2. Oktober 2015: „I4S (Intelligence for Soil) - Integriertes System zum ortsspezifischen Management der Bodenfruchtbarkeit“ ist einer von zehn interdisziplinären Verbünden, die unter dem Dach der am 1. Okt. 2015 gestarteten Fördermaßnahme des BMBF „BonaRes – Boden als nachhaltige Ressource für die Bioökonomie“ in den kommenden drei Jahren wissenschaftliche Grundlagen für eine nachhaltige Bodennutzung erarbeiten werden. I4S zielt auf die Entwicklung eines sensorgestützten Systems, das insbesondere Empfehlungen für ein ortsspezifisches Düngungsmanagement geben und dazu beitragen soll, Bodenfunktionen zu verbessern und Umweltbelastungen zu vermindern. Mit dem heutigen Kick-off beim koordinierenden Leibniz-Institut für Agrartechnik in Potsdam nahmen die I4S-Partner ihre Arbeit auf.

Ackerflächen weisen oft sehr unterschiedliche Bodeneigenschaften auf. Bei der Düngung und anderen Maßnahmen sollten diese berücksichtigt werden, um z.B. auf manchen Teilflächen eine Nährstoffunterversorgung, gleichbedeutend mit Ertragsverlusten, zu vermeiden; und auch, um andernorts eine Überversorgung zu verhindern, die Umweltbelastungen zur Folge hätte und einer Verschwendung von Ressourcen gleichkäme. Eine detaillierte Erfassung der Bodeneigenschaften und ein vertieftes Verständnis der Bodenprozesse sind Voraussetzung für eine teilflächenspezifische und damit ressourcenschonende und umweltgerechte Bodenbewirtschaftung.

„Technologien für ortsspezifische Düngung, Bodenbearbeitung und Pflanzenschutz wurden bereits entwickelt, allerdings ist ihre Akzeptanz in der landwirtschaftlichen Praxis noch gering“, beschreibt I4S-Koordinator Dr. Robin Gebbers die Motivation für die Forscher. „Der Bedarf an sehr vielfältigen Eingangsdaten ist einer der Hauptgründe, warum Modellierung und Vorhersage der Bodennährstoffdynamik nicht in der Praxis angewendet werden. Insbesondere fehlen kostengünstige Methoden zur Erfassung der bewirtschaftungsrelevanten Bodenmerkmale wie Bodenart, Nährstoff- und Humusgehalt und letztlich ein für Praktiker leicht zu handhabendes Entscheidungsunterstützungssystem.“ 

Ziel des Projekts I4S ist die Entwicklung eines sensorgestützten Systems, das insbesondere Empfehlungen für ein ortsspezifisches Düngungsmanagement geben und damit dazu beitragen soll, Bodenfunktionen zu verbessern und Umweltbelastungen zu vermindern. Der Fokus liegt auf der ortsspezifischen Steuerung der Hauptnährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium, der Bodenreaktion (pH) und der organischen Substanz im Oberboden. Mit Hilfe neu zu entwickelnder mobiler Bodensensoren und darauf abgestimmter Bodenprozessmodelle werden räumlich hoch aufgelöste Informationen gewonnen, die einem nutzerfreundlichen Entscheidungsunterstützungssystem zur Steuerung der N-, P-, K- und Kalkdüngung dienen sollen - differenziert für nahezu jeden Quadratmeter Boden.

Das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB) koordiniert den Verbund „Integriertes System zum ortsspezifischen Management der Bodenfruchtbarkeit (Intelligence for Soil – I4S)“ im Rahmen des BonaRes-Gesamtvorhabens. Partner im I4S-Verbund sind neben dem ATB das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Geophilus GmbH, Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. (HSG), die Martin-Luther-Universität Halle, die Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, die Universität Potsdam, die Technische Universität München (TUM) und das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung Müncheberg e.V. (ZALF). 

Das ATB hat in über 15 Jahren seine Kompetenz im Bereich Sensortechnik und sensorgestützter Verfahren für den präzisen Pflanzenbau kontinuierlich ausgebaut. Beispielsweise wurden im Projekt USER-PA (gefördert durch die BLE) des transnationalen Europäischen Forschungsnetzwerks ICT-Agri mobile Boden- und Pflanzensensoren zur Optimierung der Bewässerung im Obstbau eingesetzt (PM vom 3. Juli 2013). Im aktuellen Projekt pHGreen wird ein Bodensensorsystem zur Kartierung des Boden-pH auf Grünland weiterentwickelt um Kalkdüngungsempfehlungen zu geben (gefördert vom Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft - BÖLN).

„BonaRes – Boden als nachhaltige Ressource für die Bioökonomie“ ist eine Initiative im Rahmen der „Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung stellt dafür in den kommenden drei Jahren fast 33 Millionen Euro zur Verfügung. Ziel ist es, die Expertise deutscher Forscher und Forscherinnen zu bündeln, um die Wirkung der Landnutzung auf die vielfältigen Funktionen von Böden zu erforschen und neue Strategien für eine nachhaltige Nutzung und Bewirtschaftung von Böden zu erarbeiten. 48 deutsche Forschungseinrichtungen und Institutionen sind beteiligt. Koordiniert wird BonaRes am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), Co-Koordinator ist das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF). Unter dem Dach von BonaRes werden zehn interdisziplinäre Projektverbünde, darunter auch I4S, sowie das BonaRes–Zentrum für Bodenforschung gefördert. (www.bonares.de)

Kontakt ATB:  

Dr. Robin Gebbers – Koordinator des BonaRes-Verbundes I4S

Helene Foltan - Presse- und Öffentlichkeitsarbeit

Das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e. V. ist ein europäisches Zentrum agrartechnischer Forschung an der Schnittstelle von biologischen und technischen Systemen. Unsere Forschung zielt auf eine wissensbasierte Bioökonomie. Hierfür entwickeln wir hochinnovative und effiziente Technologien zur Nutzung natürlicher Ressourcen in landwirtschaftlichen Produktionssystemen - von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung.