Upcycling of organomineral substrate residues from hydroponic systems; Subproject 1: Implementation research at the Berlin site
German project description
Es wird erforscht, ob das Einbringen von upgecycelten organomineralischen (OM) Substratreststoffen aus dem hydroponischen Tomatenanbau in den Boden des Freilandgemüsebaus ökonomische und ökologische Vorteile besitzt. Die organische Fraktion liefert mineralische Nährstoffe, die während der Kulturdauer freigesetzt werden. In einem dreijährigen Freilandexperiment wird auf zwei unterschiedlichen Standorten die Wirkung des aufgewerteten Oberbodens auf veränderte biologische, chemische und physikalische Eigenschaften des Boden-Pflanzengefüges untersucht. Als nährstoff- und carbonreiches Hächselgut soll es als alternativer Dünger und zur Bodenverbesserung dienen und entsprechend ertrags- und qualitätswirksam sein. Eine Verbesserung der physikalischen Bodeneigenschaften und Infiltrationsrate wird erwartet. Dies führt zu einem leichteren Eindringen von Niederschlag- und Beregnungswasser, wodurch die Wasser- und Nährstoffversorgung der Pflanzen gesteigert und gleichzeitig das Risiko einer Bodenerosion verringert wird. Ein höheres Angebot an pflanzenverfügbarem Wasser und substratgebundenen Nährstoffen offeriert das Potential einer gesteigerten Nährstoffnutzungseffizienz und eines reduzierten Düngebedarfs. Letzteres führt durch die Einsparung der Energie bei der Düngerherstellung zu einer besseren CO2-Bilanz. Die Wiederverwendung der OM-Substratreststoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft reduziert weiterhin die Menge entsorgungspflichtiger Kultursubstrate.
So zielt UpgoeS darauf ab, die bisher ungenutzten biologischen Ressourcen des geschützten Anbaus durch ihren Einsatz als Bodenverbesser und Dünger im Freilandgemüsebau upzucyclen. Das agronomische und ökologische Potenzial der pflanzenbaulichen Wiederverwertung wird ermittelt, woraus ein Leitfaden zum sachgerechten Einsatz von OM-Substratreststoffen entsteht, der den Freilandbetrieben bereitgestellt werden soll. Dieser kann politischen Entscheidungsträger*innen als Grundlage für weitere Novellierungen der DüV dienen.
English project description
Research is being conducted to determine whether the incorporation of upcycled organomineral (OM) substrate residues from hydroponic tomato cultivation into the soil of open field vegetable crops has economic and environmental benefits. The organic fraction provides mineral nutrients that are released over the crop life. In a three-year field experiment, the effect of the amended topsoil on altered biological, chemical, and physical properties of the soil-plant relationship is being studied at two different sites. As a nutrient- and carbon-rich topsoil, it is expected to serve as an alternative fertilizer and soil amendment, and to have a corresponding effect on yield and quality. An improvement of the physical soil properties and infiltration rate is expected. This will result in better infiltration of rainfall and irrigation water, increasing water and nutrient supply to plants while reducing the risk of soil erosion. A higher supply of plant-available water and substrate-bound nutrients offers the potential of increased nutrient use efficiency and reduced fertilizer requirements. The latter leads to a better carbon footprint by saving the energy used in fertilizer production. The reuse of OM substrate residues in the sense of the circular economy further reduces the amount of growing media requiring disposal.
Thus, UpgoeS aims to upcycle the previously unused biological resources of protected cultivation through their use as soil conditioners and fertilizers in outdoor vegetable production. The agronomic and ecological potential of crop recycling will be determined, resulting in a guideline for the proper use of OM substrate residues, which will be made available to open-field producers. This can serve political decision-makers as a basis for further amendments to the Fertilising Ordinance.
Financer
BMEL: Nachwachsende Rohstoffe
Duration of project
Start date: 09/2023
End date: 09/2026
Research Areas
Plant Cultivation, Plant Nutrition, Agricultural Technology, Plant Physiology, Plant Sciences
Research Areas
Agrarische Systeme, Informatik, Automatisierung, Agrarwissenschaften, Bodenökologie, Bodenwissenschaften, Gartenbau, Pflanzenphysiologie
