Florian Schneider

Am 15.09.2020 hat Florian Schneider seine Doktorarbeit zum Thema „Root-restricting layers in German agricultural soils – Extent, cause and management strategies“ an der an der Universität Bonn mit Auszeichnung verteidigt und abgeschlossen. Die Dissertation wurde von ihm im Rahmen des BonaRes-Projekts SOIL3 angefertigt. Ziel der Arbeit war es auf der Skala von Deutschland den Unterboden unterhalb von 30 cm Tiefe zu untersuchen und zu prüfen wie sich Schadverdichtung und andere Bodeneigenschaften auf Wurzelwachstum und Produktivität auswirken.

Die Arbeit begann mit einer Meta-Analyse zur Frage wie sich Unterbodenmelioration, zum Beispiel durch Tiefpflügen, auf die landwirtschaftlichen Erträge auswirkt. Der ausgewertete globale Datensatz zeigte unterschiedliche Ertragseffekte durch Tiefenmelioration: in trockenem Klima, wo Unterböden als Wasserspeicher eine besondere Rolle spielen und durch die Tiefenmelioration zusätzliche Wasserressourcen pflanzenverfügbar gemacht werden können, waren die Ertragseffekte positiv und am höchsten. Es gab aber auch Standortbedingungen, bei denen Tiefenumbruch zu Ertragseinbußen führte. Bodenkundliches Wissen ist also bei diesen Maßnahmen sehr wichtig.

In den weiteren Teilen der Dissertation hat Florian Schneider die Daten der Bodenzustandserhebung Landwirtschaft zu Unterböden ausgewertet. Er hat gezeigt wie weit verbreitet Schadverdichtung im Unterboden ist und auch andere Ursachen, die eine tiefe Durchwurzelung verhindern. Nur ein kleiner Anteil der Schadverdichtung war auf die Bewirtschaftung zurück zu führen. Viele Böden sind von Natur aus im Unterboden schwer durchwurzelbar. Dies hat Auswirkungen auch auf das Pflanzenwachstum unter sich verändernden Klimabedingungen mit häufigeren Dürresommern. Als Maßnahmen zur Erschließung der Ressourcen des Unterbodens für die Pflanzen hat er verschiedene technische und biologische Verfahren und deren derzeitige Anwendung in Deutschland untersucht. Tiefenmelioration gerät immer mehr in Vergessenheit, während biologischen Verfahren mit porenbildenden Vorfrüchten bessere Perspektiven eingeräumt werden.

Die Durchwurzelungstiefe bestimmt auch die Verteilung von organischer Substanz im Boden. Diese Hypothese hat Florian Schneider in einer umfangreichen Datenauswertung analysiert. Dabei hat er, wie auch in anderen Teilen seiner Arbeit, sehr erfolgreich selbstlernende Algorithmen aus dem Bereich des Machine Learnings eingesetzt. Diese Algorithmen haben gezeigt, dass die Tiefenverteilung von Kohlenstoff in deutschen landwirtschaftlich genutzten Böden nicht nur durch Wurzeln, sondern in vielen Böden auch durch mit der Sedimentation abgelagerter organsicher Substanz bestimmt werden. Mittels 13C Isotopen konnte Florian Schneider zeigen, dass die Erschließung der Unterböden eine Option zur Kohlenstoffsequestrierung sein kann.