INPLAMINT: Increasing agricultural nutrient-use efficiency by optimizing plant–soil-microorganism interactions; TP UKiel

Abstract

Langfristiges Ziel des Verbundprojektes war die Entwicklung neuer Management-strategien für die Optimierung der Stickstoffnutzungseffizienz in pflanzenbaulichen Produktionssystemen durch Ausnutzen der Interaktion zwischen Pflanzen und dem Bodenmikrobiom. Dazu sollten zunächst Schlüsselprozesse des Nährstoffumsatzes und -flusses identifiziert werden, bei denen die Wechselwirkung zwischen Pflan-zen, Boden und Mikroorganismen eine wesentliche Rolle für die nährstoffeffiziente Biomasseproduktion spielt. Durch mathematische Modellierung sollten Interaktio-nen zwischen diesen Prozessen und Boden- sowie Klimabedingungen quantifiziert werden. Am Ende stand Ableitung geeigneter Managementstrategien zur Optimie-rung landwirtschaftlicher Biomasseproduktion für unterschiedliche Boden- und Klimabedingungen. Die konkrete Problemstellung stellt die Auswaschung von Nitrat (NO3-) in der Über-gangszeit zwischen Ernte und Nährstoffaufnahme durch die Folgekultur dar. Dabei handelt es sich um den größten Verlustpfad von Stickstoff (N) in ackerbaulichen Systemen. Nach Verfrachtung in andere Ökosystemkompartimente führt das aus-gewaschene Nitrat zu indirekten Lachgasemissionen und trägt somit zu einer Be-lastung des Klimas bei. In Norddeutschland und weiteren Regionen Mitteleuropas nimmt Winterraps eine tragende Rolle in den Fruchtfolgen ein. Nach Anbau von Winterraps treten im Herbst vergleichsweise hohen Nitratmengen im Boden auf. Dementsprechend besteht ein hohes Risiko von Auswaschungsverlusten und Lachgasemissionen. Die Gründe hierfür sind teilweise erhöhte Restnitratmengen zum Zeitpunkt der Ernte, Ernterückstände mit einem geringen N-Immobilisationspotential sowie die geringe N Aufnahme der typischen Folgefrucht Winterweizen vor Winter. Ähnliche, wenn nicht sogar höhere N Verluste können nach Anbau von Ackerbohnen auftre-ten, bei denen sowohl Restnitratmengen als auch N Mengen in den Ernterückstän-den höher sind als bei Winterraps.