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Bewertung der Durchwachsenen Silphie anhand der Boden-Biodiversität

Projekt

Erfassung der Regenwurmlosung entlang eines Transekts in einem Silphie-Feld (c) Thünen-Institut/Stefan Schrader
Erfassung der Regenwurmlosung entlang eines Transekts in einem Silphie-Feld (© Thünen-Institut/Stefan Schrader)

Agrarökologische Bewertung der Durchwachsenen Silphie (Silphium perfoliatum L.) als eine Biomassepflanze der Zukunft

Die Durchwachsene Silphie (Silphium perfoliatum) ist mit ihrem hohen Ertragspotential eine vielversprechende Kandidatin zur Biomasseproduktion, um dem Problem enger Maisfruchtfolgen und monotoner Agrarlandschaften zu begegnen. Der mehrjährige Lebenszyklus, die lange Blühphase sowie der geringe Bedarf an Bodenbearbeitung und Pflanzenschutzmaßnahmen bedeuten positive Effekte für die biologische Vielfalt und die damit verknüpften ökologischen Dienstleistungen.

Hintergrund und Zielsetzung

Das Gesamtziel ist, die Wirkung der Durchwachsenen Silphie (Silphium perfoliatum) in Agrarökosystemen im Hinblick auf funktionelle Aspekte der Biodiversität zu untersuchen. Das Projekt soll eine wissenschaftliche Orientierung für eine nachhaltige Etablierung des Silphie-Anbaus liefern. Dieses Projekt fokussiert auf die Boden-Biodiversität mit folgenden Zielen:

(i) Monitoring der Bodentier-Gemeinschaften hinsichtlich struktureller Vielfalt der Nematoden, Collembolen und Regenwürmer in unterschiedlich alten Silphie-Beständen während der Vegetationsperiode;

(ii) Abschätzung der funktionellen Rolle der Boden-Biodiversität hinsichtlich der Zersetzungsdynamik von Ernterückständen und der C- und N-Dynamik im Boden.

Vorgehensweise

Zwölf Versuchs- und Praxisflächen unter Silphie-Anbau wurden hinsichtlich des Bestands an Nematoden, Collembolen und Regnwürmer beprobt, um Langzeiteffekte dieses neuen Anbausystems auf Bodenfauna-Gemeinschaften und ihre Funktionen zu erfassen. Beprobung und Extraktion der Bodenfauna erfolgte gemäß standardisierter ISO-Richtlinien im Frühjahr und Herbst 2012 und 2013. Die Beprobungsflächen bilden eine falsche Zeitreihe mit den Anlagejahren 2004/05, 2007, 2009 und 2011 (je n=3). Maisflächen (n=3) dienen als Kontrolle. Regenwürmer werden bis zur Art identifiziert und Collembolen auf Familien-Niveau. Für Nematoden werden die Ernährungstypen bestimmt und der NCR (nematode channel ratio) berechnet.

Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen einen Trend hin zu höherer funktioneller Komplexität und größerer Biodiversität im Boden älterer Silphie-Flächen. Jüngere Flächen zeigen nur geringe Unterschiede im Vergleich zu den Mais-Flächen. Das mehrjährige Anbausystem der Silphie scheint Nischen für eine größere Vielfalt an Lebensformen in Agrarökosystemen bereitzustellen und folglich Abbauprozesse zu erleichtern.

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Beteiligte externe Thünen-Partner


Geldgeber

  • Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
    (national, öffentlich)

Zeitraum

3.2012 - 7.2015

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektstatus: abgeschlossen

Publikationen

Anzahl der Datensätze: 7

  1. Schorpp Q, Schrader S (2017) Dynamic of nematode communities in energy plant cropping systems. Eur J Soil Biol 78(1):92-101, DOI:10.1016/j.ejsobi.2016.12.002
  2. Schorpp Q (2017) Dynamics of below ground functional biodiversity in soils cropped with the perennial energy plant Silphium perfoliatum L.. Braunschweig: Univ Braunschweig, 101, XXXVII p, Braunschweig, Techn Univ, Diss
  3. Schorpp Q, Müller AL, Schrader S, Dauber J (2016) Agrarökologisches Potential der Durchwachsenen Silphie (Silphium perfoliatum L.) aus Sicht biologischer Vielfalt. J Kulturpfl 68(12):412-422, DOI:10.1399/jfk.2016.12.12
  4. Schittenhelm S, Dauber J, Schrader S (2016) Bericht über die Fachtagung "Die Durchwachsene Silphie, eine Energiepflanze der Zukunft? Perspektiven von der Pflanze bis zur Landschaft". J Kulturpfl 68(12):349-350
  5. Schorpp Q, Schrader S (2016) Earthworm functional groups respond to the perennial energy cropping system of the cup plant (Silphium perfoliatum L.). Biomass Bioenergy 87:61-68, DOI:10.1016/j.biombioe.2016.02.009
  6. Schorpp Q, Riggers C, Lewicka-Szczebak D, Giesemann A, Well R, Schrader S (2016) Influence of Lumbricus terrestris and Folsomia candida on N2O formation pathways in two different soils - with particular focus on N2 emissions. Rapid Comm Mass Spectrometry 30(21):2301-2314, DOI:10.1002/rcm.7716
  7. Capelle C van, Schrader S, Brunotte J (2012) Tillage-induced changes in the functional diversity of soil biota - a review with a focus on German data. Eur J Soil Biol 50:165-181, DOI:10.1016/j.ejsobi.2012.02.005