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Der digitale Boden-Berater: Was passiert unterm Feld?

Was bringt die nächste Ernte? Ein neues Tool des UFZ Leipzig hilft Landwirten, die Zukunft ihrer Böden besser einzuschätzen.
Ackern mit Köpfchen: Forschende des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung wollen Landwirten helfen, ihre Böden fit für den Klimawandel zu machen. © pixabay/Artur Pawlak
Von: Wissensland
Welche Fruchtfolge schützt den Boden? Was bringt weniger Dünger? Ein neues, kostenloses Online-Tool des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung in Leipzig hilft Landwirten, solche Fragen zu beantworten – bevor sie Fehler machen, die Jahre kosten.

Viele Landwirte in Deutschland spüren den Klimawandel längst auf ihren Feldern. Regen kommt weniger, die Sommer werden heißer, die Ernte bleibt hinter den Erwartungen zurück. Dazu kommen neue politische Vorgaben und höhere Anforderungen an Umwelt- und Bodenschutz. Doch welche Fruchtfolge schützt den Boden am besten? Lohnt sich eine andere Düngung? Forschende des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig haben ein kostenloses Online-Tool entwickelt, das bei solchen Fragen helfen soll.

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Was steckt hinter dem Tool?

BODIUM4Farmers heißt das Programm. Es basiert auf einem Computermodell namens BODIUM, das das UFZ im Rahmen des Forschungsprojekts „BonaRes – Zentrum für Bodenforschung" entwickelt hat. Das Modell berechnet, wie Böden auf Veränderungen reagieren – beim Anbau, beim Wetter, bei der Düngung. "Die Böden sind komplexe Systeme, in denen eine Vielzahl physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse auf unterschiedlichen räumlichen Ebenen ablaufen", sagt UFZ-Bodenforscherin Dr. Ute Wollschläger. Weil Böden sehr langsam auf neue Bedingungen reagieren, lässt sich das in echten Experimenten kaum beobachten. Das Computermodell schließt diese Lücke. Es bildet dabei die wichtigsten Abläufe im Boden möglichst realitätsnah nach und muss nicht für jede einzelne Fläche neu eingestellt werden.

Ein wichtiger Unterschied zu anderen Programmen: BODIUM denkt ganzheitlich. Es berücksichtigt zum Beispiel, wie sich winzige Poren im Boden verändern, je nachdem, wie der Boden bearbeitet wird und welche Lebewesen darin wohnen. Diese Poren beeinflussen, wie viel Wasser der Boden speichert und wie gut Pflanzenwurzeln wachsen können. Auch andere wichtige Prozesse wie die Speicherung von Kohlenstoff oder die Bewegung von Nährstoffen im Boden fließen in die Berechnungen ein. "Unser Modell unterscheidet sich von anderen Bodenmodellen durch seinen ganzheitlichen Ansatz", sagt Teamleiterin Dr. Sara König.

Bodenwissen für die Landwirtschaft

Landwirte wählen auf einer interaktiven Karte ihre Ackerfläche aus. Das Tool verbindet diese dann mit lokalen Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes und vorhandenen Bodeninformationen. Danach können Nutzer verschiedene Szenarien durchspielen: Was passiert, wenn ich eine andere Pflanzensorte anbaue? Was, wenn ich weniger dünge? Wie verändert sich mein Boden bei trockeneren Sommern?

Das Ergebnis zeigt zum Beispiel, wie sich Ernte, Kohlenstoffspeicherung, Wasserspeicherung oder Nährstoffverluste verändern würden. Auch wie effizient Nährstoffe wie Stickstoff im Boden gehalten werden, lässt sich abschätzen. "Das Tool vermittelt damit Landwirtinnen und Landwirten auch wichtiges Bodenwissen, das viele so im Detail in ihrer Ausbildung nicht vermittelt bekommen haben", sagt Wollschläger.

Gemeinsam entwickelt, kostenlos nutzbar

Klare Grenzen gibt es aber auch. Das Tool nennt keine exakten Zahlen für die Zukunft. Es kann zum Beispiel nicht genau vorhersagen, wie viel Kohlenstoff in 30 Jahren im Boden gespeichert sein wird. Es zeigt Richtungen. "Wir empfehlen, sich Szenarien über mindestens zwei Fruchtfolgen angeben zu lassen, um Trends erkennen zu können", erklärt König. Eine Fruchtfolge beschreibt, welche Pflanzen in welcher Reihenfolge auf einem Feld angebaut werden, meist über mehrere Jahre.

Das Tool ist kostenlos verfügbar. Entwickelt wurde BODIUM4Farmers gemeinsam mit Landwirten in Workshops. Derzeit nutzen erste Agrarbetriebe das Programm und geben Rückmeldungen, damit es weiter verbessert werden kann. Perspektivisch soll es auch für Betriebe in ganz Europa nutzbar sein.

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