Bioporen im Unterboden: Bildung, Nährstoffumsatz und Auswirkungen auf das Wurzelwachstum der Kulturpflanzen

• Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Köpke
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik ; Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259988109

Vorbereitende Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe zeigen, dass der Anbau von Futterpflanzen mit Pfahlwurzeln schon nach 1 bis 2 Anbaujahren die Dichte großlumiger Bioporen im Unterboden erhöhen kann. Anözische Regenwürmer tragen kurzfristig offenbar weniger zur primären Porengenese bei, obwohl ihre Abundanz durch Bodenruhe und Erntereste erhöht wurde. Regenwürmer können möglicherweise in relativ kurzer Zeit Bioporen stabilisieren und die Eigenschaften der Porenwand verändern, jedoch besteht in dieser Hinsicht weiterer Forschungsbedarf. Die C- und N-Gehalte der Porenwand individueller Bioporen variierten erheblich, vermutlich als Folge unterschiedlicher Genese bzw. Besiedlung mit Regenwürmern und Pflanzenwurzeln. Kulturpflanzenwurzeln besiedeln häufig Bioporen und nehmen Kontakt zur Porenwand auf. Unklar ist noch, wie Poreneigenschaften das Wurzelwachstum beeinflussen. Im Rahmen des hier eingereichten Projekts werden wir quantifizieren, welchen Effekt der Anbau perennierender Futterpflanzen auf Bioporeneigenschaften, auf das Wurzelwachstum und die Ertragsbildung von Nachfrüchten hat. Die Weiternutzung unserer bestehenden Feldversuche inklusive der bereits vorhandenen Messtechnik für Bodenfeuchte und -temperatur ermöglicht uns die Einbeziehung von Witterungs- bzw. Jahreseffekten. Darüber hinaus werden wir die Wirkungen des Futterpflanzenbaus in Teilflächen mit nährstoffarmem Oberboden und eingeschränkter Wasserversorgung (rain shelter) quantifizieren. Weiterhin quantifizieren wir die Eigenschaften der Wandungen von Bioporen mit bekannter Historie (Besiedlung durch Regenwürmer oder Pflanzenwurzeln) und den Effekt der Regenwurmaktivität auf Porenwandeigenschaften. Die Kombination von in situ-Endoskopie mit der Analyse von Porenwandmaterial und Wurzeln, die aus individuellen Bioporen entnommenen werden, verspricht neue Erkenntnisse über die Attraktivität von Bioporen mit unterschiedlichen Eigenschaften für Pflanzenwurzeln. Wir erwarten neue Erkenntnisse zum Einfluss acker- und pflanzenbaulich beeinflussbarer Größen - wie dem Anbau von Kulturpflanzen mit Pfahlwurzeln und der Regenwurmaktivität - auf die Dichte und die Eigenschaften von Bioporen. Weiterhin erwarten wir neue Erkenntnisse zum Einfluss der Bioporeneigenschaften auf die Eignung der Biopore als Ausbreitungsweg für Kulturpflanzenwurzeln oder als potenzieller hot spot der Nährstoffakquisition.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr. Timo Kautz