Wissenschaft will Bäume in Sanssouci retten
Mit einem innovativen Ansatz will ein Potsdamer Wissenschaftler*innen-Team
die durch den Klimawandel gefährdeten Bäume in den historischen Parks und
Gärten des Landes Brandenburg retten. Ihre Idee ist es, durch Injektionen
von stärkenden Huminstoffen in den Wurzelbereich angegriffener Bäume das
Wasserbindevermögen zu steigern, das aktive Boden-Mikrobiom zu
unterstützen und somit die Nährstoffaufnahme der Bäume zu verbessern. Für
die Forschung in diesem Bereich wird das Ministerium für Wissenschaft,
Forschung und Kultur des Landes Brandenburg 250.000 Euro als
Anschubfinanzierung zur Verfügung stellen.
Brandenburger*innen und Touristen*innen lieben die hiesigen wunderschönen
Gärten und Parks. Allerdings mussten sie in den vergangenen Jahren auch
miterleben, wie stark der zum Teil unersetzliche Baumbestand unter den
Folgen des Klimawandels leidet. Die Gründe dafür sind vielfältig: Lange
Trockenzeiten mit Hitzerekorden im Sommer, ein Absinken des
Grundwasserspiegels und der sandige Boden sorgen dafür, dass die Bäume
zunehmend geschwächt werden und schließlich absterben, zum Teil noch durch
Schädlingsbefall beschleunigt. Experten*innen erwarten, dass sich dieser
Trend fortsetzen wird, zumal Bewässerungswasser auch nicht unbegrenzt zur
Verfügung steht.
In einem Forschungsprojekt haben sich wissenschaftliche Einrichtungen des
Landes Brandenburg, die Stiftung Preußische Schlösser und Gärten Berlin-
Brandenburg und die Freie Universität zu Berlin zusammengeschlossen, um zu
einer nachhaltigen Lösung zur Rettung der Bäume beizutragen. Im Fokus
stehen dabei Huminstoffe.
In der Natur entstehen Huminstoffe in Folge des langsamen Abbaus von
Pflanzenresten durch Bodentiere, Pilze und Mikroorganismen. Das
Adsorptions- und Wasserhaltevermögen dieser natürlichen organischen
Verbindungen übersteigt dasjenige von Tonmineralen deutlich.
Huminstoffe spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der
Bodenqualität in Bezug auf Wasserhaltevermögen, pH- und Redox-Pufferung
und sie liefern zugleich wertvolle Nährstoffe für die Pflanzen. Damit
wirken Huminstoffe als eine Art pflanzlicher Biostimulantien, die helfen,
die Resilienz der Pflanzen gegenüber abiotischen und biotischen Stressoren
zu verbessern.
Handelsübliche Huminstoffe werden bislang in einem technischen Verfahren
durch chemische Extraktion aus Torf oder Braunkohle gewonnen. Eine
deutlich nachhaltigere Lösung bietet ein Verfahren zur beschleunigten
Kompostierung bzw. Humifizierung, das am Max-Planck-Institut für Kolloid-
und Grenzflächenforschung (MPIKG) entwickelt wurde. Mit Hilfe eines
chemisch-thermischen Prozesses, der hydrothermalen Humifizierung, lassen
sich mit hohem Wirkungsgrad unter nahezu vollständigem Erhalt des im
Pflanzenmaterial gebundenen Kohlenstoffs aus Restbiomasse Huminstoffe
gewinnen. Diese sogenannten ‚künstlichen‘ Huminstoffe (KHS) aus
regenerativer Biomasse entsprechen in ihrer Wirkung den natürlichen
Huminsäuren, wie Studien aus China belegen.
„Wir waren selber überrascht von den ersten, sehr positiven Ergebnissen.
Das neue Verfahren sollte die natürliche Kompostierung zuerst nur
technisch beschleunigen und den Umgang mit manchen biologischen
Reststoffen hygienischer machen, aber die Wirkung unserer nachhaltigen
Produkte ist offensichtlich nicht von den bekannten Kohle- oder
Torfextrakten unterscheidbar“, so Prof. Dr. Markus Antonietti, Direktor
des MPIKG. „Dabei nutzen und fixieren wir fast den gesamten Kohlenstoff-
Pool der biologischen Restmassen und machen so einen großen Schritt in
Richtung eines CO2-neutraleren Brandenburgs.“
In der aus Mitteln des Landes Brandenburg finanzierten Anschubphase (Nov
2021 bis Dez 2022) sollen erste Versuche durchgeführt werden und ein
Forschungsantrag zur Förderung auf überregionaler Ebene erstellt werden.
Die experimentellen Arbeiten in dieser ersten Phase umfassen Studien zur
hydrothermalen Humifizierung von Biomasseabfällen wie Grasschnitt oder
Gärreste aus Biogasanlagen bis hin zu einer ersten Anwendung der KHS in
einem der Gärten der Stiftung Preußische Schlösser und Gärten Berlin-
Brandenburg.
„Wir freuen uns sehr über die fundierte Expertise und Zusammenarbeit mit
dem Potsdamer Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie und dessen
Partner*innen!“, so Prof. Dr. Michael Rohde, Leiter der Abteilung Gärten
der Stiftung Preußische Schlösser und Gärten Berlin-Brandenburg (SPSG). Er
sieht Vorteile: „Die Nutzung des Biomassekreislaufs trägt zum Klimaschutz
bei und innovative Bodenverbesserungen dienen der Bewahrung wertvoller
Bäume. Mit der wissenschaftlichen Begleitung werden unsere Parks zu
Laboren modellhafter Klimaanpassungsstrategien.“
Die Forschungspartner bringen ihre vielfältige Expertise in die
Zusammenarbeit ein: das Max-Planck-Institut für Kolloid- und
Grenzflächenforschung (MPIKG) im Bereich der Synthese und
Charakterisierung künstlicher Huminsäuren und Fulvinsäuren aus Biomasse-
Seitenströmen, die Freie Universität Berlin (FUB) im Bereich der
Stressphysiologie von Bäumen, das ATB an der Schnittstelle von Biologie
und Technik u.a. im Bereich der hydrothermalen Carbonisierung und des
Bodenmikrobioms.
„Unser eigentliches Terrain ist die Landwirtschaft, wo wir mit unserer
Forschung zum einen durch angepasste Managementstrategien das Klima
schützen wollen, aber auch mit Hilfe technischer Innovation die
landwirtschaftliche Produktion auf die Folgen des Klimawandels
vorbereiten“, erläutert Prof. Dr. Barbara Sturm, die wissenschaftliche
Direktorin des ATB. „Umso mehr freut es uns, wenn wir mit unserer
verfahrenstechnischen Expertise aus dem Agrarbereich als Potsdamer
Forschungsinstitut zum Erhalt der Potsdamer Parks und Gärten - weltweit
geschätzten Kulturgütern - beitragen können“, hebt Prof. Sturm hervor.
Dem Projekt „Entwicklung von Methoden zur Tiefeninjektion von künstlicher
Huminstoffe gegen die Folgen des Klimawandels - Rette einen Baum in
Sanssouci“ wird eine Anschubfinanzierung in Höhe von 250.000 Euro zur
Verfügung stehen. Die Förderung erfolgt durch das Ministerium für
Wissenschaft, Forschung und Kultur (MWFK) des Landes Brandenburg. Die
Koordination hat das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie
e.V. (ATB). Partner im Projekt sind das Max-Planck-Institut für Kolloid-
und Grenzflächenforschung (MPIKG), die Stiftung Preußische Schlösser und
Gärten Berlin-Brandenburg (SPSG) und die Freie Universität Berlin (FUB).
Weitere Partner sollen dazukommen.
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