Autor:innen:
Laura Bley | TU Berlin, Inst. f. Ökologie
Felix Maria Mehring | TU Berlin, Inst. f. Ökologie
Nicolle Bernhardt | TU Berlin, Inst. f. Ökologie
Leonhard Bonaventura Grimm | TU Berlin, Inst. f. Ökologie
Prof. Dr. Martin Kaupenjohann | TU Berlin, Inst. f. Ökologie | Germany
In der Landwirtschaft werden immer mehr Folien und Vliese eingesetzt. Diese führen zu frühzeitiger Erwärmung des Bodens, schützen ihn vor Austrocknung und unterdrücken das Unkraut. Die Erträge steigen, Wasser wird gespart, und das Risiko von Umweltgefährdungen durch Pflanzenschutzmittel sinkt. Dem stehen mögliche negative Wirkungen durch Reste der refraktären Materialien gegenüber, die als Mikroplastik (MP) im Boden angereichert werden. Um diese Anreicherung zu vermeiden bringt die Industrie zunehmend Materialien auf den Markt, die biologisch abbaubar sind.
Qi et al. (2018) zeigten in einem Gewächshausexperiment mit Weizen, dass biologisch abbaubares MP das Wachstum der Versuchspflanzen stärker negativ beeinflusst als schwer abbaubares MP. Die kausale Ursache für diesen Befund ist jedoch unklar.
Wir wiederholten den Versuch und prüften die Hypothese, dass frisch in den Boden eingearbeitetes, biologisch abbaubares Mikroplastik zu einer Stickstoff(N)sperre führt, sodass die Versuchspflanzen aufgrund von N-Mangel weniger gut wachsen als Kontrollpflanzen auf unbehandeltem bzw. mit biologisch nicht abbaubarem MP behandeltem Boden.
Dazu führten wir im Sommer 2022 einen Vegetationsversuch mit Sommerweizen über einen Zeitraum von 51 Tagen durch. Der Weizen wurde in Pflanztöpfe gesät, die mit jeweils 1000 g Boden (Ap, lS, 8,1 g Corg kg-1, pHCaCl2 5,4), in den zuvor 10 g MP eingemischt worden war, gefüllt waren. Verglichen wurden die jeweils in sechsfacher Wiederholung angelegten Varianten biologisch abbaubares MP (BioMP, bestehend aus 37, 1 % Pullulan, 44,6 %Polyethylen Terephthalat und 18,3 % Polybutylen Terephthalat), Low-density Polyethylen (LDPE) und Kontrolle. Nach Keimung der Pflanzen wurde auf fünf Pflanzen je Topf pickiert. Zu Vegetationsbeginn wurden 170 mg N je Pflanztopf gedüngt. Untersucht wurden die Blattfarbe als Proxy für den Chlorphyll 31, 36 und 51 Tage nach Aussaat, die Frisch- und Trockenmassen sowie die N-, P-, K- Mg- und Ca-Konzentration der vegetativen und generativen Organe der Pflanzen nach Ernte und die pflanzenverfügbaren Stickstoffgehalte in den Böden. Zusätzlich wurden morphologische Parameter der Pflanzen gemessen.
Unsere Ergebnisse bestätigen die Resultate von Qui et al. (2018). BioMP reduzierte die Trockenmasse der vegetativen Organe der Versuchspflanzen gegenüber der Kontrolle um etwa 20 %, jene der generativen um 11 %. Damit einher gehen geringere Chlorophyllgehalte des mit BioMP behandelten Weizens über die gesamte Vegetatio