Rund um den Ackerbau gibt es viele innovative Ideen. Hierzu finden zahlreiche spannende Forschungsaktivitäten mit niedersächsischer Beteiligung statt. Wir wollen sie sichtbarer machen und dabei helfen, Erkenntnisse zu verbreiten. Deshalb stellen wir jeden Monat ein Projekt vor. Das Projekt im August heißt ZERN und wird von der Georg-August-Universität Göttingen (Koordination), der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover und dem DIL – Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik e.V., sowie mit weiteren Partnern umgesetzt.
ZERN – Zukunft der Ernährung in Niedersachsen
Klimatische Änderungen, begrenzte Ressourcen, volatile Märkte und wachsende gesellschaftliche Erwartungen – das Agrar- und Ernährungssystem in Niedersachsen steht unter Anpassungsdruck und erfordert Transformationsprozesse. Der Forschungs- und Transferverbund ZERN hat das übergeordnete Ziel, diese Veränderungsprozesse zu unterstützen und praxisrelevante Maßnahmen zu entwickeln. Dazu werden die Stärken der niedersächsischen Forschungslandschaft in den Agrar- und Ernährungswissenschaften genutzt. Das umfangreiche Vorhaben unterteilt sich thematisch in die drei Bereiche Ackerbau, Grünlandbewirtschaftung und Tierhaltung, zu denen wiederum verschiedene Teilprojekte gehören. Diese entstehen auch aus ZERN-eigenen Ausschreibungen. Aktuell läuft eine Ausschreibung für neue Projekte, die bestehende ZERN-Projekte miteinander verknüpfen soll. Projektanträge können bis zum 15. September 2026 eingereicht werden.
Ein wichtiger Bestandteil von ZERN besteht in der Einrichtung von drei wissenschaftlichen Nachwuchsgruppen, die Querschnittsthemen bearbeiten: „Food Economics and Policy“ an der Georg-August-Universität Göttingen, „Mikro- und Nanostrukturen der Lebensmittel“ am DIL – Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik sowie „Nachhaltige Nutztierhaltung“ bei der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover.
Themenbereich Ackerbau
Das Initialprojekt im Bereich Ackerbau heißt „Anpassungsstrategien des niedersächsischen Ackerbaus“. Dabei werden ackerbauliche Stellschrauben dahingehend erforscht, inwieweit sie die landwirtschaftliche Produktivität und Umweltverträglichkeit bei eingeschränkter Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen sichern können. Ein Schwerpunkt in dem Teilprojekt bildet die Analyse der Fruchtfolgen in Niedersachsen. Mithilfe von Modellierung sollen geeignete Fruchtfolgen unter veränderten klimatischen und sozioökonomischen Rahmenbedingungen bestimmt werden. In einem zweiten Schwerpunkt werden langjährige Feldversuche der Universität Göttingen genutzt, um die Bodenwirkung von unterschiedlicher Bodenbearbeitung und geänderten Düngestrategien zu untersuchen. In einem weiteren Schwerpunkt wird das Potential von KI-Anwendungen zur Verbesserung der Präzisionslandwirtschaft erforscht. Die ackerbaulichen Anpassungsstrategien werden bis hin zu ihren Auswirkungen auf die Verbraucherakzeptanz geprüft.
Über das Projekt sprach Dr. Stefanie Schläger vom Ackerbauzentrum Niedersachsen mit Dr. Linda Armbrecht, ZERN-Koordinatorin an der Universität Göttingen, sowie Prof. Dr. Georg Guggenberger und Prof. Dr. Stephan Peth von der Leibniz Universität Hannover.
Fragen an die Projektkoordination: Frau Dr. Armbrecht, Sie haben die Halbzeit im ZERN erreicht. Was sind bisher Ihre Highlights im Projektverlauf?
Dies ist zwar kein gewöhnlicher „Milestone“ aber als ersten Punkt möchte ich hier tatsächlich die tolle Motivation und Neugier der Wissenschaftler*innen im Verbund benennen. Mit mittlerweile über 100 Personen im ZERN Verbund gibt es eigentlich jeden Tag jemanden, der/ die das ein oder andere Problem oder eine Frage hat. Die Gespräche, die dabei zustande kommen, über die laufenden oder geplanten Untersuchungen, oder die bisherigen Zwischenergebnisse, sind für mich immer wieder sehr spannend.
Weitere Highlights, die ich gern benennen möchte, waren bisher unsere ZERN Jahrestreffen in Göttingen und Osnabrück – dieses Jahr kommt dann am 08. Oktober noch ein weiteres Treffen in Form unserer großen ZERN-Tagung in Hannover dazu –, die bisherigen Messeauftritte des ZERN z.B. auf der IdeenExpo 2024 oder den DLG Feldtagen 2026 und unsere ZERN-Workshops speziell für die Nachwuchswissenschaftler*innen.
Und natürlich sind hier auch unsere ZERN-Calls noch zu benennen, die Auswahl der neuen Projekte durch den ZERN-Beirat ist jedes Mal wieder ein sehr spannender Tag mit vielen konstruktiven Diskussionen rund um die Zukunft der Land- und Ernährungswirtschaft in Niedersachsen.
Wo sehen Sie besonders vielversprechende Entwicklungen für die Zukunftsfähigkeit des Agrar- und Ernährungssystems in Niedersachsen?
In Niedersachsen gibt es einige vielversprechende Ansätze. Insbesondere durch eine stärkere Umwelt- und Tierwohlorientierung, eine zunehmende Anzahl an Ackerflächen, die bodenschonend bewirtschaftet werden, mehr Wertschöpfungsketten regionaler Produkte sowie durch Digitalisierung, Forschungstransfer und Förderprogramme, die landwirtschaftliche Betriebe beim Strukturwandel und bei Innovationen unterstützen.
ZERN und ähnliche Initiativen unterstützen Praxisforschung, Digitalisierung, Klimaanpassung und Bioökonomie, damit Betriebe schneller von der Idee über die Umsetzung bis in den Markt kommen und Lösungen praxisnah bleiben.
Um drei beispielhafte, aber wichtige Punkte rauszugreifen, die auch im ZERN bearbeitet werden:
– Kreislaufwirtschaft: Kreisläufe in Dünger- und Tier-Management, Güllelagerung und Nährstoffrückführung in die Böden reduzieren Abhängigkeiten von Importsystemen.
– Digitalisierung: Präzisionslandwirtschaft, Datengetriebene Betriebsführung und Vernetzung von Forschungseinrichtungen mit Praxisbetrieben können die Effizienz und die Umweltleistung erhöhen.
– Klimaanpassung: Anpassungsstrategien bei Dürre oder anderen Extremwetter-Ereignissen und Risikomanagement, um Betriebe langfristig resilienter aufzustellen.
Fragen an die Wissenschaft zum Initialprojekt Ackerbau:
Herr Professor Guggenberger und Herr Professor Peth: Welche praxisrelevanten Informationen lassen sich bislang aus den ZERN-Feldversuchen zur Bodenwirkung geänderter Düngestrategien ziehen?
Eine nachhaltige Düngestrategie könnte die gezielte Rückführung von Ernteresten mit folgender Einarbeitung oder als Mulchen sein – also eine Änderung im Biomasse-Management. Aus der Praxis wissen wir, dass dadurch der Humusgehalt im Boden gesteigert werden kann. Ein höherer Humusanteil verbessert langfristig die Bodenstruktur, erhöht die Wasserhaltefähigkeit, unterstützt die Widerstandsfähigkeit gegenüber Trockenperioden und hebt allgemein den Nährstoffumsatz auf ein höheres Niveau. Allerdings muss eine mögliche zeitweilige Stickstoff- und Phosphor-Immobilisierung geprüft werden.
Was bislang jedoch noch nicht vollständig verstanden ist: Wie genau sich diese Praxis auf die Stoffkreisläufe – insbesondere auf Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor – und die mikrobielle Aktivität im Boden auswirkt. Denn der Humusaufbau hängt entscheidend davon ab, wie effizient Mikroorganismen organisches Material zersetzen können. Die Umsetzung von Kohlenstoff im Boden ist dabei eng mit der Dynamik und Verfügbarkeit von Stickstoff und Phosphor, aber auch Wasser gekoppelt.
In unserem aktuellen Versuch, den wir im Frühjahr mit Wintergerste begonnen haben, setzen wir an 2 Varianten (mit und ohne Biomasse-Eintrag) jeweils zu den Düngezeitpunkten Stickstoff ein, der mit dem Stabilisotop 15N markiert ist. (Anm. d. Red.: Diese Isotopenmarkierung ermöglicht das Nachverfolgen von Atomen in chemischen und biologischen Reaktionen.) Mit dieser Methode können wir überprüfen, wie effizient die Pflanzen den angebotenen Stickstoff aufnehmen und wie wirksam die Mikroorganismen an der Umsetzung des organischen Materials beteiligt sind. Das liefert uns wichtige Hinweise darauf, wie gut sich Humus im jeweiligen Managementsystem aufbauen lässt.
Die Ernte unserer Versuchsflächen fand Anfang Juli statt. Zurzeit laufen die Analysen von Boden- und Pflanzenmaterial auf Hochtouren. In den kommenden Monaten erwarten wir daraus wertvolle Erkenntnisse zur Wirkung des Biomasse-Managements auf die Bodenfruchtbarkeit und den Ertrag auch unter zunehmend trockeneren Bedingungen.
Welche Fragen versuchen Sie mit den Feldversuchen zu Wassermangel auf dem Acker zu beantworten und wie?
Wir haben im Wesentlichen zwei große Fragen:
- Kann reduzierte Bodenbearbeitung die Bodenstruktur soweit verändern, dass unter extremen Bedingungen – in ausgeprägten Trockenphasen, aber auch bei Starkregen – Wasser besser im Boden versickert und dort gehalten wird?
- Wie verändern sich Nährstoffkreisläufe (Kohlenstoff, Stickstoff) bei reduzierter Bodenbearbeitung, wenn das Wasser knapper wird?
Dazu nutzen wir einen weiteren Dauerfeldversuch der Uni Göttingen in dem wir konventionelle und reduzierte Bodenbearbeitung miteinander vergleichen. Mit sogenannten Rainout-Sheltern simulieren wir an Teilflächen zusätzlichen Trockenstress, wobei der Niederschlag um 50% reduziert wird. Die Bodenfeuchte in der Wurzelzone wird dabei kontinuierlich aufgezeichnet und später für eine Wasserhaushaltsmodellierung genutzt. Über die Modellierung können wir die Wirkung der Bewirtschaftungssysteme auf den Bodenwasserspeicher unter verschiedenen Klimaszenarien untersuchen.
Zusätzlich werden bodenphysikalische Parameter (u.a. Wasserretention und -leitfähigkeit) und vegetationsbezogene Kennwerte erfasst und durch 15N-Düngermarkierungsversuche ergänzt. Dadurch lässt sich analysieren, wie reduzierte Bodenbearbeitung unter Trockenstress die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen sowie die mikrobiellen Umsatzprozesse im Boden beeinflussen.
