Programmidee Von den vielen bekannten und als wirksam beschriebenen bioaktiven Substanzen (engl. Biostimulants) sind Präparate auf der Basis von Phytohormonen und Huminsäuren ein geeignetes „Tandem“ zur Regulierung des Pflanzenwachstums und der Produktivität. Die Literatur bezeichnet solche Kompositionen auch als PHCs (Phytohormon-Huminsäure-Compounds). Der Vorschlag, PHCs in der Praxis zu testen, wurde erstmals von Prof. Wolfgang Nowick im Jahr 1999 vorgetragen. Bereits 2000- 2001 testete daraufhin die Ukrainische Akademie der Agrarwissenschaften in einem Gewächshaus in Donezk Kombinationen der ukrainischen Präparate EMISTIM C und HUMISOL mit überzeugenden Ergebnissen. Der erste Freilandeinsatz von PHCs in Deutschland erfolgte in den vom damaligen Radostim-Institut von Prof. Nowick koordinierten internationalen Forschungsprojekten Radostim A*B (2005-2008) und future 9/12 (2009-2012). Die PHCs wurden im Frühjahr gemeinsam mit der ersten Pflanzenschutzspritzung ausgebracht. Im Laufe weniger Jahre beobachteten wir einen rasanter Anstieg der Konzentration luftstickstofffixierender Bakterien (N-Bakterien) im Boden (Faktor 2). Dieses „Mehr“ an Bakterien verbrauchte mit der Zeit allerdings den vorhandenen Humus (4,5% 3,2%) , da die Pflanzen wegen der unverändert hohen N-Mineraldüngergaben keine genügende Kohlenstoffnachlieferung in den Wurzelraum leisteten. Damit war es bis zu der ersten Programmidee, dass PHCs noch besser funktionieren, wenn gleichzeitig der N-Düngereinsatz gesenkt wird, nicht mehr weit. Die zweite Programmidee stammt ebenfalls aus Beobachtungen der vorgeschalteten beiden Forschungsprojekte: In Abhängigkeit von den Wintertemperaturen ging immer wieder ein Teil der frisch aufgebauten Bodenbiologie, insbesondere der phosphormobilisierenden Bakterien (P-Bakterien) verloren. Der Verlust ließ sich in Vorversuchen minimieren, wenn zusätzlich im Herbst nach der Ernte PHCs oder reine Huminsäuren auf den Boden gespritzt wurden, die quasi als Katalysator bei der bakteriellen Umsetzung des organischen Materials zu Humus mitwirkten. Schnell wurde klar, dass es wegen der vielen Einflussfaktoren (Wetter, Wasser, Kultur, Boden usw.) eines 10Jahre- Langzeitprogramms bedarf, um die Programmideen zu verifizieren und die Wirksamkeit der PHCs zu quantifizieren. Dank der Bereitschaft von Agrarbetrieben aus Sachsen, Brandenburg, Thüringen und Sachsen-Anhalt, werden seit 2012 nun regelmäßig 170 Tandem 12/21 -Programmflächen mit unterschiedlichen Ackerzahlen im Frühjahr und Herbst mit den inzwischen weiterentwickelten und auf die Ackerzahl optimierten PHC-Präparaten der Tandem-Serie (TANDEM F, TANDEM H) behandelt. Wir untersuchen zweimal im Jahr die Bodenbiologie (Humus, N- und P-Bakterien), analysieren die Ernteergebnisse und modellieren den PHC-induzierten Ertragszuwachs und die N-Mineraldüngereinsparung, wobei uns das YEN-Modell zur Beschreibung der Phänomene gute Dienste erweist. Internationale Partner Betriebe, universitäre und akademische Forschungseinrichtungen aus der Ukraine, Russland, Weißrussland, Kasachstan. Einmal im Jahr werden die Ergebnisse auf den Internationalen daRostim-Konferenzen: Kiew(2012), Lviv (2013), Moskau (2014), Syktyvkar (2015), Odessa (2016), Almaty (2017), Minsk (2018), Kiew (2019), Minsk (2020) ausgetauscht und Programmideen verfeinert. Eingesetzte PHC-Präparate Frühjahr/Vorsommer: Blattapplikation Spätsommer/Herbst: Bodenapplikation Saatgutbeize Die Präparate werden in Weißrussland auf der Basis der dort von der Geschlossenen Aktiengesellschaft BELNEFTESORB produzierten Huminsäuren produziert und von dem Handelsunternehmen „Soloti Prirodi“ allen Projektpartnern bereitgestellt. In Deutschland kommen vor allem die Präparate TANDEM F30, F50, H30 und H50 und BOSTAR basic zum Einsatz. Die technologisch weiterentwickelten Huminsäurepräparate der neuesten Generation von BELNEFTESORB ermöglichen es, ohne zusätze von Phytohormonen auszukommen. Das aktuelle ab 2015 auch schrittweise im internationalen Langzeitprogramm Tandem 12/21 eingesetzte TANDEM-Array ist damit im klassischen Sinn kein echtes PHC-Präparat mehr. Im Nachfolgeprogramm shakeHANDS 21/32 (2021-2032) soll das Potential des weiterentwickelten TANDEM-Arrays in seiner Langzeitwirkung untersucht werden. Ziel ist weiterhin die Erhöhung der biologischen Bodenfruchtbarkeit als Voraussetzung zum Erhalt bzw. der Steigerung der Erträge bei reduziertem Düngereinsatz. B Zwischenergebnisse nach 7 Jahren Programmlaufzeit Bodenbiologie: Steigerung der biologischen Bodenfruchtbarkeit (nach 7 Jahren Programmlaufzeit, Mittelwerte aus 170 Schlägen) Höhere Erträge Höhere Erträge mit weniger Dünger - höhere Stickstoffeffizienz (YEN-Diagramm) Durch die verbesserte biologische Bodenfruchtbarkeit werden höhere Erträge bei reduziertem N-Düngereinsatz erzielt, wie die auf Getreideeinheiten GE umgerechnete und über 6 Jahre gemittelte Ertragsfunktion (YEN-Diagramm) am Beispiel eines der Programm- Standorte (Ackerzahl AZ=33) zeigt. Gegenüber dem 6-jährigen Vorjahreszeitraum 2006-2011 (Kontrollzeitraum) wurde der mittlere Stickstoffeinsatz um 26kg/ha reduziert und bei ortstypischer Fruchtfolge der mittlere Ertrag um 6,0 GE erhöht. Die Stickstoffeffizienz stieg von 0,3 auf 0,46 GE/kgN (+45%). Analoge Zwischenergebnisse finden wir sinngemäß auch auf den anderen Standorten, wie der Anstieg der 6- Jahresmittelwerte 2012-2018 im Vergleich zum Kontrollzeitraum (2006-2011) zeigt. Vorläufiges Resümee Vorläufiges Resümee - Ökonomie und Ökologie: eine Win-win-Bilanz Der Einsatz von TANDEM ist ein probates Mittel, die N-Bilanz um 15-40 kg N/ha zu verbessern und dabei im langfristigen Mittel Ertragssteigerungen um 6 bis 7 GE zu erzielen. Die Auflagen der neuen Düngeverordnung können effizienter umgesetzt werden und die Belastung der Umwelt wird reduziert. Je ha werden durch die intensivere Photosynthese etwa 1,2 t CO 2 zusätzlich der Atmosphäre entzogen. TANDEM-Präparate sind preiswert. Der wirtschaftliche Effekt für den Betrieb ist nachhaltig: 1 EUR TANDEM-Einsatz schlägt, konservativ gerechnet mit 2 bis 7 EUR Gewinn durch Mehrertrag und Düngereinsparung zu Buche.
Kontrollzeitraum                                                                           Tandem12/21-Langzeitprogramm Luftstickstofffixierende (N)  und Phosphorfreisetzende (P) Bakterien gesamt in Mio. KBE/g Kontrollzeitraum:   2006-2012 (nur PHC-Applikation im Frühjahr, Fo-Projekte: Radostim A*B, future 9/12 )
+68%
Biologischer Bodenindex BSI* = 23/100 * (N+P) + H  (rel.E.) Kontrollzeitraum:   2006-2012 (nur PHC-Applikation im Frühjahr, Fo-Projekte: Radostim A*B, future 9/12 ) Kontrollzeitraum                                                                           Tandem12/21-Langzeitprogramm
+29%
Kontrollzeitraum                                                                           Tandem12/21-Langzeitprogramm Humus  (H) in % Kontrollzeitraum:   2006-2012 (nur PHC-Applikation im Frühjahr, Fo-Projekte: Radostim A*B, future 9/12 )
-11%
Kontrollzeitraum                                                                           Tandem12/21-Langzeitprogramm Phosphorfreisetzende (P) Bakterien m Boden (0-30cm) in Mio. KBE/g  Kontrollzeitraum:  2006-2012 (nur PHC-Applikation im Frühjahr, Fo-Projekte: Radostim A*B, future 9/12 )
+141%
Kontrollzeitraum                                                                           Tandem12/21-Langzeitprogramm Luftstickstofffixierende Bakterien (N) im Boden (0-30cm) in Mio. KBE/g  Kontrollzeitraum:  2006-2012 (nur PHC-Applikation im Frühjahr, Fo-Projekte: Radostim A*B, future 9/12 )
+ 51%
Tandem 12/21
Internationales Langzeitprogramm zur Erhöhung der biologischen Bodenfruchtbarkeit und zum Aufbau einer nachhaltigen biologischen Nährstoffreserve im Boden
daRostim - Privates Institut für angewandte Biotechnologie Institut Programm Tandem 12/21 Programm shakeHANDS 21/32 Präparate