Boden.Pioniere 2050

Leuchtturmbetriebe als Innovationsträger für boden- und klimaschützende Bewirtschaftungsstrategien zur Umsetzung des Green Deal.

Im Rahmen des Green Deal steht die Landwirtschaft vor der Herausforderung der Klimaneutralität durch Emissionsreduktion und CO2-Speicherung im Boden. Mit der EU-Bodenstrategie sollen die dafür erforderlichen Ökosystemfunktionen des Bodens sichergestellt werden. Jedoch liegen bisher kaum praxistaugliche Umsetzungsstrategien für diese Ziele vor. Als neuen Ansatz definiert die EU-„Mission Soil Health“ Leuchtturmbetriebe als Innovationsmotor für das Erreichen der Klima- und Bodenziele des Green Deal.
Im Projekt „Bodenpioniere“ wird ein nationales Netzwerk von Leuchtturmbetrieben an 60 Standorten aufgebaut, die die wichtigsten Boden- und Klimaformen sowie Betriebstypen abdecken. Auf den Betrieben werden moderne wissenschaftliche Instrumente etabliert, um die Bodenfunktionen Klimaschutz, Nährstoffeffizienz, Erosionsschutz und Klimawandelanpassung gezielt zu steuern.
Die Optimierungspotenziale der Bodengesundheit durch regenerative und agrarökologische Bewirtschaftungssysteme im Vergleich zur aktuellen landwirtschaftlichen Praxis, insbesondere hinsichtlich effizienter Kohlenstoff-, Stickstoff- und Wasserkreisläufe, werden durch umfassende Bodenanalytik erfasst. Auf Basis der Messindikatoren wird ein Bodenqualitätsmodell entwickelt, das die erreichten Bewirtschaftungserfolge in den einzelnen Bodenfunktionen quantifiziert und den Betrieben Handlungsorientierungen für weitere Managementoptimierung aufzeigt.
Über eine neue Plattform werden Satellitendaten zur Humusbilanzierung und Bewertung der Resilienz gegen Hitze-/Trockenstress aufbereitet. Mittels Integration von pflanzenbaulichen Fernerkundungsdaten in das Bodenqualitätsmodell wird die Bodenfunktionsbewertung verbessert und mit erzielten Fortschritten in der Klimawandelanpassung in der Nutzpflanzenproduktion der Leuchtturmbetriebe verbunden.
Auf Grundlage der erhobenen Verbesserungen in Humusaufbau, Nährstoff- und Wassereffizienz sowie pflanzenbaulicher Resilienz der Leuchtturmbetriebe werden über neue Simulationsmodelle verbesserte Abschätzungen von Klima- und Bodenschutzpotenzialen durch Managementinnovation im Ackerbau für die Ziele des Green Deal und zukünftige Klimaszenarien entwickelt.
Das Projekt bietet damit durch Integration von innovativer landwirtschaftlicher Praxis und Forschung in einem Leuchtturmbetriebsnetzwerk praxistaugliche Managementlösungen zur nationalen Umsetzung der Green Deal-Ziele mit wichtiger europaweiter Beispielwirkung.

Das Projekt Boden.Pioniere wird im Rahmen der Bund-Bundesländer-Kooperation vom Bundeministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft (BML) sowie den Bundesländern gefördert. Laufzeit: 2024 - 2028

CURIOSOIL

CURIOSOIL ist ein von der EU gefördertes H2020-Projekt, das im Rahmen der Umsetzung der EU-Bodenstrategie das Ziel hat, Bewusstseinsbildung über die Bedeutung des Ökosystems Boden in verschiedenen Altersgruppen zu fördern. Dafür werden unterschiedliche Ökosystemleistungen des Bodens mit modernen didaktischen Formaten und der Entwicklung innovativer digitaler Darstellungsformen angepasst an die Zielgruppen vermittelt. Im Ergebnis sollen Bodenthemen als wichtige Querschnittsmaterie in schulischen und universitären Lehrpläne eine höhere Bedeutung erhalten und die aktuelle und ansprechende Unterrichtsmaterialen verfügbar sein. Die Boden.Pioniere übernehmen im Projekt insbesondere die Weiterentwicklung der Bodenbewusstseinbildung im "tertiären Bildungssektor".

C4Soil

In den letzten Jahren hat sich der Humusaufbau in landwirtschaftlich genutzten Böden als  eine potentielle Strategie zum Klimaschutz entwickelt. Speicherpotentiale sind aber schwer abzuschätzen, und es braucht eine ‚on-field‘-Evaluierung 

Ziel dieses Pilotprojektes ist es, CO2-Speicherpotentiale in Ackerböden bei humusaufbauender Bewirtschaftung zu bestimmen und Methoden zu entwickeln, Kohlenstoffspeicherung durch ackerbauliche Bewirtschaftungsmaßnahmen effektiv und wissenschaftlich klar nachweisbar zu machen. Im Rahmen dieses Pilotprojektes werden daher drei zentrale Ziele verfolgt: (1) Humusdefizite in Ackerböden zu quantifizieren und daraus Kohlenstoff-speicherpotentiale abzuleiten. (2) Indikatoren für das Monitoring von Humusaufbau und Kohlenstoffbindung im Boden zu bestimmen. (3) Analytische Bodenindikatoren mit Humusmodellen und betrieblichen Management-Quantifizierungsansätzen zu verbinden, durch die eine maßnahmenbasierte Abschätzung von Kohlenstoffspeicherpotentialen ermöglicht wird.

Es wurden dafür 20 Musterbetriebe in Nordostösterreich mit besonders humusfördernden Bewirtschaftungssystemen (z.B. intensive Begrünung, reduzierte Bearbeitungsintensität, hohe Fruchtfolge-Diversität, organische Düngung) ausgewählt. Die Verteilung der Betriebe erfolgt über möglichst viele unterschiedliche Bodentypen und -arten sowie unterschiedliche Bewirtschaftungsansätze.

Um die CO2–Speicherfähigkeit auf Ackerflächen unter humusmehrender Bewirtschaftung feststellen zu können, werden jeweils 3 Nutzungsformen vergleichend untersucht: neben einer Fläche mit humusmehrender Bewirtschaftung (Musterbetriebe) werden auch eine Standardfläche mit üblicher Bewirtschaftung sowie eine möglichst naturnahe Fläche als nicht ackerbaulich genutzte Referenz beprobt. Damit kann abgeschätzt werden, wie weit durch humusaufbauende Bewirtschaftung ein ackerbauliches Humusdefizit im Vergleich zu einer natürlichen Referenzfläche ausgeglichen wird.

Zusätzlich soll der Einfluss von Standortfaktoren und spezifischen Managementmaßnahmen (reduzierte Bodenbearbeitung, organische Düngung, Zwischenfruchtanbau, Untersaaten,…) evaluiert werden, um so Humusspeicherpotentiale noch besser abschätzen und lenken zu können.

CarboSeq (Work Package: Crop management; Task: Cover Crops)

Dieser Teilaspekt des Projekts umfasst ist eine intensive Datenerhebung von Zwischenfruchtanbau in verschiedenen pedoklimatischen Regionen und landwirtschaftlichen Bedingungen in Europa.

Dafür werden Daten von europäischen Langzeitversuchen in eine neue Datenbank implementiert, um Modellläufe mit RothC und anderen Bodenkohlenstoff-Modellen für verschiedene Bewirtschaftungsszenarien zu ermöglichen. Dies ermöglicht die Bewertung des SOC-Sequestrierungspotenzials unter Berücksichtigung technischer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen. Das mögliche Anwendungspotential wird in Zusammenarbeit mit allen CarboSeq Partnern erarbeitet und hat zum Ziel die Bewertung des europäischen SOC-Sequestrationspotentials von verschiedenen Mangementmaßnahmen (z.B. Zwischenfrüchte, Diversifizierung von Kulturen, Ernterückstände, Bewässerung, reduzierte Bodenbearbeitung sowie Hecken und Agroforstsysteme), in einer interaktiven Karte für Europa zusammenzufassen.

HuLK

Im Projekt HuLK möchten wir jungen Menschen aus sechs Wiener Schulklassen und aus dem BOKU Kindergarten die Bedeutung gesunder Böden für die Lebensmittelversorgung, die Beziehung zwischen Pflanzen und Böden sowie deren Funktion im Kohlenstoffkreislauf vermitteln. Durch die aktive Einbindung der Schüler:innen soll ihre Faszination für Prozesse in und um den Boden geweckt werden.

Im Zeitraum von zwei Schuljahren nehmen die Schüler:innen an einem Bodenworkshop an der BOKU teil, bei dem im Stationenbetrieb mit vielfältigen Experimenten und kreativen Aufgaben Themen wie Wasser- und Nährstoffversorgung, pH-Wert und Textur, sowie Bodenlebewesen behandelt werden. Zudem unternehmen die Klassen Exkursionen und betreuen selbstständig ein Pflanzen-Experiment in ihren Klassenzimmern. Dabei können sie das Zusammenspiel verschiedener Böden und Pflanzen in Abhängigkeit von der Wasserversorgung beobachten. Wir hoffen, dass die selbstständige Projektarbeit durch die Schüler:innen Aufmerksamkeit und Interesse für einen achtsamen Umgang mit Böden fördert. 

IndiSOC

Nachhaltige Bodenbewirtschaftung ist eine der wichtigsten Aufgaben der Landwirtschaft. Ein gesunder Boden ist Grundlage regionaler Lebens- und Futtermittelproduktion und hilft die Folgen des Klimawandels wie Hitze und Trockenheit besser zu bewältigen.

Doch wie können die vielfältigen Funktionen eines gesunden Bodens erfasst werden? Um nachhaltige Bodenbewirtschaftung messbar zu machen, braucht es Indikatoren, die Bodenqualitätseigenschaften wie Humusgehalt und -stabilität, Bodenstruktur und Bodenleben abbilden können. Das Projekt zielt auf die Entwicklung neuer Bodenqualitätsindikatoren durch die Verbindung eines bestehenden Bodenanalyse-Verfahrens (Elektro-Ultrafiltration, EUF) mit modernen spektroskopischen Methoden. Daraus soll ein effizienter und umfassender Ansatz der Bodenbewertung entstehen, um Landwirten umfassende Informationen über ihre Bodenqualität zu liefern.

Die Ergebnisse sollen die Potentiale nachhaltigen Bodenmanagements besser messbar machen und damit einen Beitrag zu zukunftsfähigen Lebensmittelproduktionssystemen leisten.

ManSOC

Der Anbau von Zwischenfrüchten stellt eine der wichtigsten Maßnahmen für den Bodenschutz dar. Sie reduzieren Nitratausträge in das Grundwasser sowie Bodenverluste durch Erosion. Neuere Studien zeigen dass die Begrünung von Ackerflächen eine wesentliche Rolle für die Reproduktion und Steigerung des Humusgehalts spielt.

Auch für den Humusaufbau im Kontext des Klimawandels (CO2-Speicherung im Boden) zunehmend an Bedeutung für Agrarumweltprogramme gewinnen. Entgegen früherer Annahmen eines geringen Beitrags von Zwischenfrüchten zum Humusaufbau, zeigen Dies weist darauf hin, dass vertiefende Untersuchungen von Zwischenfruchteffekten auf die Humusdynamik notwendig sind, insbesondere im Lichte der neue Humustheorie und nachfolgender Studien über die Mechanismen und wichtigsten Stabilisierungspfade der organischen Substanz im Boden aus pflanzlichen Inputs. Im Rahmen eines dreijährigen Feldversuchs werden verschiedene Varianten von Zwischenfrüchten jeweils mit und ohne Kalkdüngung untesucht. Ziel ist es den Einfluss von Zwischenfruchtvarianten auf Unterschiede in den stabilen Kohlenstoff-Poolgrößen zu quantifizieren, die spezifische Bedeutung des mikrobiellen vs. direkten Sorptionspfades zu untersuchen, sowie den Einfluss von Kalkung in Verbindung mit Zwischenfruchtbau auf die Kohlenstoff-Pools zu bestimmen.

MicroFit

Das EIP-AGRI-Projekt „Boden.Biodiversität“ (https://www.boden-biodiv.at/ ) hat zum Ziel, neue Anbauverfahren zur Sicherung der mikrobiellen Diversität im Boden und ihrer Funktionen für einen
klimafitten und ressourceneffizienten Ackerbau zu entwickeln. Auf sechs Standorten im Osten Österreichs auf Praxisflächen innovativer Landwirte sowie auf zwei
Exaktversuchsstandorten werden biodiverse und immergrüne Anbausysteme mit Begleitsaaten, biodiversen Zwischenfrüchten, Untersaaten und minimaler Bodenbearbeitung getestet.
Anhand der Erfahrungen der teilnehmenden Landwirtinnen und Landwirte werden die Herausforderungen im Management biodiverser Systeme und der erforderlichen technischen
Hilfsmittel herausgearbeitet. Die Einflüsse auf die Bodengesundheit, insbesondere die mikrobielle Diversität und ihre Funktionen für Bodenstruktur, Humusreproduktion und Nährstoffkreisläufe
werden anhand von Bodenproben im Labor erfasst und mit Drohnendaten der Pflanzenvitalität sowie Ertragsdaten vernetzt. Darüber hinaus werden im Projekt auch Methoden entwickelt, mit denen
Berater/innen und Landwirte/Landwirtinnen vor Ort die Fortschritte in der Bodengesundheit anhand einfacher Tests beurteilen können. Zentrales Ziel ist es, Anbausysteme zu implementieren durch die die positiven Einflüsse der mikrobielle Diversität im Boden für eine klimawandel-angepasste Landwirtschaft genutzt werden können, indem die Bodengesundheit von Ackerböden gesteigert und diese damit widerstandsfähiger gegen herausfordernde Umwelteinflüsse werden.

NBSoil

Das Horizon Europe Projekt „NBSoil - Nature Based Solutions for Soil Management “ (https://nbsoil.eu/) ist Teil der Umsetzung der Europäischen „Mission Soil Health“ und zielt auf die Bildung von Kompetenzen für Berater und Beraterinnen ab, um die Entwicklung von bodengesundheitsorientierten Managementsysteme effektiv zu begleiten.

Die Kompetenzbildung baut auf bestehenden Erfahrungen mit „natur-orientierten“ Bewurtschaftungssystemen auf, etwa aus regenerativer Landwirtschaft. Diese werden anhand von „Best Practice Beispielen“ weiter entwickelt und mit neue Hilfmitteln ergänzt, mit denen Bodengesundheitsfortschritte bewertet werden können.

In Österreich werden dazu digitale On-Farm tools für die Beurteilung von Zeigerpflanze, Bodenstrukturqualität, Humusmenge und mikrobieller Aktivität entwickelt und auf landwirtschaftlichen Flächen getestet. Grundlage sind moderne Methoden der Bildanalyse, die anhand von Labordaten zu den Zieleigenschaften kalibriert und validiert werden.  

Zusammen mit der Landwirtschaftskammer Steiermark sowie weiteren Projektpartner und -partnerinnen aus der Beratung in den teilnehmenden Ländern werden Kurzmaterialen entwickelt und Feldtage abgehalten, auf denen Anwender in den neuen Tools geschult werden. Ziel ist es, neben neuen Hilfsmitteln für die landwirtschaftliche Beratung, auch „citizen science“-Potenziale zu eröffnen, um sowohl Wissen zu Bodengesundheit zu fördern als auch deren Zustand großflächig abschätzen zu können.

ProbeField

Kohlenstoff und andere Bodeneigenschaften präzise und einfach zu messen ist ein dringendes Anliegen, um ein Monitoring für Bodengesundheitsindikatoren zu etablieren. Im Projekt ProbeField beschäftigt sich ein internationales Forschungsteam mit hyperspektralen Aufnahmen von Böden. Unsere Arbeitsgruppe misst zunächst im Labor wie viel sichtbares Licht, nahes und kurzwelliges Infrarot von Proben landwirtschaftlicher Böden reflektiert wird. Anhand dieser Daten möchten wir herausfinden welche Wellenlängen besonders gut dafür geeignet sind, Bodenparameter zu bestimmen. Anschließend wird die Methode im Feld getestet, um deren Potentiale für eine schnellere Erfassung von Bodenkohlenstoff und landwirtschaftlichen Bewirtschaftungsmaßnahmen zu evaluieren.

SOCCA

Durch Landnutzungsänderungen und langjährige intensive landwirtschaftliche Bewirtschaftung sind Humusvorräte in Ackerflächen (teils stark) verringert worden. Der für die Bodengesundheit und Klimawandelanpassung essenzielle organische Bodenkohlenstoff (Humus) kann allerdings durch spezielle Maßnahmen (wie beispielsweise Zwischenfruchtanbau, diverse Fruchtfolgen, reduzierte Bodenbearbeitung oder Ausbringung von organischem Dünger) langsam wieder aufgebaut werden.

Im Projekt SOCCA beschäftigen wir uns mit folgenden Fragen: Wie groß ist das Potenzial, das Bodenkohlenstoff-Defizit in Ackerböden durch bodenfördernde Bewirtschaftungsweisen zu schließen? Welche Verbesserungsmöglichkeiten bestehen über das derzeitige Niveau hinaus? Und welche biologischen Prozesse bestimmen die langfristige Speicherung von organischem Bodenkohlenstoff?

Dafür werden Böden von sogenannten „Pionierbetrieben“ in Niederösterreich und dem Burgenland, die bereits lange bodenfördernd bewirtschaften, mit konventionell wirtschaftenden „Standardbetrieben“ verglichen. Außerdem stellen wir Ergebnisse beider landwirtschaftlicher Systeme einer semi-natürlichen Referenz (Ackerrandstreifen) gegenüber, um die Kohlenstoffspeicherungspotentiale in ihrer Größenordnung einschätzen zu können. Die Vielfalt an physikalischen (Korngrößenverteilung, Aggregatstabilität), chemischen (pH-Wert, Kationenaustauschkapazität, verfügbare Nährstoffe) und mikrobiellen (mikrobielle Biomasse, Nekromasse und Aktivität) Laboranalysen ermöglicht ein breites Bild über die Wirkung derzeitiger Wirtschaftsweisen und kann dabei helfen zukünftige landwirtschaftliche Maßnahmen im Sinne eines zielgerichteten Humusaufbaus zu verbessern.

UltraSOC

Der Fokus von diesem Projekt liegt auf der Entwicklung und Etablierung einer Messmethode für stabilen Humus, um landwirtschaftliche Bodenbewirtschaftung in Zukunft
zielgerichtet beurteilen zu können. Die Anwendung von Ultraschall und die anschließende Fraktionierung in verschiedene Größen ist eine vielversprechende Möglichkeit um Erkenntnisse über
die Größenverteilung von Bodenfraktionen, die Kohlenstoff-/Stickstoffgehalte sowie Informationen über deren Isotopensignatur zu erhalten. Dazu wird eine konsistente Methode für die
Ultraschallapplikation entwickelt, welche sensitiv hinsichtlich Managementpraktiken und möglichst unabhängig vom Bodentyp ist. Mit einer hochpräzisen, für Materialtests entwickelten, Ultraschallanlage werden ausgewählte Energiestufen im Bereich von 0 bis 600 Joule/ml -1 geprüft. Dabei soll eine geeignete Energiestufe ermittelt werden, welche in der Lage ist
Managementunterschiede in der Bodenbewirtschaftung zu detektieren. Durch den Methodenvergleich zur simultanen Thermoanalyse (STA) sollen diese Managementunterschiede
nachweisbar werden. Darüber hinaus sollen Aussagen über die Stabilität von Kohlenstoff und eine Einordnung in Temperaturbereiche für labile, stabile und refraktäre organische Substanz möglich
werden. Dieser außerordentliche Benefit ist in Fragen der Klimastabilität nicht außer Acht zu lassen und für Landwirte spiegelt dieser Indikator die Fruchtbarkeit ihrer Böden wider.