Forschungsprojekt 1

Auswirkungen breiter Spektren von Mineralien und Spurenelementen
in der Nährstoffversorgung von Feldfrüchten.

Durch die typischerweise einseitige Nährstoffversorgung der Kulturen durch Kunstdünger, die oftmals nur die drei Nährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium enthalten, kommt es zu Dysbalancen sowohl in den Pflanzen selbst als auch im Bodenleben. In Folge erhöht sich die Krankheitsanfälligkeit der Pflanzen und die Böden verschlechtern sich in ihrer Fähigkeit Nährstoffe zu binden und Wasser aufzunehmen und zu halten. Dies wiederum macht den Einsatz von Pestiziden erst notwendig und erhöht ebenso die Nährstoffauswaschung und Erosion der Ackerböden. Daraus resultiert die Belastung von Grundwasser und Gewässern mit Pestiziden und löslichen Nitrat- und Phosphatverbindungen.

Auch bei der Düngung mit Gülle, sowohl in der konventionellen als auch ökologischen Landwirtschaft, tritt die beschriebene Problematik auf. So kann eine zunehmende Grundwasserbelastung, vor allem durch Nitrate aus der Gülle, beobachtet werden. Oftmals übersteigt die Düngung die Nährstoffaufnahmekapazität der Böden und Auswaschungen werden häufiger. Jedoch beeinträchtigt die Schädigung des Bodenlebens auch die Wasseraufnahme und Speicherkapazität der Böden. Dies begünstigt Ernteausfälle bei Trockenheit, sowie Überschwemmungen bei andauernden Regenereignissen. Daher ist die Gesundheit der Böden ein integraler Bestandteil der Wasserwirtschaft.

Durch die Erfassung der Nährstoffversorgung von Pflanze und Boden lassen sich, ähnlich wie beim Blutbild beim Menschen, Rückschlüsse auf den Gesundheitszustand und Mangelzustände treffen. Der Gesundheitszustand von Pflanze und Boden, die sich im Mangel befinden, kann drastisch verbessert werden durch die gezielte Gabe von Mineralien und Spurenelementen.

Die folgenden Effekte sollen mit Hilfe verschiedener Versuchsanordnungen im Gewächshaus und am Acker untersucht werden:

1. Die Photosyntheseleistung

Die Photosyntheseleistung der Pflanzen kann um ein Vielfaches gesteigert werden, woraus eine deutlich höhere Biomasseproduktion, sowohl in der Ernte, aber auch im Boden resultiert.

  • Hierdurch erhöht sich die organische Substanz im Boden, die wiederum die Nährstoff- und Wasserhaltekapazität erhöht und so der Erosion vorbeugt.
  • Desweiteren ergibt sich hier ein enormes Potential der Kohlenstoffspeicherung im Boden, also eine Verlagerung des Kohlendioxids in der Luft zu organischer Masse (Humus) im Boden.
  • Durch Beseitigung von Nährstoffdefiziten in den Pflanzen werden diese widerstandsfähiger gegenüber Krankheiten, wodurch schließlich weniger bis keine Pestizide mehr benötigt werden.
  • Durch den Aufbau des Bodens erhöht sich die Pflanzenverfügbarkeit der Nährstoffe, so dass für die gleiche Düngewirkung weniger Dünger notwendig ist.
  • Hieraus ergibt sich eine verringerte Gewässerbelastung durch Auswaschung.

2. Stickstofffixierung

Die biologische Stickstofffixierung der Bodenmikroben kann durch bestimmte Spurenelemente, die als enzymatische Kofaktoren dienen, gesteigert werden. Dadurch wird der Bedarf an Stickstoffdünger weiter gesenkt.

3. Effekte nicht essenzieller Nährstoffe

Über die als essenziell angesehenen Pflanzennährstoffe hinaus gibt es zunehmend weitere Elemente, die in der aktuellen Forschung das Potential zeigen, die Pflanzengesundheit bereits in äußerst geringen Mengen deutlich zu steigern. Hier sind Versuche notwendig, um einerseits die dosisabhängigen Effekte zu erforschen und andererseits die Wirkung von Kombinationen verschiedener Mineralien und Spurenelemente in unterschiedlichen Verhältnissen zu erfassen.

 

Hierfür werden sowohl Pflanzenversuche in kleinem Maßstab in Gewächshäusern durchgeführt wie auch Feldversuche auf den landwirtschaftlichen Flächen der Partnerbetriebe. Das Forschungsvorhaben erfolgt in Kooperation mit dem Institut für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz der Technischen Universität Hamburg (TUHH).

Auf Basis dieser Forschungsarbeiten wird im IMKF ein marktfähiges Pflanzenstärkungsmittel aus natürlichen Mineralien und Spurenelementen entwickelt werden, welches die genannten Vorteile für eine Landwirtschaft der Zukunft eröffnet.