Ausführliche Auswertung des Substrat-Experiments (Mendel-Universität 2016)

Das Experiment der Mendel-Universität mit Tomatenpflanzen untersuchte die Leistung von Bionic-Produkten (μSoil und Biochar) im Vergleich zu einem kommerziellen Substrat unter verschiedenen Bewässerungsbedingungen (100%, 75%, 60% Hydratation).

🧪 Der Versuchsaufbau: Isolierung der Effekte

Für diesen wissenschaftlichen Test war es entscheidend, die separate Wirkung der Nährstoffkomponente (Bionic μSoil) und der wasserretentiven Komponente (Bionic Biochar) zu isolieren. Es ist wichtig zu wissen, dass das Produkt μSoil von Bionic normalerweise bereits Biochar enthält. Für den Versuch wurden die Komponenten jedoch getrennt und in Kombination getestet, um die einzelnen Beiträge zu bewerten.

Die Basis aller Versuchsansätze war ein kommerzielles Substrat mit einer Grundmenge an Nährstoffen. Für alle angereicherten Varianten wurde ein Mischungsverhältnis von 4:1 (4 Teile Substrat zu 1 Teil Zusatz) gewählt.

Wichtige Designentscheidung: μSoil ist grundsätzlich als Langzeitdünger/Bodenverbesserer konzipiert. Um jedoch zeitige Ergebnisse für das Experiment zu erhalten und die Unterschiede in der Wasserretention besser beobachten zu können, wurde bewusst das Mischungsverhältnis 4:1 gewählt. Dieses Verhältnis sorgte dafür, dass die Pflanzen nur mit einer minimalen Nährstoffversorgung starteten, wodurch der Effekt der Substratmodifikatoren unter Stress schneller sichtbar wurde.

Die Bionic-Produkte im Detail:

• μSoil: Hierbei handelt es sich um ein von Bionic optimiertes Kompostierungsverfahren, das auf herkömmlicher Biomasse mit Zugabe von tierischen Exkrementen (Gülle, HTK, Biogasgärresten) basiert. Es dient primär als nährstoffreiche Quelle.
• Biochar: Der verwendete Bionic Biochar ist ein spezieller Biochar, der im Bionic μfuel Process aus Holzpellets erzeugt wird. Er weist gegenüber herkömmlichem Biochar eine deutlich vergrößerte Oberfläche auf, eine Eigenschaft, die für die verbesserte Wasserhaltefähigkeit entscheidend ist.

1. Vegetatives Wachstum: Pflanzenhöhe und Biomasse

Die Messung der Pflanzenhöhe (High of plant) zeigte, dass die Zugabe von Nährstoffen durch μSoil der entscheidende Faktor für das Wachstum unter Wasserstress war.

• Volle Hydratation (100%): Hier gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den Substratvarianten. Alle Pflanzen erreichten eine Höhe zwischen 120 cm und 140 cm.
• Reduzierte Hydratation (75% und 60%): Die Zugabe von Nährstoffen wurde hier zum limitierenden Faktor und zeigte klare Vorteile:
  • Bei 75% Hydratation war die Variante "μSoil" die höchste Pflanze (ca. 130 cm), während die Kontrollgruppe "Substrat" signifikant kleiner blieb (ca. 110 cm).
  • Bei 60% Hydratation führte die "μSoil"-Variante mit ca. 110 cm das Wachstum an. Die Kontrollgruppe "Substrat" erreichte nur etwas über 80 cm.
• Salat-Biomasse (Teil 2): Auch hier zeigten die μSoil-haltigen Varianten die höchsten Frisch- und Trockengewichte, was die zentrale Rolle der Nährstoffe für die Biomasse-Synthese bestätigt.

Schlussfolgerung: Bei reduziertem Wasser (Stress) führt die erhöhte Nährstoffversorgung durch μSoil zu einem deutlichen Größenvorteil.

2. Physiologischer Status: Relativer Wassergehalt (LRWC)

Der Relative Wassergehalt im Blatt (LRWC) ist ein direktes Maß für den Wasserstress der Pflanze. Die Ergebnisse belegen die Rolle des speziellen Biochars bei der Wasserretention.

• Reduzierte Hydratation (75%): Hier zeigte sich der größte Vorteil des Biochars: Die Kontrollgruppe "Substrat" hatte in der vierten Woche den niedrigsten LRWC (nur ca. 55%). Dieser Wert liegt deutlich unter dem Idealwert und deutet auf starkes Welken hin.
  • Die Biochar-haltigen Varianten ("Biochar" und "μSoil + biochar") hielten den Wassergehalt bei ca. 70% oder mehr.
• 60% Hydratation: Auch hier hatten die beiden Varianten mit Biochar-Zusatz den höchsten Wassergehalt in der zweiten Woche.

Schlussfolgerung: Das spezielle Biochar (mit vergrößerter Oberfläche) verbessert nachweislich die Wasserhaltefähigkeit des Substrats und hilft den Pflanzen, ihren physiologischen Wasserstatus unter Trockenstress aufrechtzuerhalten.

3. Generativer Ertrag: Fruchtanzahl und Fruchtgewicht

Die Ertragsdaten zeigten, dass eine Kombination aus Nährstoffen und Wasserretention entscheidend ist, um Ertragsverluste durch Stress zu vermeiden.

• Fruchtanzahl (60% Hydratation): Die "μSoil"-Variante lieferte die höchste Anzahl an Früchten. Die Kontrollgruppe "Substrat" produzierte lediglich 2 Früchte pro Pflanze, was auf die Abtreibung der Früchte aufgrund des kombinierten Wasser- und Nährstoffdefizits zurückzuführen ist.
• Fruchtgewicht (75% Hydratation): Die Früchte in den Biochar-haltigen Varianten ("μSoil + biochar" und "Biochar") wiesen mit über 2,5 g das absolut höchste Gewicht auf – sogar höher als bei voller Hydratation.

Schlussfolgerung: Die Nährstoffe von μSoil verhindern den totalen Ertragsausfall unter extremem Stress, während die Biochar-Komponente das Fruchtgewicht und die Qualität positiv beeinflusst.

🏅 Gesamtfazit des Experiments

Die Schlussfolgerungen der Autoren sind klar: Die Zugabe der Bionic-Produkte verbessert die Wasseraufnahme und die physiologische Verfassung. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Kombination von μSoil und Biochar die optimalen Bedingungen schuf.

• μSoil war die dominierende Quelle für Biomasse (Pflanzenhöhe, Salatbiomasse).
• Das spezielle Biochar war der Schutzmechanismus bei Wassermangel (LRWC, Fruchtgewicht).
• Die Kombination "μSoil + biochar" stellte sich in vielen Kriterien als die beste Variante heraus (z. B. höchste Keimrate der Gurke).

Für eine optimale physiologische Kondition ist die Kombination aus ausreichenden Nährstoffen und verbesserter Wasserhaltefähigkeit notwendig.

Wichtiger Hinweis: Die Autoren merken an, dass diese Experimente ohne Wiederholung durchgeführt wurden und eine Wiederholung für eine bessere statistische Bewertung ratsam wäre.

🌍 Ausblick: μSoil und der Klimawandel

Das μSoil-Produkt, insbesondere in Kombination mit Biochar, bietet vielversprechende Vorteile im Hinblick auf die Herausforderungen des Klimawandels für die Landwirtschaft:

• Erhöhte Trockenresistenz: Die belegte Fähigkeit des Bionic Biochars, die Wasserretention zu verbessern, führt zu einer erhöhten Trockenresistenz der Pflanzen. Dies ermöglicht stabilere Erträge auch bei reduziertem Wasserangebot.
• Effiziente Nährstoffnutzung: Die Leistungssteigerung der μSoil-Varianten unter Stress deutet auf eine effizientere Nährstoffnutzung hin. Dies kann den Bedarf an wasserintensiven Düngemitteln reduzieren.
• Kreislaufwirtschaft und CO₂-Speicherung: Das μSoil-Verfahren nutzt landwirtschaftliche Nebenprodukte (tierische Exkremente) und fördert die Kreislaufwirtschaft. Zudem dient das verwendete Biochar, gewonnen aus dem μfuel Process, als effektive Methode zur langfristigen CO₂-Speicherung (Carbon Sequestration) im Boden.