Neues digitales Werkzeug hilft Landwirten beim Bodenschutz

• Böden erbringen zahlreiche Leistungen
• Doch die Böden stehen unter Druck
• Ein Bodenmodell hilft dabei, die Prozesse unter der Erde zu verstehen
• Forschende haben außerdem ein neues digitales Tool für Landwirte entwickelt
• Es hilft, Fruchtfolgen zu simulieren und den Klimawandel zu beachten
• Damit können sie auch mit Themen wie den aktuell hohen Düngepreisen besser umgehen

Warum gesunde Böden über unsere Ernährung entscheiden

Der Boden unter unseren Füßen, ob im eigenen Garten, im Wald oder auf dem Acker, ist ein Multitalent: "Er speichert Kohlenstoff, er speichert Wasser, er filtert Wasser. Er ist in der Lage, Nährstoffe zu recyceln, die in den Boden eingetragen werden", erklärt Ute Wollschläger.

Am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung forscht sie zur Frage, welchen Einfluss die Landwirtschaft auf den Boden hat. Daraus hat sie mit anderen Forschenden ein praktisches Digital-Tool entwickelt.

Der Boden hat sich über zehntausende von Jahren entwickelt.

Dadurch könne er die Leistungen erbringen, die wir von ihm nutzen. "Und die müssen wir versuchen zu erhalten", unterstreicht die Forscherin. Denn letztlich stehen wir nicht nur auf ihm, wir hängen vom Boden ab: "Er liefert natürlich hohe Erträge. Ernährungssicherheit ist nach wie vor und immer wichtig".

Ute Wollschläger erforscht den Boden als nachhaltige Ressource für unsere GesellschaftBildrechte: MDR

Bodenleben: Ein Universum unter unseren Füßen

Alle diese Funktionen können die Böden nur erbringen, weil sie keine unbelebte Masse sind. Im Gegenteil: Im Boden steckt so viel Leben, dass es einem die Sprache verschlagen kann: "Wir sagen ja so schön dass in so einer Hand jetzt einige Milliarden mehr Lebewesen drin sind als Menschen auf der Erde. Was ist da los? Wie passen die da alle rein?", wundert sich Robert Künne, der als Bio-Landwirt in der Nähe von Leipzig 400 Hektar Ackerland bewirtschaftet.

Europaweit nehmen die Qualität der Böden und die Vielfalt unter der Erde allerdings ab: 60 Prozent der Böden sind degradiert. Das zeigen Langzeitmessungen, wie etwa die Bodenzustandserhebung in Deutschland. Der Klimawandel mit zunehmenden Extremen wie Dürre und Starkregen setzt die Böden stark unter Druck.

Doch es ist auch die Landwirtschaft selbst, die ihren Teil beiträgt: "Man ist zu dem Schluss gekommen, dass die aktuelle Bewirtschaftung langfristig weder für den Boden noch wirtschaftlich gut ist", erklärt Bodenforscherin Wollschläger.

Es sei wichtig, wieder mehr mit den natürlichen Funktionen zu arbeiten, das Bodenleben zu fördern und Pflanzenschutzmittel und Dünger zu reduzieren. Die EU hat vor kurzem ein Gesetz zum Bodenschutz verabschiedet. Bis 2050 sollen die Böden wieder gesund sein. Das heißt, sie sollen Wasser und Nährstoffe besser speichern und mehr Humus enthalten und so den Klimawandel bremsen.

Bodium: Wie ein Bodenmodell Acker, Klima und Pflanzen verknüpft

Wie können Landwirte nun ihre Böden verbessern und ihre Erträge stabilisieren? Wissenschaftlerinnen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung wollen sie bei der Suche nach Antworten unterstützen. Im ersten Schritt haben sie das Bodenmodell "Bodium" erstellt.

Das Bodenmodell kann einerseits die Vielfalt der landwirtschaftlichen Böden wiedergeben: Sandige Erde wie bei Bauer Robert Künne in Nordsachsen unterscheidet sich deutlich von der sehr fruchtbaren Schwarzerde in der Magdeburger Börde. Größere Landwirtschaftsbetriebe können auch mal mehrere Bodentypen auf ihren Feldern haben.

Andererseits kann das Modell viele Prozesse abbilden, die aus der Interaktion zwischen den Pflanzen und ihren Wurzeln, Wetter, Mineralstoffen und Bodenstruktur entstehen.

Bodium4Farmers: Simulations-Tool für Landwirte entsteht

In einem zweiten Schritt haben die Forschenden aus dem Modell eine Software für Landwirte entwickelt: Bodium4Farmers. Eine Webseite, auf der sich die Bäuerinnen und Bauern mit ihrem Standort registrieren können. "Über diese Koordinaten werden Wetter- und Bodendaten eingelesen. Da liegen Datenbanken dahinter, das wird bereitgestellt", erklärt Koordinatorin Sara König.

Die Webseite steht Landwirten seit Ende 2025 zur Verfügung.Bildrechte: Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung

Im nächsten Schritt braucht das Tool Informationen über die Bewirtschaftung auf der Fläche: Welche Pflanzen wurden angebaut, welche Dünge- und Pflanzenschutzmittel eingesetzt? Wie wurde der Boden bearbeitet? Häufig – aber nicht immer – hätten Landwirte solche Daten in der so genannten Ackerschlagkartei bereits digital vorliegen. Und dann könne man Szenarien simulieren.

Sara König koordiniert das Projekt "Bodium4Farmers"Bildrechte: MDR

Fruchtfolgen digital simulieren statt auf dem Acker riskieren

Zum Beispiel eine größere Pflanzenvielfalt auf dem Acker: "Das Wertvolle an dem Tool ist natürlich, dass ich Fruchtfolgen mir denke, wo ich alle Lehrbuch-Regeln integriere und eine vielgliedrigere Fruchtfolge aufbaue, im besten Fall fünf oder acht Jahre", erzählt Landwirt Robert Künne.

Mit einigen anderen Landwirtinnen und Landwirten hat er das Tool Bodium4Farmers bereits vor der Veröffentlichung testen können:

Und dann rechne ich Szenarien und könnte sagen, dieses Glied in der Fruchtfolge kann man verbessern oder austauschen.

Statt solche Versuche mit ungewissem Ausgang auf dem Feld durchzuführen, können sie mit Bodium4Farmers kostenlos simuliert werden.

Auch die Effekte des Klimawandels mit zunehmender Trockenheit lassen sich abbilden. Landwirt Robert Künne hat die standortspezifischen Daten des Werkzeugs in seine eigenen Berechnungen integriert.

Ein Tool für die Zukunft oder das Tagesgeschäft?

Das Tagesgeschäft und Schwankungen am Markt würden allerdings langfristige Planungen auf dem Acker erschweren, glaubt der Landwirt. "Das ist oft nicht in meiner Hand, sondern das entscheidet der Markt." Forscherin Ute Wollschläger ist überzeugt, dass die Anwendung auch bei tagesaktuellen Fragen helfen kann.

Ein gutes Beispiel sind momentan die hohen Düngepreise.

"Wenn ein Landwirt jetzt zum Beispiel ausprobieren möchte: wie weit kann ich dann mit meinem Dünger runtergehen, ohne dass es mich große Ertragseinbußen kosten würde? Dann könnte man so was simulieren", betont die Wissenschaftlerin.

Die Webseite Bodium4Farmers steht Landwirten kostenfrei zur Verfügung und die Forschenden arbeiten an der weiteren Entwicklung. Denn es sind noch viele Fragen zum gesunden Boden offen, die auch das Modell noch nicht abbilden kann: Zum Beispiel, wie genau die Myriaden von Lebewesen unter der Erde Pflanzen beim Wachstum helfen.

Links/Studien

Die Studie "BODIUM—A systemic approach to model the dynamics of soil functions" von Sara König, Ute Wollschläger und anderen Forschenden wurde am 28.08.2023 im European Journal of Soil Science veröffentlicht.

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