Ein biologisch abbaubares Hydrogel aus pflanzlicher Cellulose kann die Bodenfeuchte in trockenen Ackerböden erhöhen. Das zeigt ein zweijähriger Feldversuch in Ostkasachstan. Auf behandelten Flächen wurden zudem mehr organische Substanz, höhere Nährstoffwerte und eine stärkere biologische Aktivität gemessen. Einen statistisch gesicherten Mehrertrag beim Weizenanbau zeigte die Studie jedoch nicht.

Hydrogel aus Agrarreststoffen

Das Team um Abdugani Azimov von der M. Auezov South Kazakhstan University stellte das Gel aus drei cellulosebasierten Komponenten her. Die Cellulose wurde laut Studie aus Reststoffen wie Weizenstroh und Maisstängeln gewonnen. Bernstein- und Zitronensäure verbanden die Bestandteile zu einem stabilen Netzwerk. Die Hauptfunktion von Hydrogelen liegt in ihrer Fähigkeit, Wasser aufnehmen und später wieder abgeben zu können. Das untersuchte Material veränderte sein Quellverhalten zudem abhängig von der Temperatur. In Labortests nahm es Wasser in einer Menge auf, die 167 Prozent seiner Ausgangsmasse entsprach und gab rund 72 Prozent davon wieder ab.

Feldtest auf Ackerböden

Der Versuch fand im kasachischen Distrikt Zharma statt, einer Region mit heißen, trockenen Sommern und unregelmäßigen Niederschlägen. Zu Beginn beider Vegetationsperioden brachten die Forschenden jeweils 30 Gramm vorgequollenes Hydrogel pro Quadratmeter aus und arbeiteten es in die oberen fünf Zentimeter des Bodens ein. Das entspricht 300 Kilogramm pro Hektar und Anwendung. Untersucht wurden je fünf behandelte und unbehandelte Parzellen. Nach Auswertung des Teams lag die gemessene Bodenfeuchte auf den Hydrogel-Flächen im Mittel rund 20 Prozent über der Kontrolle. Der Anteil organischer Substanz stieg von 2,21 auf 3,06 Prozent. Auch bei Nitrat, Phosphat und Kalium wurden höhere Werte gemessen. Da die Studie weder die Bindung noch die Freisetzung der Nährstoffe untersuchte, lässt sich daraus kein eigener Speichereffekt ableiten.

Bodenleben reagiert auf Behandlung

Auf den behandelten Flächen wurden mehr Bodenmikroorganismen nachgewiesen, darunter Bakterien, die organisches Material und Cellulose abbauen. Auch die mikrobielle Stoffwechselaktivität war höher. Die Zahl der Regenwürmer lag rund 39 Prozent und ihre Biomasse rund 46 Prozent über den Kontrollwerten.

Mehrertrag bleibt offen

Beim Weizen betrug die Ernte mit Hydrogel 3,62 statt 3,43 Tonnen pro Hektar. Der Unterschied war statistisch nicht signifikant. Belegt sind damit vor allem Veränderungen bei Bodenfeuchte, Nährstoffwerten und Bodenleben, nicht beim Ertrag. Offen bleiben Langzeitwirkungen, die Übertragbarkeit auf andere Böden und Kulturpflanzen sowie die Wirtschaftlichkeit der wiederholten Anwendung.

hn