Technische Universität München
Wissenschaftszentrum Weihenstephan, Lehrstuhl für Ökologischen Landbau
Die Arbeitsgebiete des Lehrstuhls für Landbau und Pflanzenbausysteme umfassen Aspekte der Agrarwissenschaft, des Ökolandbaus und des allgemeinen Pflanzenbaus (Landnutzung) auf verschiedenen Systemebenen und Skaleneinheiten.
Die unterste Ebene umfasst Untersuchungen und Forschungsfragen zur Pflanze, ihrem genetischen Potenzial und den Wechselwirkungen zwischen Düngung, Standort und Bestandesbildung.
Auf der zweiten Ebene werden Pflanzenbestände in Wechselwirkung mit Fruchtfolgen, die sich z.B. aus Ökologischen und Biogas-Betriebssystemen ableiten, betrachtet. Sie werden in Feldversuchen hinsichtlich Ertrags- und Qualitätsbildung und bezüglich ihrer Wirkungen auf Boden, Luft und Wasser sowie Energielieferung und -effizienz untersucht.
Forschungsziel
Kurzfristiger Kohlenstoffumsatz und Erosion in extensiven Anbausystemen
Anbausysteme, die mit einer längeren Bodenruhe einhergehen, beeinflussen die Kohlenstoffumsetzungsprozesse im Boden in beträchtlichem Maße. Durch die Akkumulation von Humus und eine Ausweitung der Bodenbedeckungsdauer gegenüber dem Marktfruchtanbau können Bodenhumusgehalte gesteigert und Erosion vermindert werden. Bislang fehlen eindeutige Untersuchungen, die diese Effekte im Kontext der im Rahmen von ELKE III geplanten extensiven Anbausysteme zur Erzeugung Nachwachsender Rohstoffe beschreiben und quantifizieren.
Hierzu werden von der TU München Untersuchungen zur C-Akkumulation und Erosionsbewertungen durchgeführt. Im Zusammenhang mit der Bewertung der geplanten Anbausysteme als Kompensationsmaßnahmen ergeben sich folgende zentrale Untersuchungsinhalte:
- Welchen Beitrag können extensive Anbausysteme für den Erhalt der natürlichen Ertragsfunktion der Böden und eine kurzfristige C-Sequestrierung leisten?
- In welchem Ausmaß können extensive Anbausysteme zu einer möglichen Minderung von Treibhausgasemissionen durch C-Sequestrierung beitragen?
- Findet im Zuge der Umstellung der Bewirtschaftung eine Erosionsminderung (Wassererosion, z.T. Winderosion) statt, insbesondere durch standortangepasste Agroforstsysteme?
Methodik
Neben den Boden-Basisuntersuchungen wird die Entwicklung kurzfristiger C-Bindung im Boden durch Beobachtung sensitiver Parameter (mikrobieller Kohlenstoff, Cmik; Heißwasserlöslicher Stickstoff / Kohlenstoff, Nhwl, Chwl) und deren Auswirkungen auf die Humusakkumulation untersucht. Ergänzend werden Humusbilanzen erstellt.
Der lokale Einfluss der ELKE-Kulturen (Fokus Agrarholz) bzw. der Agroforstsysteme auf die Erosionsgefährdung von Ackerflächen wird am Modellstandort Scheyern mit Hilfe von GIS-Modellierungen abgeschätzt. Wichtige Faktoren innerhalb der hydrologischen Modellierungen sind die Humusmenge im Oberboden sowie die Bodenbedeckung durch Vegetation, die von der Etablierung des Agroforstsystems bis zur Ernte des Holzes starken, zyklischen Einflüssen unterworfen sind.
Neben den abiotischen Faktoren werden auch bodenbiologische Eigenschaften, wie das Vorkommen von Regenwürmern und die Entwicklung der unterirdischen Biomasse innerhalb der Gehölze und auf Referenzflächen untersucht.