Die Agrarökosysteme der Welt sind durch die wachsende Weltbevölkerung einem stark zunehmenden Nutzungsdruck ausgesetzt, der durch den Klimawandel noch verstärkt wird. Wie genau sich die unterschiedlichen Faktoren des Klimawandels auf die landwirtschaftliche Produktivität, wie die Kohlenstoffspeicherung des Bodens, hier in welche Richtung auswirken, ist schwer vorherzusagen, da es dazu bisher an verlässlichen experimentellen Daten mangelt.
Die Forschungsplattform AgraSim ermöglicht die Untersuchung der Auswirkungen zukünftiger Klima- und Umweltbedingungen auf die Produktivität von Agrarökosystemen sowie deren Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz, Kohlenstoffspeicherung im Boden, Treibhausgasemissionen und Verdunstung, und damit auch der Rückkopplung auf die Atmosphäre und das Klima. Die experimentellen Daten werden für die Weiterentwicklung von Ökosystem- und Klimamodellen sowie zur Optimierung von landwirtschaftlichen Anbau- und Managementstrategien genutzt.
AgraSim ermöglicht Studien zu Pflanzenerträgen, Ressourcennutzungseffizienz, Treibhausgasbilanz, Umweltbelastungen und innovativen Anbautechniken unter jetzigen und zukünftigen Klimabedingungen. Zudem können Pflanzen mit besonderen Eigenschaften unter realitätsnahen Bedingungen getestet werden. Die gewonnenen Daten sollen zur Verbesserung von Modellen zur Ertragssicherung und nachhaltigen Anbauoptionen für verschiedene Klimaregionen beitragen.
Mit AgraSim werden Studien im Bereich der terrestrischen Biogeochemie, der Atmosphärenforschung, der Pflanzenphysiologie, der Agronomie, der Ökohydrologie und der Bodenmikrobiologie ermöglicht.
Es werden modernste Infrarotlaser-Absorptionsmessgeräte zur präzisen Erfassung von Treibhausgasen und reaktiven Gasen eingesetzt, auch mit isotopenspezifischer Analyse zur Erfassung von Quellen und Senken, z.B. Photosynthese und Respiration, sowie zur Aufklärung von Schlüsselprozessen im Boden. Stoffausträge aus dem Boden mit dem Sickerwasser können mit hoher Präzision erfasst werden und ermöglichen so die Schließung von Stoffbilanzen unter unterschiedlichen Klimabedingungen.
Die experimentelle Infrastruktur AgraSim besteht aus sechs sogenannten Mesokosmen (Versuchseinheiten), die jeweils eine temperier- und wägbaren Bodeneinheit (Lysimeter) mit intaktem Ackerboden von ca. drei Tonnen Gewicht sowie eine transparente Pflanzenkammer innerhalb einer voll regulierbaren Klimakammer mit einer Mehrkanal-LED-Lichtquelle mit naturnahem Spektrum und voller Sonnenlichtintensität umfassen. Mit einer vollautomatisierten Prozesssteuerung lassen sich definierte Klimabedingungen und Luftzusammensetzungen (wie z.B. der CO2-Gehalt), auch für heute noch nicht herrschende zukünftige Bedingungen, einstellen und über längere Zeiträume entweder konstant halten oder anhand vorgegebener Klimaszenarien variieren. Zudem werden Bodenwasserhaushalt, Bodentemperaturen, Sickerwasser- und Nährstoffaustrag sowie der Gasaustausch zwischen Boden, Pflanze und Atmosphäre mit hoher Zeitauflösung erfasst.
Die Errichtung von AgraSim wurde durch das BMBF und die Helmholtzgemeinschaft deutscher Forschungszentren gefördert.
Head of research group "Plant-Soil-Atmosphere Exchange Processes"
Wissenstransfer und Kommunikation
