Stickstoff und Kohlenstoff werden in der Landwirtschaft vor allem in Form von Düngemitteln zugeführt, um die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten. Wenn jedoch mehr gedüngt wird, als die Pflanzen benötigen, kommt es zu entsprechenden Auswaschungen. Stickstoff wird hierbei vor allem als Nitrat ausgewaschen und kann so unter anderem bei starken Niederschlägen mit dem Sickerwasser in das Grundwasser gelangen.

Erste Studien haben gezeigt, dass die Nährstoffeffizienz in Agroforstsystemen höher ist und im Vergleich zu Monokulturen weniger Düngemittel benötigt werden. Insbesondere die Nitratauswaschungen können durch Gehölzstreifen signifikant reduziert werden. Die genauen Prozesse, die zu dieser erhöhten Nährstoffeffizienz führen, sind jedoch noch teilweise unklar und von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Bewirtschaftung, der Ausprägung des Agrarholzsystems sowie den klimatischen und standörtlichen Gegebenheiten, abhängig. Infolgedessen ist die Quantifizierung der reduzierten Düngemittelmengen in Abhängigkeit von standortspezifischen Parametern weiterhin schwierig. Durch die beantragte Geräteinvestition können Sickerwasser- und Grundwasserproben hinsichtlich ihrer Kohlenstoff- und Stickstoffkonzentration analysiert werden. Dadurch lässt sich quantifizieren, wie sich ein klima- und standortangepasstes Düngeregime auf die Nährstoffauswaschungen im Sickerwasser auswirkt, und entsprechend kann eine vollständige Kohlenstoff- und Stickstoffbilanz aufgestellt werden. Durch die Quantifizierung der verringerten Düngemittelmenge kann die wirtschaftliche Attraktivität von Agroforstsystemen erhöht und somit die Akzeptanz bei den Landwirten gesteigert werden.

Jahr der Bewilligung: 2024

Gewährter Betrag: 32.940,00 €

Brandenburg zählt in Deutschland zu den Regionen, die großflächig durch eher ertragsarme Böden und ein sub-kontinentales, trockenes Klima geprägt sind. Vorherrschend sind sandige, häufig humusarme Böden, die nur ein geringes Speichervermögen für Wasser und Nährstoffe aufweisen. Der wichtigste Faktor für die Steuerung der Wasserhaltekapazität, sowie der Nährstoffspeicherung und -verfügbarkeit ist dabei der Gehalt an organischer Bodensubstanz. Neben den direkten Konsequenzen auf die Bodenfruchtbarkeit, hat die Stabilität der organischen Bodensubstanz zudem einen erheblichen Einfluss auf die CO₂-Bilanz von landwirtschaftlichen Flächen. Die organische Bodensubstanz besteht zur Hälfte aus Kohlenstoff, der beim Abbau als Kohlenstoffdioxid (CO₂) freigesetzt wird. Bei höheren Temperaturen werden im Boden die Umsetzungsprozesse beschleunigt, sodass es zu einer positiven Rückkopplung zwischen Klimaerwärmung und weiterer CO₂-Freisetzung aus dem Boden kommt. Noch ist nicht vollständig geklärt, wie stark diese Umsetzungsprozesse durch eine veränderte Bewirtschaftung zusätzlich beeinflusst werden können. Auf Grund der Bedeutung der organischen Bodensubstanz müssen daher bei der Entwicklung von nachhaltigen Landnutzungsstrategien die potentiellen Auswirkungen auf die Qualität der organischen Bodensubstanz berücksichtigt werden. Ziel des Projektes ist es Bodenproben von unterschiedlichen landwirtschaftlichen Flächen hinsichtlich der Stabilität ihrer organischen Bodensubstanz zu untersuchen, um so Rückschlüsse auf den Einfluss der Bewirtschaftungsform ziehen zu können.

Jahr der Bewilligung: 2023
Gewährter Betrag: 32.844,00 €

Soils are an important sink for carbon and reduce the CO₂ content of the atmosphere. Studies of soil-vegetation-atmosphere interactions are of high importance for understanding CO₂ fluxes and their fundamental ecological and physiological processes.  Within the framework of the project, the CO₂ gas exchange between soil and atmosphere is continuously recorded using state-of-the-art gas analysis technology, so that total carbon balances can be calculated. By using new transparent cuvettes, net photosynthesis and respiration can now be balanced, which opens up new fields of application in soil research. In a first long-term experiment, investigations are being carried out in the post-mining landscape. The aim is to characterize soil and ecosystem development by comparing respiration (loss) and photosynthesis (gain) and their ratios.

Project team: apl. Prof. Dr. Wolfgang Schaaf, Dr. Maik Veste, Tatiana Kholiavko
Funding: European Regional Development Fund (ERDF)