Auf dem Forschungscampus Klein-Altendorf können Forschende Freilandversuche auf Feldern durchführen.
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Jahr der Bioökonomie
Pflügen mit Tiefgang
Jahr der Bioökonomie
Pflügen mit Tiefgang
In etwa zwei Meter tiefen Gruben auf dem Forschungscampus Klein-Altendorf bei Bonn beobachten Forscherinnen, wie Wurzeln sich ihren Weg durch den Boden bahnen.
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Sieht man Landwirte mit dem Pflug auf den Feldern, so bearbeiten sie üblicherweise nur die obersten 30 Zentimeter des Bodens. Doch etwa zwei Drittel der Wasservorräte und mehr als die Hälfte der Nährstoffe befinden sich im darunterliegenden Unterboden. Dieser ist meist so verdichtet, dass die Pflanze ihre Wurzeln nur schwer dorthin ausstrecken kann. Spezielle Methoden, den Unterboden zu pflügen und aufzulockern, sind wirtschaftlich kaum rentabel: Denn nach zwei, spätestens drei Jahren hat sich der gelockerte Boden wieder verschlossen und verdichtet.
Der Campus der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn ist rund 176 Hektar groß.
Auch Forschende des BonaRes-Projekts Soil3 führen dort Feldversuche durch.
Ihre Forschung führt sie unter die Erde, denn sie interessieren sich für den Unterboden in 30 Zentimetern Tiefe.
Der Unterboden ist meist so verdichtet, dass Pflanzenwurzeln sich nicht dorthin ausstrecken und daher nicht an Nährstoffe und Wasser in dieser Tiefe herankommen.
Spezielle Pflugmethoden pressen Materialien wie Kompost in den Unterboden, um ihn dauerhaft locker zu halten. Zur Kontrolle werden Gruben in den Acker gegraben.
In den zwei Meter tiefen Gruben beobachten die Forschenden, wie sich die Pflanzenwurzeln ihren Weg in den aufgelockerten Unterboden bahnen.
Forschende wollen das vermeiden: Im Projekt Soil3 pressen sie beim Tiefpflügen organische Materialien wie Kompost in den Unterboden, die den Boden dauerhaft locker halten sollen. Die Pflanze erhält die Gelegenheit, bei Bedarf Wasser und Nährstoffe aus Bereichen unterhalb der Ackerkrume zu nutzen. „Wir schaffen also eine Art Versicherung, die es den Pflanzen erlaubt, auch in trockenen Sommern an ausreichend Wasser und Nährstoffe zu kommen“, sagt Prof. Wulf Amelung. Mit Erfolg: Die so behandelten Böden des Forschungscampus Klein-Altendorf liefern nun im dritten Jahr in Folge einen Mehrertrag von 20 Prozent – und das selbst in den Dürrejahren 2018 und 2019.
Texte: Janine van Ackeren
Bild oben: In etwa zwei Meter tiefen Gruben auf dem Forschungscampus Klein-Altendorf bei Bonn beobachten Forscherinnen, wie Wurzeln sich ihren Weg durch den Boden bahnen.
Wasser
Nährstoffe
DüngerDer Unterboden speichert große Mengen an Wasser und Nährstoffen. Pflanzen bedienen sich allerdings oft innerhalb der oberen 30 Zentimeter des Bodens, der Ackerkrume. Der Unterboden ist zu fest für die Wurzeln der Pflanzen. Um das zu ändern, arbeiten die Jülicher Forschenden an Methoden, die den Unterboden nachhaltig lockern. Mit Simulationen untersuchen sie außerdem, wie jede einzelne Wurzel mit unterschiedlichen Böden interagiert. So können sie beobachten, wie sich Änderungen im Boden auf Wurzeln, und damit auch auf den Rest der Pflanze auswirken.
„Wir schaffen eine Art Versicherung, die es den Pflanzen erlaubt, auch in trockenen Sommern an ausreichend Wasser und Nährstoffe zu kommen.“
Prof. WUlf Amelung, Institut für Bio- und Geowissenschaften (IBG-3)
Bilder: Forschungszentrum Jülich/Sascha Kreklau, Universität Bonn/PhenoRob