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Künstliche Regenwurmgänge steigern den Getreideertrag
Verdichtete Unterböden bremsen Pflanzenwurzeln aus und erschweren ihnen den Zugang zu Wasser und Nährstoffen. Zwei Feldversuche zeigen nun, dass künstlich gestochene, senkrechte Poren nach dem Vorbild von Regenwurmgängen die Wurzeln tiefer in den Boden führen und den Getreideertrag um bis zu knapp 15 Prozent erhöhen können. Besonders deutlich war der Effekt am stärker verdichteten Standort.
Braunschweig (Deutschland). Unterhalb der regelmäßig bearbeiteten Ackerkrume liegen große Wasser- und Nährstoffreserven, die Pflanzen nur mit ausreichend tiefen Wurzeln nutzen können, doch dieser Zugang ist keineswegs selbstverständlich. Etwa 51 Prozent der landwirtschaftlich genutzten Böden in Deutschland weisen innerhalb des ersten Meters verdichtete Schichten auf, die das Wurzelwachstum erschweren können.
Natürliche Risse und Bioporen wirken in solchen Böden als Wege mit geringem mechanischem Widerstand, darunter die senkrechten Gänge tiefgrabender Regenwürmer. Sie können Wurzeln durch verdichtete Schichten führen und ihnen den Zugang zum Unterboden erleichtern, der meist unterhalb von etwa 30 Zentimetern beginnt.
Forscher des Thünen-Instituts für Agrarklimaschutz (AK) um Elron Wiedermann haben deshalb untersucht, ob sich dieser Effekt technisch nachbilden lässt. An zwei Standorten nahe Schwerin und Adenstedt richteten sie randomisierte Feldversuche mit Winterweizen ein und stachen mit zehn Millimeter dicken Stahlstäben künstliche Poren bis in 80 Zentimeter Tiefe. Je nach Versuchsfläche kamen 50, 100 oder 200 zusätzliche Poren pro Quadratmeter hinzu.
Besonders aussagekräftig ist die Variante mit 100 künstlichen Poren pro Quadratmeter, die an beiden Standorten getestet wurde. Die zusätzlichen Gänge veränderten vor allem die Durchwurzelung unterhalb der Pflugschicht, denn in 50 bis 80 Zentimetern Tiefe stieg die Wurzellängendichte im Bereich der künstlichen Poren im Mittel um 120 Prozent. Selbst unterhalb ihres Endes, in 80 bis 100 Zentimetern Tiefe, lag sie noch um rund 101 Prozent höher.
„Die Wurzeln nutzen diese Gänge wie Autobahnen, um tiefere Bodenhorizonte zu erreichen. Dort kommen sie an zusätzliche Wasser- und Nährstoffressourcen“, erklärt Prof. Dr. Axel Don vom Thünen-Institut für Agrarklimaschutz.
Auch die Besiedlung der Poren spricht für diesen Effekt, denn über beide Standorte und Untersuchungsjahre hinweg fanden sich in 86 Prozent der künstlichen Poren Wurzeln, bei den natürlichen Bioporen waren es 72 Prozent. Die Wurzeln blieben zudem nicht in den künstlichen Gängen eingeschlossen, sondern breiteten sich unterhalb verdichteter Schichten zunehmend in den umgebenden Boden aus.
Die tiefere Durchwurzelung ging mit höheren Getreideerträgen einher, denn bei 100 zusätzlichen Poren pro Quadratmeter lag der Kornertrag am lehmigen Sandboden nahe Schwerin im Mittel rund zwölf Prozent über der Kontrolle. Auf dem schluffigen Lehmboden bei Adenstedt betrug der Zuwachs rund drei Prozent, während der größte Einzelwert 2025 bei Schwerin auftrat und 14,7 Prozent erreichte.
Dieser Unterschied passt zu den Standortbedingungen. Der Boden bei Schwerin war stärker verdichtet und das Jahr 2025 trockener als 2024. Damit waren Wege in den Unterboden dort besonders wertvoll. Die Ergebnisse zeigen zugleich, dass die künstlichen Poren nicht nur bei extrem geschädigten Böden wirken könnten. An beiden Versuchsstandorten lag die gemessene Verdichtung noch unter den in der Studie genannten kritischen Schwellenwerten.
„Es profitieren also besonders die Böden, die im Unterboden schwer durchwurzelbar sind“, sagt Prof. Dr. Axel Don.