INPLAMINT - Increasing agricultural nutrient-use efficiency by optimizing plant–soil-microorganism interactions; TP A (FZJ)

Abstract

Interaktionen zwischen Pflanzen und Bodenmikroorganismen der Schlüssel zur Maximierung der Nährstoffeffizienz und der Minimierung der Nährstoffverluste in der Landwirtschaft sind und somit zu mehr Nachhaltigkeit führen können. Die übergeordneten Vorhabenziele waren die Aufklärung der Schlüsselprozesse, die an Nährstoffumsatz und -flüssen im System Pflanze-Boden-Mikroorganismen beteiligt sind, die Bewertung ihrer Bedeutung für eine nährstoffeffiziente landwirtschaftliche Biomasseproduktion, und die Ableitung geeigneter Managementstrategien zur Optimierung landwirtschaftlicher Biomasseproduktion für unterschiedliche Boden- und Klimabedingungen. Das Vorhaben war in drei Phasen von je drei Jahren gegliedert. In Phase III war das Vorhaben in fünf Arbeitspakete untergliedert, die folgende Schwerpunkte hatten: Synthese der in den Phasen I und II gewonnen Daten und Ergebnisse (WP1), Transfer des in INPLAMINT entwickelten Managementansatzes mit Verwendung von organischen Bodenzusatzstoffen zur Bindung von überschüssigem Stickstoff auf andere Regionen und klimatische Bedingungen in Feld- und Laborversuchen (WP2), Evaluierung der Effekte der Managementmaßnahmen auf Sozioökonomie und Umwelt (WP3), Entwicklung von Managementempfehlungen und Entscheidungshilfen sowie Politikberatung (WP4), und schließlich der Koordination des Vorhabens und der Datenbereitstellung für das BonaRes-Datenzentrum (WP5). Die spezifischen Vorhabenziele des Teilprojekts A im Berichtszeitraum (Phase III) war die Synthese der Ergebnisse der Phasen I und II von INPLAMINT (WP1), die Untersuchung der Stickstoffbindungs- und Freisetzungsdynamik unterschiedlicher organischer Bodenzusatzstoffe, sowohl in Laborexperimenten als auch in Feldversuchen an vier unterschiedlichen Standorten in Deutschland, an denen nicht nur der Effekt der unterschiedlichen Standorteigenschaften, sondern auch der Effekt frühsommerlicher Bodentrockenheit auf die Effektivität der organischen Bodenzusatzstoffe hinsichtlich der Binde-, Halte- und Wiederfreisetzungskapazität von Stickstoff und anderen Nährstoffen untersucht wurde. Zudem trug das Teilprojekt A zur Wissensdissemination bei (WP 4) und koordinierte das Gesamtvorhaben INPLAMINT (WP5), wirkte an den BonaRes-Statusseminaren sowie an der Organisation von Workshops mit und war für die Qualitätskontrolle und den Transfer der Versuchsdaten des Gesamtprojekts in die Datenbank des BonaRes-Datenzentrums verantwortlich. Datei-Upload durch TIB The central hypothesis of this joint project was that novel management strategies based on optimized interactions between plants and soil microorganisms are the key to maximizing nutrient efficiency and minimizing nutrient losses in agriculture and can thus lead to greater sustainability. The overall project objectives were to elucidate the key processes involved in nutrient turnover and fluxes in the plant-soil-microorganism system, to assess their importance for nutrient-efficient agricultural biomass production, and to derive appropriate management strategies to optimize agricultural biomass production for different soil and climatic conditions. The project was divided into three phases of three years each. In Phase III, the project was divided into five work packages focusing on the following areas: Synthesis of the data and results obtained in phases I and II (WP1), transfer of the management approach developed in INPLAMINT with the use of organic soil amendments to bind excess nitrogen to other regions and climatic conditions in field and laboratory trials (WP2), evaluation of the effects of management measures on socio-economics and the environment (WP3), development of management recommendations and decision-making aids as well as policy advice (WP4), and finally the coordination of the project and the provision of data for the BonaRes data center (WP5). The specific project objectives of subproject A in the reporting period (Phase III) were to synthesize the results of Phases I and II of INPLAMINT (WP1), to investigate the nitrogen binding and release dynamics of different organic soil amendments, both in laboratory experiments and in field trials at four different sites in Germany, where not only the effect of the different site characteristics, but also the effect of late spring / early summer soil drought on the effectiveness of the organic soil amendments with regard to the binding, holding and re-release capacity of nitrogen and other nutrients was investigated. In addition, subproject A contributed to knowledge dissemination (WP 4) and coordinated the overall INPLAMINT project (WP5), participated in the BonaRes status seminars and the organization of workshops and was responsible for quality control and the transfer of experimental data from the overall project to the BonaRes Data Center database.