Beschreibung: Die Einbringung von Pflanzenkohle in Ackerböden kann viele positive Effekte nach sich ziehen (Steigerung der C-Sequestrierung, des Wasserhaltevermögens, der Nährstoffversorgung etc.), jedoch besteht bei einer oberflächennahen Ausbringung von Pflanzenkohle in trockenen Phasen immer die Gefahr der Winderosion der leichten und kleinen Pflanzenkohlepartikel mit vermutlich gesundheitsgefährdenden Folgen für die Bevölkerung. Eine gezielte Ausbringung von Pflanzenkohle in tiefere Bodenschichten, welche nicht durch die wiederkehrende Bodenbearbeitung in der Landwirtschaft berührt werden, könnte mehrere Vorteile der Pflanzenkohle kombinieren und Risiken vermeiden. Ziel des Projekts ist ein Gewächshausversuch in Töpfen, bei dem eine Ackerfrucht (z.B. Sommerweizen) in einen Boden gepflanzt wird, der eine geringe Wasserhaltekapazität hat und zur Nitratauswaschung neigt. Die Pflanzenkohle wird hierbei in die Tiefe (ca. 30-40 cm) unterhalt der üblichen Pflugtiefe eingebracht und mit einer Variante ohne Pflanzenkohle verglichen. Während des Wachstums der Ackerfrucht werden sowohl die pflanzliche Entwicklung und Nährstoffversorgung, der Austrag von Nitrat ins Durchflusswasser, als auch die Emission von klimarelevanten Gasen erfasst.
Das Projekt findet in Kooperation mit Prof. Claudia Kammann (Uni Geisenheim) statt.
Ökosystem: Acker
Praxis: 70% Arbeit im Gewächshaus, 30% Laboranalysen
Beginn: ab Feb/März 2025
Geeignet für M.Sc. (in Teilen auch für B.Sc.)
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Neuere Studien weisen auf das Potential von Gesteinsmehl aus Basalt zur C-Sequestrierung (Kohlenstoff-Speicherung) in Ackerböden hin. Weiterhin können die im Gesteinsmehl enthaltenen Nährstoffe das Wachstum von Pflanzen erhöhen und den pH-Wert des Bodens anheben (=> Ersatz für Kalkung). Allerdings ist die Wirksamkeit der Gesteinsmehle stark abhängig von deren Verwitterungsgeschwindigkeit. Für tropische Regionen konnte schon eine relevante Verwitterung gezeigt werden, in gemäßigten Breiten ist die Geschwindigkeit der Prozesse und somit das Potential zur C-sequestrierung bisher unbekannt. In dieser Arbeit soll in einem Versuch im Gewächshaus der Einfluss von Gesteinsmehl auf das Pflanzenwachstum und den Ernteertrag von Getreide (Sommerweizen, Gerste o.Ä.) und die C-Sequestrierungsleistung im Ackerböden untersucht werden. Im Vergleich hierzu soll das Sequestrierungspotential von Biochar (Pflanzenkohle) alleine und in Kombination mit Gesteinsmehl untersucht werden und ob es hier zu Synergien zwischen Gesteinsmehl und Pflanzenkohle kommt.
Ökosystem: Acker
Praxis: 50% Arbeit Gewächshaus, 50% Laboranalysen
Beginn: ab Feb/März 2025
Geeignet für M.Sc. (in Teilen auch für BodExp und B.Sc.)
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Mikroorganismen übernehmen viele wichtige Funktionen im Stoffhaushalt von Böden. Durch die Intensität der landwirtschaftlichen Nutzung von Grünlandböden, wie z.B. Düngung, Mahd und Viehbesatz werden die Umweltbedingungen von Bodenmikroorganismen beeinflusst. Im Rahmen der Biodiversitäts-Exploratorien (http://www.biodiversity-exploratories.de/startseite/) wird im regelmäßigen Turnus der Einfluss der Grünlandnutzungsintensität auf mikrobielle Biomasse, Funktion und Zusammensetzung der Gemeinschaft in drei Gebieten in Deutschland (Schwäbische Alb, Hainich, Schorfheide-Chorin) untersucht. In diesem Projekt sollen Proben aus einer Probenahmekampagne im Mai 2021 bzw. Mai 2023 untersucht werden (Beteiligung an der Probenahme möglich). Je nach Umfang des Projektes (B.Sc, M.Sc, BodExp) soll die mikrobielle Biomasse, die Enzymaktivität und die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft anhand Phospholipidfettsäureanalyse (PLFA) quantifiziert werden und die Daten entsprechend der Landnutzungsintensität der Grünlandflächen ausgewertet werden..
Herkunft Proben: Biodiversitäts-Exploratorien
Ökosystem: Grünland
Praxis: 100% Laboranalysen
Beginn: ab sofort
Geeignet für BodExp, B.Sc. und M.Sc.
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de
Beschreibung: In einem neuen Forschungsverbundprojekt (NOcsPS) an der Uni Hohenheim soll untersucht werden, inwieweit Landwirtschaft ohne Pestizide möglich ist (https://www.uni-hohenheim.de/pressemitteilung?tx_ttnews[tt_news]=43804). Im Teilprojekt des Fachgebiets Bodenbiologie werden die Auswirkungen einer pestizidfreien Landwirtschaft auf Bodenorganismen (Regenwürmer) untersucht. Das NOcsPS wurde im Frühjahr 2019 auf dem Heidfeldhof etabliert. Hier wird bei verschiedenen Früchten eine konventionell bewirtschaftete Variante, mit Ökolandbau und einer pestizidfreien Variante verglichen. Ziel der Arbeit ist es erste Untersuchungen der Abundanz von Regenwürmern durchzuführen. Die praktische Arbeit hierzu wird, je nach Witterung im Frühjahr 2025 (März, April) stattfinden. Im Labor werden die Arten und die Biomasse der gefangenen Tiere bestimmt.
Herkunft Proben: NOPS Feldexperiment Heidfeldhof
Ökosystem: Acker
Praxis: 50% Feldarbeit, 50% Laboranalysen
Beginn: ab März/April 2025
Geeignet für BodExp, B.Sc. und M.Sc.
Wichtig: unterschiedliche Aspekte des Themas können auch von mehreren Studierenden gleichzeitig bearbeitet werden.
Kontakt: Dr. Sven Marhan, sven.marhan@uni-hohenheim.de
a) „Wirkung langjähriger Nitrifikationshemmstoffapplikation auf Prozesse des N-Umsatzes in einem ackerbaulich genutzten Boden“
b) „Wirkung langjähriger Nitrifikationshemmstoffapplikation auf non-target Organismen in einem ackerbaulich genutzten Boden“
Beschreibung: Nitrifikationshemmstoffe (NIs) können zur Minderung der Nitratauswaschung auf durchlässigen Standorten sowie zur Minderung der Lachgasfreisetzung auf schwereren Böden eingesetzt werden. Bisher ist aufgrund des Mangels an Langzeitversuchen unklar, inwiefern die NIs die Stoffumsetzungen in Böden bzw. inwiefern non-target Organismen beeinflusst werden.
Das Fachgebiet „Düngung und Bodenstoffhaushalt“ betreut seit 2007 einen Dauerversuch auf dem Heidfeldhof, bei dem jährlich der NI DMPP (Dimethylpyrazol-Phosphat; Handelsname: ENTEC 27©) ausgebracht wird. Daneben wurden im Laufe des Versuchs eine zusätzliche Behandlung etabliert, in der die DMPP Applikation erst in 2017 begonnen wurde. Weiterhin wurde eine Variante eingerichtet, in der DMPP zwischen 2007 und 2017 appliziert und seither ausgesetzt wurde.
Im Rahmen der Arbeiten sollen bodenmikrobiologische Untersuchungen zur mikrobiellen Diversität (Arbeit 2) bzw. zur funktionellen Diversität (Arbeit 1) durchgeführt werden. Die Hauptbetreuung der Arbeiten erfolgt durch das FG Bodenbiologie, Teilarbeiten sind aber auch am FG Düngung und Bodenstoffhaushalt vorgesehen.Ökosystem: Acker
Praxis: 100% Laboranalysen (je nach Ausrichtung)
Beginn: jederzeit
Geeignet für B.Sc. und M.Sc.
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de, Dr. Reiner Ruser reiner.ruser@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Tonminerale (z.B. Illit) und Eisenoxide (z.B. Goethit) spielen eine zentrale Rolle bei der Speicherung von Kohlenstoff in Form mineral-assoziierter organischer Substanz im Boden. Gleichzeitig dienen diese Mineraloberflächen als Mikrohabitat für Mikroorganismen wie Pilze und Bakterien: die sogenannte Mineralosphäre. Im Rahmen des Projekts „BEmins“ wurden spezielle Mineralcontainer mit Illit und Goethit über einen Zeitraum von fünf Jahren in Grünland- und Waldböden unterschiedlicher Landnutzungsintensität exponiert. Diese wurden in drei Regionen Deutschlands – der Schwäbischen Alb, dem Hainich-Dün und der Schorfheide-Chorin – auf Versuchsflächen der Biodiversitäts-Exploratorien (www.biodiversity-exploratories.de) in drei Bodentiefen (0, 5 und 30 cm) installiert. Die bereits wieder entnommenen Proben sollen auf mikrobiologische Parameter untersucht werden, darunter die mikrobielle Abundanz und Gemeinschaftsstruktur mittels Analyse von Phospholipidfettsäuren (PLFAs) sowie die Aktivität von Enzymen des Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorkreislaufs.
Ein zentrales Ziel ist es, die Effekte der Landnutzungsintensität und der Verfügbarkeit von organischer Substanz in dem Mikrohabitat auf die mikrobiellen Gemeinschaften und ihre Funktionen in unterschiedlichen Bodentiefen zu verstehen. Deshalb soll im Rahmen dieser Arbeit der Fokus auf die Tiefengradienten im Boden gelegt werden: Wie beeinflussen unterschiedliche Bodentiefen die mikrobiellen Gemeinschaften auf den verschiedenen Mineraloberflächen? Welche Rolle spielen Landnutzungsintensität und Verfügbarkeit von organischer Substanz bei diesen Tiefengradienten?
Herkunft Proben: Schwäbische Alb, Hainich-Dün, Schorfheide-Chorin
Ökosystem: Grünland- und/oder Waldböden
Praxis: 100% Laboranalysen
Beginn: jederzeit
Geeignet für BodExp / B.Sc. / M.Sc.
Kontakt: Luise Brandt, luise.brandt@uni-hohenheim.de; Prof. Ellen Kandeler, kandeler@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Die sogenannte Agri-Photovoltaik (APV) ist seit ein paar Jahren in der Diskussion um auf Ackerflächen eine Doppelnutzung zu ermöglichen, indem oberhalb der Ackerfrucht Photovoltaikmodule zur Stromproduktion installiert werden. Die Universität Hohenheim wird im kommenden Jahr eine Agri-PV Versuchsanlage auf dem Ihinger Hof installieren. Vor dem Baubeginn soll die Fläche bodenkundl. Kartiert werden (Bohrstockbeprobung, Texturanalyse Humusgehalt etc.). Die Arbeiten umfassen eine mehrtägige Beprobung der Fläche mit anschließender Analyse von verschiedenen Parametern im Labor.
Ökosystem: Acker mit APV
Praxis: 50% Beprobung im Freiland, 50% Laboranalysen
Beginn: ab Jan./Feb. 2025
Geeignet für B.Sc. und M.Sc. (in Teilen auch für BodExp),
Wichtig: unterschiedliche Aspekte des Themas können auch von mehreren Studierenden gleichzeitig bearbeitet werden.
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Seit ein paar Jahren gibt es die Bestrebung Ackerflächen einer Doppelnutzung zu unterzeihen indem oberhalb der Ackerfrucht Photovoltaikmodule zur Stromproduktion installiert werden, die sogenannte Agri-Photovoltaik (APV). Das Fachgebiet Bodenbiologie ist im Rahmen eines Forschungsprojekts (HUMAX) an der Untersuchung beteiligt, inwieweit APV zu einer Veränderung des Humusvorrats und der Aktivität und Abundanz von Bodenorganismen führt. Im Rahmen des Projekts soll ein APV System in Staßkirchen (Bayern) beprobt werden, dass seit 4 Jahren in Betrieb ist. Die Arbeiten umfassen eine mehrtägige Beprobung des Bodens bzw. der Bodenorganismen mit anschließender Analyse von verschiedenen Parametern im Labor.
Ökosystem: Acker mit APV
Praxis: 30% Beprobung des Versuchs im Freiland, 70% Laboranalysen
Beginn: ab Jan./Feb. 2025
Geeignet für B.Sc. und M.Sc. (in Teilen auch für BodExp),
Wichtig: unterschiedliche Aspekte des Themas können auch von mehreren Studierenden gleichzeitig bearbeitet werden.
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Die Anpflanzung von Baum- oder Heckenstreifen, der sogenannte Agroforst wird als geeignetes Mittel gesehen die Folgen des Klimawandels, aber auch dem Diversitätsschwund in Agrarökosystemen entgegen zu wirken. Auf dem Ihinger Hof, einem Versuchsgut der Universität Hohenheim gibt es seit vielen Jahren einen etablierten Agroforstversuch mit replizierten Streifen bestehend aus Kurzumtriebsplantagen (Weiden), Walnussbäumen und Hecken auf einer konventionell bewirtschafteten Ackerfläche. In dieser Arbeit soll der Einfluss der Heckenstreifen auf den Humusvorrat und/oder die Biomasse und Aktivität von Bodenorganismen (Mikroorganismen, Regenwürmer) untersucht werden. Weiterhin sollen die Emissionen klimarelevanter Gase (CO2, N2O und CH4) in dem Agroforstsystem untersucht werden. Um den räumlichen Einfluss von Agroforststreifen auf den Boden und das Bodenleben zu erfassen sollen Transekte quer zu den Streifen beprobt werden. Die Arbeiten beinhalten die Probenahme auf dem Feldversuch mit anschließenden Analysen der Proben in den Laboren des Fachgebietes Bodenbiologie. Die Arbeit findet in enger Kooperation mit dem Zentrum zur Koordination zu Agroforstsystem Forschung (KAFo) der Uni Hohenheim statt.
Ökosystem: Acker mit Agroforst
Praxis: 30% Beprobung des Versuchs im Freiland, 70% Laboranalysen
Beginn: ab Jan./Feb. 2025
Geeignet für B.Sc. und M.Sc. (in Teilen auch für BodExp),
Wichtig: unterschiedliche Aspekte des Themas können auch von mehreren Studierenden gleichzeitig bearbeitet werden.
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Der Aufbau des Kohlenstoffspeichers im Boden in Form von Humus wird als ein wichtiger Beitrag zur Eindämmung des Klimawandels angesehen. Humusaufbau in Böden ist ein langsamer Prozess und erfordert eine kontinuierliche humusaufbauende landwirtschaftliche Bewirtschaftung. Ein hoher Humusgehalt hat neben der Speicherfunktion für Kohlenstoff noch andere wichtige Funktionen, wie z.B. einen höheren Gehalt an Pflanzennährstoffen. Bisher ist allerdings nicht bekannt wie eng die Beziehung zwischen Humusgehalt eines Bodens und der Verfügbarkeit von Nährstoffen für darauf wachsende Pflanzen ist. Ein möglicher Zusammenhang und ob es ggf. Schwellenwerte gibt, soll anhand von Daten untersucht werden, die an diversen Ackerstandorten in Baden-Württemberg erhoben worden sind. Das Projekt findet in Kooperation mit der Firma CarboCert (https://www.carbocert.de/index.php ) statt.
Ökosystem: Acker
Praxis: Laboranalysen und Datenauswertung
Beginn: jederzeit
Geeignet für B.Sc., BodExp,
Kontakt: Dr. Sven Marhan; sven.marhan@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Angesichts des Klimawandels und der damit verbundenen Zunahme von Wetterextremen besteht ein dringender Bedarf, widerstandsfähigere Agrarökosysteme zu entwickeln. Im Rahmen des CROP-Projekts wird in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich ein Versuch durchgeführt, der den Einfluss tief und flach wurzelnder Winterweizensorten auf Nährstoffaufnahme und Bodenmikroorganismen unter Trockenstress untersucht. Der Fokus liegt darauf, ob die Kombination dieser kontrastierenden Wurzelsysteme in Mischkulturen die Nährstoffaufnahme unter Dürrebedingungen im Vergleich zu Monokulturen verbessern kann. Gleichzeitig soll mittels stabiler Isotopen (13C und 15N) analysiert werden, wie sich diese Wurzelsystem-Kombinationen auf die mikrobielle Gemeinschaft im Boden auswirken. Zur mikrobiellen Untersuchung werden neben destruktive Verfahren auch nicht-destruktive Verfahren eingesetzt. Mittels der Zymographie soll dabei die räumliche Verteilung der Enzymaktivität im Boden untersucht werden. Ziel ist es herauszufinden, ob die Kombination kontrastierender Wurzelsysteme dazu beitragen kann, ein widerstandsfähigeres Agrarsystem gegenüber Trockenstress zu schaffen.
Herkunft Proben: Stagnic Luvisol am Heidfeldhof Hohenheim
Ökosystem: Acker
Praxis: 30% Feldarbeit, 70% Laboranalysen
Beginn: ab März 2026
Geeignet für B.Sc, M.Sc
Kontakt: Adrian Lattacher; adrian.lattacher@uni-hohenheim.de
Beschreibung: Angesichts des Klimawandels und der damit verbundenen Zunahme von Wetterextremen besteht ein dringender Bedarf, widerstandsfähigere Agrarökosysteme zu entwickeln. Im Rahmen des CROP-Projekts wird in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Jülich ein Versuch durchgeführt, der den Einfluss unterschiedlicher Wurzelsysteme auf die Stickstoffaufnahme untersucht. Hierbei werden tief und flach wurzelnde Winterweizensorten sowohl als Monokulturen als auch in Kombination getestet. Zur Analyse der Stickstoffaufnahme wird isotopisch gelabelter Stickstoff (15N) eingesetzt, wobei sowohl das eher im Boden immobile Ammonium (NH4+) als auch das mobile Nitrat (NO3-) verwendet werden. Diese Isotopenmarkierung ermöglicht eine detaillierte Untersuchung der Stickstoffdynamik. Gleichzeitig werden verschiedene Stickstoffdüngemengen appliziert, um den Einfluss auf die Stickstoffaufnahme vom Boden in die Pflanze sowie auf die Bodenmikroorganismen zu bewerten. Die Ergebnisse sollen Aufschluss darüber geben, ob Mischkulturen durch eine optimierte Wurzelsystem-Kombination gegenüber Monokulturen Vorteile hinsichtlich der Stickstoffeffizienz bieten.
Herkunft Proben: Haplic Luvisol nahe Jülich
Ökosystem: Acker
Praxis: 30% Feldarbeit, 70% Laboranalysen
Beginn: ab März 2025
Geeignet für B.Sc, M.Sc
Kontakt: Adrian Lattacher; adrian.lattacher@uni-hohenheim.de