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Entwicklung und Erprobung umweltschonender Verfahren bei der Anlage und Pflege von Forstkulturen

Erprobung von Mulchverfahren, insbesondere mit Biomasse, zur Foerderung des Wachstums von Forstkulturen, Einsparung von Herbiziden bei der Jungwuchspflege und Verbesserung des Bodenzustandes.

Mechanisierte Pflanzverfahren mit alternativen Bodenrestaurationstechniken in der Eifel und im Soonwald

Die Bodenbearbeitung im Wald - auch zur Kulturvorbereitung - ist heftig umstritten. Daher werden die boden- und pflanzenkundlichen Auswirkungen der nachfolgend genannten Verfahren untersucht: - Lochpflanzung mit Erdbohrer (mit und ohne Pflanzlochkalkung); - modifiziertes ENTENPFUHLER Baggerpflanzverfahren (Bearbeitung im winternassen Zustand); - PEIN-PLANT-Rotavator (Bearbeitung des sommertrockenen Bodens, eine Wintervariante war technisch nicht moeglich); - KROHN'sche Fraese (mehrere Bearbeitungsgaenge des abgetrockneten Bodens) - nur im Forstamt Salmtal. Erste Ergebnisse lassen folgende Einschaetzungen zu: Aus bodenphysikalischer Sicht verschlechtert die Baggerpflanzmethode die Bodenverhaeltnisse durch Verdichtungserscheinungen im Bearbeitungs- und in den Randbereichen. Sowohl die KROHN-Fraese als auch der PEIN-PLANT-Rotavator lockern das Bodenmaterial deutlich auf und erzeugen eine stark poroese Bodenstruktur mit niedriger Lagerungsdichte. Die bodenmechanischen Parameter weisen fuer saemtliche Bearbeitungseingriffe teilweise erhebliche Stabilitaetsverluste des Bodens nach. Anhand der Untersuchung einer falschen Zeitreihe konnte aufgezeigt werden, dass der Meliorationserfolg bei der KROHN'schen-Fraese nicht laenger als sechs Jahre anhaelt. Danach verschlechtert sich die Naehrstoff und Bioverfuegbarkeit der organischen Substanz. Nach dem 6. Jahr laesst die verschlechterte Ernaehrungsituation erwarten, dass auch die Leistungsfaehigkeit der jungen Pflanzen zeitverzoegert abnehmen wird. Durch die Bodenbearbeitung wird die Lagerungsdichte kurzfristig verringert und das Grobporenvolumen erhoeht, gleichzeitig wird aber die fuer ungestoerte Waldboeden typische Bodenstruktur mit einem vernetzten Grobporensystem zerstoert (Verlust der Porenkontinuitaet) mit negativen Folgen fuer Milben, Collembolen und Enchytraeiden). In den bearbeiteten Varianten dominieren die euedaphischen und hemiedaphischen Lebensformen, wobei die epedaphischen Lebensformen in den Tiergruppen der Milben und Collembolen kaum vertreten sind, was wiederum auf den Verlust der Auflage und die Einmischung des organischen Materials zurueckzufuehren ist.

Verwendbarkeit von Sekundaerrohstoffen im Landbau

a) Eine gefahrlose Verwendung von Abwasserklaerschlaemmen als Bodenverbesserungsmittel in der Landwirtschaft soll durch chemische Kontrollanalysen gewaehrleistet werden. Dabei werden Gesamtgehalt und z.Z. verfuegbare Mengen an Pflanzennaehrstoffen und verschiedenen Schadstoffen wie Blei und Cadmium ermittelt. Um aus den Analysendaten eines Schlamms gezielte Aussagen machen zu koennen, werden an verschiedenen Standorten Schlamm, Boden und Ernteprodukt ueber einen laengeren Zeitraum untersucht. Dadurch sollen praktische Hinweise fuer Anwendungsmenge und -dauer auf verschiedenen Boeden und zu verschiedenen Kulturen erhalten werden. b) Die Beseitigung von Baggergut aus Fluessen und Stauseen kann teilweise durch die Landwirtschaft erfolgen. Hierbei dient das Material entweder direkt als Pflanzsubstrat oder als Bodenverbesserungsmittel.

Humusvergrabung zur Speicherung von Kohlenstoff in Böden - Potentiale, Prozesse und Langzeiteffekte

Die zusätzliche Speicherung von Bodenkohlenstoff ist als Klimaschutzmaßnahme zur Reduzierungatmosphärischen CO2 anerkannt. Der Fokus von Forschung und Praxis lag bisher auf der reduzierten oderkonservierenden Bodenbearbeitung, obwohl deren Effekte auf die Kohlenstoffvorräte für Böden meist marginal sind. Bislang wurde die Option der Humusvergrabung - das Einbringen von Kohlenstoff in tiefereBodenhorizonte - als Maßnahme zu Erhöhung der Kohlenstoffvorräte nicht berücksichtigt und ist kaumuntersucht. Zusätzlich sind die Prozesse und Mechanismen der langfristigen Stabilisierung und Speicherungvon Kohlenstoff in Unterböden unzureichend verstanden. Bodennutzung hat zu allen Zeiten auch zur Humusvergrabung geführt. Seit dem 12. Jahrhundert war Ackerbau in Form von Wölbäckern weit verbreitet. Durch das wendende Pflügen zur Mitte eines Ackerschlags entstanden Kämme unter denen fossile Ap-Horizonte vergraben wurden. Seit Erfindung des Dampfpflugs war es möglich, immer tiefer zu pflügen. Das Tiefpflügen wurde zur Melioration von Podsolen, Parabraunerden und später auch Mooren eingesetzt. In den 1960er Jahren wurden in Norddeutschland dutzende landwirtschaftliche Versuche zum Tiefpflügen angelegt.

Untersuchungen ueber den Einfluss der Bodenversalzung auf die Naehrstoffaufnahme

Es wurden die Verbesserungsmoeglichkeiten von Salzboeden im Iran mittels organischer Duengung und Auswaschung sowie die Moeglichkeiten des Futterpflanzenanbaus untersucht.

Bewertung des Einflusses von Emissionen und Rueckstaenden auf Umwelt und Gesundheit

Es steht im Interesse der Umweltforschung und Umwelterziehung Vorurteile ueber Belastungen durch Emissionen und Rueckstaende aus Braunkohlekraftwerken kritisch zu hintertragen und an einfachen Modell-Systemen Schad- und Nutzwirkungen von Kraftwerksreststoffen (Braunkohlenasche und Rauchgasgips) zu erfassen (Ziel). Es wird davon ausgegangen, dass bei einer richtigen Verwendung (Recycling) durchaus positive Wirkungen auf Umwelt und Gesundheit zu erwarten sind (Hypothese). Als Ergebnis ist festzustellen, dass mit einer Kombination von Braunkohlenasche und Rauchgasgips eine Verbesserung von sauren Boeden und des Pflanzenwachstums, sowie eine Behebung von Mangelsituationen an Spurenelementen (Bor, Selen, Molybdaen, u.a.) bei sachgerechter Anwendung moeglich ist (Ergebnis).

Bodenrestauration beim Umbau von Fichte in buchenreiche Mischbestaende

Bodenentwicklung nach Einwirkung von Buchenblatt- und Wurzelstreu in Fichten-(Kiefern-)Reinbestaenden auf versauerten Waldboeden im Vergleich zum Fichten-(Kiefern-)Reinanbau.

Characterisation of antibiotic and antioxidant molecules in soil organic matter

The general objective of the research is to improve our understanding of organic matter stabilisation in soil. In addition to well established mechanisms of soil organic matter stabilisation such as bonding to minerals or inclusion in aggregates, the applicants recently have disclosed significant and varying antibiotic/antioxidative properties, which could confer inherent chemical stability. However, the molecular fundamentals of these properties are currently unknown. Therefore, specific objectives are: -Quantify antibiotic/antioxidant capacity of soil organic matter in a number of soils from experimental work in the UK and Germany.-Molecular characterisation and quantification of potential antibiotic and/or antioxidant molecules in those soils.-Assess the extent to which the molecules in (2) can account for the measured capacities in (1).-Assess the extent to which the molecules in (2) have been derived from lignin, tannin and/or other plant constituents.-Investigate which enzymatic reactions are affected by the effective molecules identified in (2) to (4).

Upcycling organomineralischer Substratreststoffe aus hydroponischen Systemen, Teilvorhaben 2: Implementierungsforschung am Standort Geisenheim

Es wird erforscht, ob das Einbringen von upgecycelten organomineralischen (OM) Substratreststoffen aus dem hydroponischen Tomatenanbau in den Boden des Freilandgemüsebaus ökonomische und ökologische Vorteile besitzt. Die organische Fraktion liefert mineralische Nährstoffe, die während der Kulturdauer freigesetzt werden. In einem dreijährigen Freilandexperiment wird auf zwei unterschiedlichen Standorten die Wirkung des aufgewerteten Oberbodens auf veränderte biologische, chemische und physikalische Eigenschaften des Boden-Pflanzengefüges untersucht. Als nährstoff- und carbonreiches Hächselgut soll es als alternativer Dünger und zur Bodenverbesserung dienen und entsprechend ertrags- und qualitätswirksam sein. Eine Verbesserung der physikalischen Bodeneigenschaften und Infiltrationsrate wird erwartet. Dies führt zu einem leichteren Eindringen von Niederschlag- und Beregnungswasser, wodurch die Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzen gesteigert und gleichzeitig das Risiko einer Bodenerosion verringert wird. Ein höheres Angebot an pflanzenverfügbarem Wasser und substratgebundenen Nährstoffen offeriert das Potential einer gesteigerten Nährstoffnutzungseffizienz und eines reduzierten Düngebedarfs. Letzteres führt durch die Einsparung der Energie bei der Düngerherstellung zu einer besseren CO2-Bilanz. Die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft reduziert weiterhin die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate. So zielt UpgoeS darauf ab, die bisher ungenutzten biologischen Ressourcen des geschützten Anbaus durch ihren Einsatz als Bodenverbesser und Dünger im Freilandgemüsebau upzucyclen. Das agronomische und ökologische Potenzial der pflanzenbaulichen Wiederverwertung wird ermittelt, woraus ein Leitfaden zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen entsteht, der den Freilandbetrieben bereitgestellt werden soll. Dieser kann politischen Entscheidungsträger*innen als Grundlage für weitere Novellierungen der DüV dienen.

Betonkastenversuch - Kaliumduengung

Versuchsfrage: a) Welches ist die aus oekonomischer und oekologischer Sicht langjaehrig optimale K-Duengung auf unterschiedlichem Bodenmaterial? b) Wo liegt langfristig die anzustrebende K-Bodenversorgung bei unterschiedlichem Bodenmaterial? c) Wie hoch liegt das Ertragspotential unterschiedlichen Bodenmaterials bei einheitlichem Standortklima? - Versuch in besonderer Anlage- 64 Betonkaesten (1 m3 Inhalt)- 4 Bodenmaterialien, jeweils 4 K-Duengungsstufen, 4-fache Wiederholung.

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