EIP Agri „Precision AMF“ – Projekt laufend


Die GKB e.V. ist OG-Partner im EIP Agri Projekt “Bedarfsgerechte, teilflächenspezifische Anwendung mykorrhizierter Bodenhilfstoffe zur Erhöhung der Ertragsstabilität im Feld anhand hochauflösender Bodenkartierungstechnologien (Precision-AMF)“. Dieses Projekt wird durch die EU im Rahmen der Fördermaßnahme Europäische Innovationspartnerschaft „Produktivität und Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft (EIP Agri)“ gefördert.

 

Projekttitel

Bedarfsgerechte, teilflächenspezifische Anwendung mykorrhizierter Bodenhilfstoffe zur Erhöhung der Ertragsstabilität im Feld anhand hochauflösender Bodenkartierungstechnologien (Precision-AMF)


Ausgangspunkt ist das Interesse (und die Notwendigkeit) der landwirtschaftlichen Praxis, pflanzenstärkende Mykorrhizapilze gezielt dort einzubringen, wo es die Bodenstruktur besonders erfordert. Das Ziel ist mittels GPS gesteuerter Sensorik (Bodenstrukturanalyse) ein Verfahren zu entwickeln, dass die teilflächendifferenzierte Ausbringung ermöglicht. Neue nach Bodentyp angepasste Mykorrhiza-Formulierungen werden entwickelt. In schwierigen Feldabschnitten wird dadurch gezielt und ökologisch nachhaltig Bodenleben, Pflanzengesundheit und Nährstoffaufnahme verbessert und damit Ertragsstabilität gesichert.

Beschreibung der Problemstellung und des Handlungsbedarfs

  • Ressourcenverknappung und neue Düngerichtlinien im Sinne einer nachhaltigen Landwirtschaft erfordern die Entwicklung neuer Verfahrensweisen im landwirtschaftlichen Nährstoffmanagement. Das System Boden als Grundlage des Pflanzenwachstums wird von den Landwirten wieder verstärkt in den Blick genommen. Die Bedeutung von Bodenleben und Erhaltung der Bodengesundheit steht dadurch zunehmend im Fokus der Praktiker.
  • Bodenhilfsstoffe auf der Basis von Arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMF) verbessern durch die Symbiose Pilz/Pflanze Bodenleben, Nährstoffverfügbarkeit und Trockentoleranz von Nutzpflanzen deutlich, sie wirken sich somit positiv auf Pflanzenentwicklung und -gesundheit aus. Das Interesse der Landwirte ist groß, dieses neue Produktionsmittel gezielt und sparsam dort einzusetzen, wo der größte Effekt zu erwarten ist.
  • Die pflanzenstärkende und damit ertragsstabilisierende Wirkung der Mykorrhiza kommt besonders unter Mangelbedingungen zum Tragen. (Teil-)Flächen, auf denen Wassermangel oder Nährstoffverfügbarkeit das Pflanzenwachstum begrenzen, sind daher Standorte, an denen eine Förderung des Bodenlebens durch Mykorrhiza am wirksamsten zur Ertragssteigerung/Ertragsstabilisierung beitragen kann.
  • Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit im Boden sind maßgeblich durch seine physikalisch-chemischen Eigenschaften bestimmt (Textur, Sand-, Schluff- und Tongehalte, Lagerungsdichte, pH, Humusgehalt). Ein Verfahren, in dem Bodenstrukturanalyse und Applikation eines Mykorrhiza Präparats unmittelbar gekoppelt werden, ist daher neu und für die Praxis besonders interessant. Gezielte Applikation schont Ressourcen und senkt ökonomische Risiken. Parallel ermöglicht die exakte Analyse der Bodenstruktur die Wirksamkeit verschiedener Mykorrhizapräparate unter speziellen Bodenbedingungen zu untersuchen. Dadurch neu entwickelte Produkte, Induktoren und Formulierungen ermöglichen die Praxistauglichkeit der mykorrhiza-basierten Bodenhilfsstoffe.
  • Laufzeit des Projekts: 02/2019 – 01/2022

Projektkoordination: Institut für Pflanzenkultur e. K. (IFP), Solkau Nr. 2, 29465 Schnega, Frau Dr. Carolin Schneider

OG-Partner:

  • Landwirtschaftliche Partner Hof Trumann/Gaddau; Biolandhof Cordts/Molden

Auswahl und Bereitstellung der Versuchsflächen zur Bodenuntersuchung durch Geophilus: Hof Trumann/Gaddau (konventioneller Anbau), Biolandhof Cordts/Molden (kontrolliert biologischer Anbau)Abstimmung und Einrichten der Maschinen zur teilflächenspezifischen Ausbringung von Induktoren und Inokulum zur Versuchsanlage, Pflege der Versuchsflächen, Versuchsernte mit Erntebonitur. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.biolandhof-cordts.de/

  • Partner Institut für Pflanzenkultur e.K. (IFP)

Im Institut für Pflanzenkultur wird spezifisch an Mykorrhizapräparate, Induktoren und Formulierungen gearbeitet, die auf die vom Untersuchungssystem Geophilus ermittelten Bodenbedingungen ausgerichtet sind Das Ziel ist, über die Bodenuntersuchungen den Bestand der natürlichen Mykorrhiza im Feld zu erkennen und mit geeigneten Induktoren gezielt zu fördern sowie gleichzeitig gezielt passende Mykorrhizapräparate in Teilflächen einzubringen, in denen kaum oder keine natürliche Mykorrhiza mehr vorhanden ist.

Isolierung natürlicher Mykorrhiza aus heterogenen Teilflächen analog der Ergebnisse der Bodenuntersuchung mit Geophilus durch Fangpflanzenkulturen in Töpfen. Vermehrung der Mykorrhiza an verschiedenen Produktionspflanzen und Trägermaterialien. Identifizierung der Pilzarten über molekularbiologische Methoden und Untersuchung der Wirksamkeit verschiedener Induktoren (z.B. Glukose) in Topfversuchen im Gewächshaus. Weitere Informationen finden Sie unter https://pflanzenkultur.de/

  • Partner Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ)

Die weltweit einzigartige precision-farming Technologie „Geophilus electricus“ ermöglicht die gleichzeitige Kartierung von Bodenart (Textur) und Feuchteindex hochauflösend in 6 verschieden Tiefen. Die von den Landwirten identifizierten und teils durch heterogenes Ertragsaufkommen charakterisierten Schläge werden kartiert und beprobt. Es werden Bodenproben entnommen und zur Kalibrierung im Labor die Textur, die Nährstoffverfügbarkeit und die organische Substanz analysiert. Nachfolgend werden während der Kultur Pflanzenproben genommen, deren Wachstum und Nährstoffaufnahme bilanziert und dies in Beziehung zu den räumlich variablen Bodenbedingungen gesetzt. Dies erfolgt unter Zuhilfenahme von geostatistischen und bildgebenden Kartierungsverfahren.

In enger Zusammenarbeit mit den Landwirten werden Teilflächen identifiziert, auf denen das Ertragsaufkommen aus Erfahrung unterschiedlich ist. Landwirte und IGZ Partner arbeiten so gemeinsam am Versuchsdesign. Es wird Boden von Teilflächen genommen, die durch unterschiedliches Ertragsaufkommen gekennzeichnet sind und verwendet, um in vergleichenden Topfversuchen die Effizienz unterschiedlicher Mykorrhizapräparate (natürliche Mykorrhiza aus Zielpflanzenart versus Generalist) auf verschiedenen Böden getestet.

Dies erfolgt an den Kulturen (Kartoffeln und Körnermais), die im Folgejahr auf den Feldern angebaut werden. In diesen Topfversuchen wird die Wachstumsantwort und Nährstoffaufnahme der Pflanzen auf die Mykorrhizagabe überprüft, und mit molekularbiologischen Methoden die Funktionalität der Symbiose (Mykorrhizaspezifische Expression der Nährstofftransporter in Pflanzen), sowie der Anwachserfolg des Mykorrhizapräparats nachgewiesen. Dafür wird RNA und DNA aus den Pflanzenwurzeln extrahiert. Zum Nachweis des Anwachserfolgs werden Präparat-spezifische Primer entwickelt, die den molekularen Nachweis der Mykorrhizapräparate in den Pflanzen ermöglicht und Wurzeln werden eingefärbt, um visuell die Wurzelbesiedelung durch Mykorrhiza zu quantifizieren. Mit quantitativer PCR wird die RNA-Akkumulation der mykorrhizaspezifischen Phosphattransportergene in den Wurzeln bestimmt.

Durch die Topfversuche und die Erfassung der räumlichen Bodenheterogenität im Feld ist nun bekannt, welches Mykorrhizapräparat auf welchen Böden effektiv zu Pflanzenwachstum beiträgt, welches die beschreibenden Variablen der Bodenbedingungen sind und wo sie sich im Feld befinden. Anhand dessen können nun sinnvolle Feldversuche durchgeführt werden, die unter gleichen klimatischen Bedingungen (gleicher Schlag), aber durch unterschiedliche Bodeneigenschaften gekennzeichnet sind. Es werden Pflanzenbestände auf Teilflächen mit kontrastreichen bodenbürtigen Bedingungen inokuliert oder nicht und hinsichtlich Wachstum und Nährstoffaufnahme analysiert, sowie der Anwachserfolg und Effizienz der Mykorrhizapräparate qualitativ und quantitativ nachgewiesen (siehe AP6a). Es kann eine Kosten-Nutzenbilanz der Applikation von Mykorrhizapräparaten vorgenommen werden.

Es wurde ein Verfahren etabliert, das Teilflächen und Bodenbedingungen identifiziert, auf denen die Applikation von Mykorrhiza am effektivsten zur Ertragsstabilität beitragen kann. Ist dies bekannt, wird im dritten Teil eine bedarfsgerechte Teilflächenapplikation vorgenommen und das Ertragsaufkommen sowie eine Gesamt-Kosten-Nutzenbilanz erstellt werden, und zwar auf anderen, bisher nicht untersuchten Teilflächen. Dies überprüft das entwickelte Konzept und sichert dessen Vorhersagekraft. Im Zuge dessen, erfolgt der Nachweis der Mykorrhizierung, sowie die Effizienz der Nährstoffaufnahme und Wachstum analog. Weitere Informationen finden Sie unter https://www.igzev.de/projekt_type/1-x-precision-amf/

  • Gesellschaft für konservierende Bodenbearbeitung e.V. GKB

Für das Projekt Precision-AMF wird die GKB im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit die Ergebnisse bei Kartoffeln und Körnermais aufarbeiten, einen Fachartikel (deutsch) zusammenstellen und verbreiten sowie am Projektende eine Informationsveranstaltung für interessierte Landwirte organisieren. Alle Aktivitäten laufen schwerpunktmäßig für die Mitglieder, aber darüber hinaus auch für die interessierte Öffentlichkeit.

Poster 2022

Precision-AMF: Mykorrhizaeinsatz durch Digitalisierung wirtschaftlicher machen

Carolin Schneider, Michael Bitterlich, Hans Joachim Heermann, Jörg Rühlmann


Veröffentlichung Land & Forst 22/2021

Mykorrhizapilze können Erträge sichern

Veröffentlichung LOP Mai 2020

Praxisversuche zum Einsatz von Mykorrhizapilzen in Mais, Soja und Kartoffeln

Carolin Schneider und Hans-Joachim Heermann, Institut für Pflanzenkultur e.K., Schnega


4. Zwischenbericht

Berichtszeitraum: 01.08.2020 – 31.01.2021

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Kontakt

Gesellschaft für konservierende Bodenbearbeitung e.V. (GKB) Hauptstr. 6 - 15366 Neuenhagen
(49) 03342 / 422 130
(49) 03342 / 422 131

 

 

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