Projekt 2018

Forschen Sie mit!

Werden Sie Teil des Projekts, indem Sie auf Ihrem Balkon bzw. Garten einen „Topf-Versuch“ mit Biokohle und Bohnen durchführen. Ihre Daten liefern einen wichtigen Beitrag für die Ermittlung der Auswirkungen von Biokohle auf die biologische Stickstoff-Fixierung von Bohnenpflanzen.

Hintergrund

Stickstoff ist der am häufigsten limitierende Nährstoff für das Wachstum der Pflanzen. Jedoch können Pflanzen aus der Familie der Leguminosen (z.B. Bohnen, Erbsen) eine besondere Lebensgemeinschaft bilden: in bestimmten Bereichen der Wurzel, den sogenannten Wurzelknöllchen, leben stickstoffbindende Bakterien der Gattung Rhizobium. Diese sind in der Lage, Luftstickstoff zu binden und in eine für Pflanzen verfügbare Form zu überführen. Im Gegenzug erhalten die Bakterien von der Pflanze Kohlenhydrate und andere organische Verbindungen.

Die Wurzelknöllchen der Leguminosen sind sozusagen die „Düngemittelfabriken“ der Pflanzen. Sie stellen „kohlenstoffneutralen“ Stickstoff-Dünger für Anbausysteme zur Verfügung und sind sowohl in der tropischen Subsistenz-Landwirtschaft, als auch in der biologischen Landwirtschaft der gemäßigten Zone von zentraler Bedeutung.

Die technische Herstellung von Stickstoffdüngern verursacht nicht nur hohe Kosten sondern benötigt auch große Mengen an Energie. Für die Herstellung von 1 kg Stickstoff in Düngerform wird der Energiegehalt von 1 Liter Erdöl benötigt. Die Herstellung dieser „Kunstdünger“ belasten dadurch die Umwelt und das Klima.

Die Stickstoff-Fixierung im Zuge der Knöllchenbakterien-Leguminosen-Symbiose ist bis heute die wichtigste Alternative zum Haber-Bosch-Verfahren geblieben.

Rhizobium4

Wir haben vorläufige Hinweise, dass Biokohle die Knöllchenbildung bei Leguminosen fördern könnte.

Wir wollen dieses Phänomen der gesteigerten Knöllchenbildung in unterschiedlichen österreichischen Böden weiter untersuchen, um einen Einblick für den zugrunde liegenden Mechanismus dieser Beobachtung zu erhalten.

Angesichts des hohen Anteils an ökologischer Landwirtschaft in Österreich und ihre Abhängigkeit von organischen Stickstoff-Zugaben, könnte diese Studie wichtige Ausgangsdaten liefern, um die Verwendung von Biokohle in der ökologischen Landwirtschaft weiter voranzutreiben.

Ziel des Projekts

In diesem Projekt wollen wir diese Hypothese testen und einen wissenschaftlichen Nachweis liefern, dass die Verwendung von Biokohle die Knöllchenbildung bei Bohnenpflanzen und folglich die Stickstoff-Fixierung in einer Vielzahl der österreichischen Böden steigern könnte.

Wie wollen wir das testen?

Dazu brauchen wir Sie! Werden Sie ein Citizen Scientist und führen Sie einen kleinen „Topf-Versuch“ bei Ihnen zu Hause durch.

Genaue Informationen zur Teilnahme und Durchführung finden Sie hier.

Mit Hilfe Ihrer gesammelten Daten wollen wir testen, ob sich die Stickstoff-Fixierung der Bohnenpflanzen bei behandelten Töpfen (Beimischung von Biokohle in den Boden) von jener der Kontrolltöpfe (Boden ohne Biokohle) unterscheidet.

Information zur Methode

In der Natur gibt es viel leichtes 14N und etwa 0,4% schweres 15N – diese besitzen die gleichen chemischen Eigenschaften. Auf einer Skala der natürlichen Isotopenhäufigkeit, wird Luftstickstoff (N2) als internationaler Referenzwert dem Wert „Null“ gleichgesetzt. Böden weisen generell eine natürliche Anreicherung an 15N auf. Daher sollten Pflanzen die ausschließlich auf Luftstickstoff (N2) als Stickstoffquelle angewiesen sind, einen Isotopenwert von 0 vs. Luft aufweisen. Pflanzen die auf Bodenstickstoff angewiesen sind, sollten ähnliche Werte wie der Stickstoff im Boden aufweisen.

Weitere Ziele

Wir wollen mit diesem Projekt auch die gewichtige Rolle, die der Boden und die Landwirtschaft für den globalen Klimawandel innehaben, einer breiteren Öffentlichkeit vermitteln. Nur wenige GärtnerInnen sind sich wahrscheinlich bewusst, dass das „Carbon-gardening“, nämlich die Anwendung von Biokohle als Bodenzusatz, durch die langfristige Bindung des eingebrachten Kohlenstoffs in den landwirtschaftlichen Boden einen nicht unwesentlichen Beitrag zur Bekämpfung des Klimawandels liefern kann. Gleichzeitig kann durch „Carbon-gardening“ die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen extreme Wetterereignisse, wie Trockenheit als Folge des Klimawandels, erhöht werden.

Generell wollen wir das Bewusstsein der Öffentlichkeit bezüglich tragfähiger Strategien zur Bekämpfung des Klimawandels stärken und dazu motivieren, das eigene Verhalten „klimafreundlicher“ zu gestalten. Vor allem wollen wir den Bekanntheitsgrad von negativen Emissionstechnologien (engl. negative emission technologies – NETs), insbesondere die Anwendung von Biokohle als Bodenzusatz, steigern.

In diesem Zusammenhang wollen wir zeigen, dass basierend auf fundierten Ergebnissen, die Wissenschaft eine wichtige Rolle bei der Sicherstellung der Risikofreiheit und für den menschlichen Nutzen dieser Technologien spielt.

Projektleitung

Rebecca Hood-Nowotny

Institut für Bodenforschung
Department für Wald- und Bodenwissenschaften
Universität für Bodenkultur Wien
Konrad-Lorenz-Straße 24 | 3430 Tulln

Rebecca.Hood@boku.ac.at

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Finanzierung

Das Projekt wird aus Mitteln des FWF finanziert.

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