCHY im Rahmen der Förderinitiative "BonaRes "

„BonaRes“ steht für „Boden als nachhaltige Ressource für die Bioökonomie“. Bei dieser Förderinitiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) steht die nachhaltige Nutzung der knappen Ressource Boden im Vordergrund. Ziel von "BonaRes" ist es, das wissenschaftliche Verständnis von Bodenökosystemen zu erweitern und die Produktivität der Böden und deren anderen Funktionen zu verbessern sowie neue Strategien für eine nachhaltige Nutzung und Bewirtschaftung von Böden zu entwickeln.

Das Thema des Verbundprojektes CATCHY ist "Zwischenfrüchte als agronomische Maßnahme für nachhaltige Bodenfruchtbarkeit und Ertragssicherheit". Im Rahmen von CATCHY werden innovative Anbausysteme und Bodenmanagementstrategien durch Integration von Zwischenfrüchten entwickelt. Diese sollen dann bei der Erschließung von Grenzstandorten angewendet werden.

Das Biomasse-Institut (BIT) am Campus Triesdorf der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf bearbeitet nach Projektphase 1 (2015 - 2018) und Projektphase 2 (2018 - 2021) nun die dritte Projektphase (CATCHY 3) von 2021 bis 2024.

Ziel des Projekts

Hauptziel des Projekts ist es, ein dynamisches und räumlich auflösendes Modell zu entwickeln, das den Nutzen nachhaltiger Strategien zur Steigerung des Ertragspotentials und der Bodenfruchtbarkeit aufzeigen kann. Dieses Modell soll langfristige ökonomische Auswirkungen des Zwischenfruchteinsatzes vorhersagen und darüber hinaus unterstützende Werkzeuge bereitstellen, die informationsbasierte Entscheidungen beim Anbau von Zwischenfrüchten möglich machen.

Bei der Optimierung von Fruchtfolgesystemen spielt der Anbau von Zwischenfrüchten langfristig eine wichtige Rolle. Nicht nur die potenzielle Ertragsfähigkeit der Pflanzen, sondern auch biologische, chemische und physikalische Eigenschaften des Bodens und die Nachhaltigkeit von Produktionssystemen können positiv beeinflusst werden.

Ziel des Projekts ist es, nicht nur verbesserte Managementsysteme durch die wissensbasierte Anwendung von Zwischenfruchtmischungen zu entwickeln, sondern auch ein besseres und vertieftes Verständnis von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen zu erhalten. Im Speziellen werden dafür Bodenfruchtbarkeitsparameter sowie Funktionen und Interaktionen in Boden- und Rhizosphärenlebensräumen in Agrarökosystemen untersucht.

Die Relevanz für die landwirtschaftliche Praxis wird durch das Zusammenspiel von agronomischen und sozio-ökonomischen Management erweitert. Für einen breiten wissensbasierten Umgang mit der Ressource Boden setzt sich das multidisziplinäre Team aus einem Partner der Agrarwirtschaft (DSV) und Forschungsgruppen mit den Schwerpunkten Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Bodenkunde, Bodenbiota (Mikrobiologie) und Sozioökonomik zusammen. In einem als Dauerversuch angelegtem Feldexperiment mit Zwischenfrüchten, die in unterschiedlichen Fruchtfolgen integriert sind, erforscht das Team die Effekte von verschiedenen Zwischenfruchtarten und -mischungen.

Ein Versuchsfeld des Forschungsprojekts mit Phacelia (Bienenfreund) vor Rhaps

Folgende Aspekte werden dabei erforscht:

  • Entwicklung von Wurzelsystemen von Zwischenfruchtbeständen, die sich aus unterschiedlichen Durchwurzelungszonen zusammensetzen und verschiedene Funktionen für die Bodenfruchtbarkeit erfüllen
  • Steigerung der Biodiversität der im Boden vorkommenden Arten
  • Erhöhung der Menge und Verfügbarkeit von im Boden vorkommenden Nährstoffen
  • Steigerung des Kohlenstoffeintrags in den Boden
  • Verbesserung der Bodenstruktur und Aggregatstabilität
  • Intensivierung von Nährstoffflüssen und -kreisläufen, insbesondere Umwandlung von nicht-pflanzenverfügbaren Nährstoffquellen in bioverfügbare Formen
  • Kalkulation der langfristigen Kosten und Nutzeneffekte dieser Verbesserungen für potentielle Anwender

Methodik

Das Hauptaugenmerk des Konsortiums liegt auf der Optimierung von Fruchtfolgen mit Hilfe von Zwischenfrüchten zum Zwecke der Absicherung des Ertragspotentials, dem Erhalt der Bodenfruchtbarkeit und des Humusaufbaus. Dazu werden Marker zur Bestimmung der Bodengesundheit und des bodenabhängigen Produktivitätspotentials entwickelt.

Die Analyse von Nährstoffflüssen wird an die Untersuchung von ausgewählten Kulturpflanzenmerkmalen gekoppelt und dient als Indikator für den Bodenstatus. Durch die Bestimmung von ausgewählten morphologischen, molekularen, metabolischen und agronomischen Merkmalen werden die Auswirkungen von einzelnen Zwischenfruchtarten und -mischungen auf die Fruchtfolge und auf die nachfolgenden Kulturen aus verschiedenen wissenschaftlichen Blickwinkeln bewertet.

Da das dynamische System Boden und der Nährstoffkreislauf stark durch Mikroorganismen beeinflusst werden, kommt dem Verständnis des Ökosystems Boden und dessen Interaktionen mit den Kulturpflanzen eine besondere Bedeutung zu. Innovative molekulare Methoden und stabile Isotopen-Techniken kommen zur Anwendung, um Änderungen des Mikrobioms und dessen Funktionen in Prozessen wie dem Stickstoffkreislauf oder der Symbiose mit Mykorrhizapilzen einschätzen zu können.

Ein Teil des Projekts beschäftigt sich mit Untersuchungen zum ökonomischen Nutzen und zur Akzeptanz der zu entwickelnden Konzepte vornehmlich in der Landwirtschaft, jedoch auch in der Wissenschaft und der breiteren Öffentlichkeit.

Publikationen

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