Um die Erträge pro Fläche zu erhöhen, werden in der Landwirtschaft oft große Mengen an Düngemittel eingesetzt. Diese Praxis ist jedoch seit langem umstritten, weil Böden, Umwelt und Klima gleichermaßen geschädigt werden. Hinzukommt: Hitze und Dürre setzen Böden und Pflanzen immer mehr zu und sorgen für Ernteverluste. Wie kann man das Austrocknen der Böden verhindern und gleichzeitig den Ertrag steigern, um die Lebensmittelversorgung auch künftig zu sichern? Eine Studie unter der Leitung des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) liefert dazu vielversprechende Ergebnisse.

Feldversuch mit künstlich hergstelltem amorphem Silikat

Ein Team um Jörg Schaller hat darin erstmals die Auswirkungen von Silizium-Dünger auf Weizenerträge untersucht. In einem Feldversuch in Brandenburg wurde der Acker mit künstlich hergestelltem „amorphen Silikat“ gedüngt. Dabei handelt es sich um eine Silizium-Verbindung, die in natürlichen Böden in geringem Maße von etwa ein bis sechs Prozent vorkommt. Diese hochreaktive Substanz wird bei der Verwitterung von Gestein gebildet und von den Pflanzen aufgenommen, wo sie Blatt und Stängel die nötige Stabilität verleiht und Fraßfeinde abhält. Aber nicht nur das: Das amorphe Silikat sorgt vor allem für bei den Pflanzen für eine verbesserte Nährstoff- und Wasserverfügbarkeit.  

Weizenertrag um 80 % gesteigert

Auf Äckern, die über Jahrzehnte intensiv bewirtschaftet wurden, sind diese kostbaren Silizium-Verbindungen jedoch kaum noch vorhanden. Im Rahmen des Feldversuches wurde daher eine geringe Menge des künstlich hergestellten Silikat-Düngers auf ein Weizenfeld aufgebracht und der Effekt mit einem konventionell bewirtschafteten Feld verglichen. Das Ergebnis war eindeutig:  Schon eine geringe Menge an Silizium-Dünger genügte, um den Weizenertrag um über 80% zu steigern. „Wenn die oberen 20 Zentimeter der Bodenschicht ein Prozent mehr Silikat haben, haben wir circa 40 % mehr pflanzenverfügbares Wasser“, erklärt Jörg Schaller.

Hohe Wasserverfügbarkeit hilft, Dürrephasen zu überbrücken

Den Forschenden zufolge wirkt das amorphe Silikat wie ein Schwamm. Es kann das Sieben- bis Achtfache seines eigenen Gewichts an Wasser speichern und an Pflanzen im Boden wieder abgeben. Infolge der deutlich gestiegenen Wasserverfügbarkeit könnten so Dürrephasen überbrückt und Ernteverluste vermieden werden. Die Forschenden sind überzeugt, dass die Silizium-Düngung schon bei einmaliger Anwendung einen jahrzehntelangen Effekt hat und damit die Pflanzenproduktion nachhaltiger und umweltfreundlicher machen kann. Dadurch, dass die Pflanze mehr Biomasse produziert, würde zudem mehr organischer Kohlenstoff in Form von Stroh in den Boden gelangen, der dort fixiert werde, und damit die Bodenfruchtbarkeit verbessere, schreiben die Forschenden.

Trotz der positiven Ergebnisse sind noch sich einige Forschungsfragen offen – vor allem, was die negativen Auswirkungen der Silizium-Düngung betrifft. Denn auch hier kommt es auf die richtige Düngemenge an.

bb