Nachhaltige Landwirtschaft durch Mikroorganismen im Boden – Kooperation mit Argentinien

Im Kampf gegen Erosion durch Wind und Wasser haben bodenkonservierende Maßnahmen wie die Direktsaat ohne vorherige Bodenbearbeitung ein großes Potenzial. Ein Langzeittest in Argentinien soll die Auswirkungen auf Bodenorganismen testen.

Landschaft in Argentinien

Farmland des Langzeitversuchs in der Provinz Buenos Aires © K. Smalla

In Argentinien ist die Direktsaat inzwischen weit verbreitet, denn sie gilt im Kampf gegen Bodenerosion durch Wind oder Starkregen als eine vielversprechende Option. In Deutschland ist die Forschung zu Direktsaat bislang noch nicht intensiv verfolgt worden. Bodenerosion ist aber auch in der deutschen Agrarwirtschaft ein wichtiges Thema.

Langzeitversuch seit 1987: („Monumento Histórico“)

Im Mai 2014 veranstalteten das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und sein argentinisches Partnerministerium MINCyT in Buenos Aires den „Deutsch-Argentinischen Workshop Bioökonomie“, auf dem ein Langzeitversuch („Monumento Histórico“) auf einer Farm in der Provinz Buenos Aires vorgestellt wurde. Dieser seit 1987 durchgeführte Versuch bot eine einzigartige Chance, im Rahmen des ELMAB-Projekts die Effekte bodenkonservierender Direktsaat mit der traditionellen Bearbeitung durch Pflügen auf Erträge, die organische Bodensubstanz, Durchlässigkeit und Wasserverfügbarkeit, aber auch auf das Bodenleben – insbesondere die Mikroorganismen – zu vergleichen.

Unterschiedliche Zusammensetzung von Organismen im Boden

Entnahme von Bodenproben

Argentinischer Projektleiter entnimmt Bodenprobe © K. Smalla

Die Projektpartner untersuchten Bodenproben, die im Juli und Dezember 2014 genommen wurden, mithilfe von molekularen Fingerprint-Methoden. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Zusammensetzung der Bakterien sowohl in den Bodenschichten als auch in Abhängigkeit von der Bodenbearbeitung stark unterschied. Dominante Bakterien, aber auch Archaeen (sog. Urbakterien), konnten identifiziert werden. Sie unterschieden sich in ihrem Vorkommen ebenfalls signifikant zwischen den beiden Anbausystemen. Einige dieser Lebewesen könnten z.B. im Stickstoffkreislauf eine Rolle spielen. Landwirte nicht nur in Deutschland und Argentinien sind daran interessiert, die Ressource Boden langfristig zu erhalten und damit einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Landwirtschaft zu leisten. Wie sich die Direktsaat auf das Bodenleben auswirkt ist von großer Bedeutung, da Bodenmikroorganismen wesentlich verantwortlich sind für funktionierende Stoffkreisläufe und die Bodenfruchtbarkeit. Dies kann in diesem einzigartigen Langzeitversuch untersucht werden.

Internationalen Zusammenarbeit gegen Bodenerosion

Wissenschaftliches Ziel des Ende Mai 2016 abgeschlossenen bilateralen Kooperationsprojekts „Effekte landwirtschaftlicher Managementpraxis auf Bodenmikroorganismen“ (ELMAB) ist die Aufklärung, wie sich die Bodenbearbeitung und die Fruchtfolge auf die strukturelle und funktionelle Vielfalt von Bodenmikroorganismen auswirken. Diese Kenntnisse sind eine wesentliche Voraussetzung, um geeignete Maßnahmen zur langfristigen Erhaltung der Leistungsfähigkeit landwirtschaftlich genutzter Böden zu ergreifen.

Die internationale Zusammenarbeit bringt für Landwirte, aber auch für die Bodenmikrobiologen einen klaren Mehrwert. Daher werden die Ergebnisse des ELMAB-Projekts mit großem Interesse verfolgt. Weiterhin bieten sich klare Synergien mit laufenden Projekten des Julius Kühn-Instituts ( JKI) und dem Zentrum für Bodenforschung (BonaRes).

Neue Versuchsanordnung kann viele Fragen beantworten

Die Hälfte der Versuchsfläche „Direktsaat seit 1987“ wird seit 2012 gepflügt. Auf einer Hälfte der bisherigen Fläche „konventionelle Bodenbearbeitung mit Pflügen“ erfolgt nun eine Direktsaat. Im Rahmen des BMBF-geförderten Mobilitätsprojekts liegt der Fokus der Untersuchungen auf den Flächen mit fast 30-jähriger Direktsaat bzw. pflügender Bodenbearbeitung. Allerdings eröffnen sich mit der neuen Versuchsanordnung spannende Fragen: In welchen Zeiträumen reagieren Böden auf Veränderungen in ihrer Bearbeitung? Welche Mikroorganismengruppen könnten als Indikatoren für Stoffkreisläufe oder andere Ökosystemleistungen dienen? Die Forschenden und Landwirte erwarten durch die Untersuchung der Böden des „Monumento Histórico“ Erkenntnisse darüber, wie die landwirtschaftliche Bodenbearbeitung die Biodiversität und Ökosystemleistungen von Böden sowie Erträge beeinflussen. Die Ergebnisse sollen nicht nur in wissenschaftlichen Journalen veröffentlicht, sondern auch vor Landwirten vorgetragen werden. In einem geplanten multidisziplinären Forschungsprojekt mit Mikrobiologen, Bodenwissenschaftlern und Landwirten wäre eine neue Qualität der Bodenforschung im Rahmen des BMBF-Förderprogramms „Bioökonomie International“ möglich.

Ansprechpartner/in

DLR Projektträger | Internationales Büro
Jonas Kliesow
Tel.: +49 228 3821 1438
Julius Kühn-Institut (JKI)
Prof. Dr. Kornelia Smalla
Tel.: +49 531 299-3814

Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik, Braunschweig,
Institute of Investigation in Genetic Engineering and Molecular Biology (INGEBI-CONICET), Buenos Aires