Forschungsquartett | AgraSim: Eine Zeitmaschine für Pflanzen

Das Forschungsquartett — dieses Mal in Kooperation mit dem Forschungszentrum Jülich

AgraSim — drei Tonnen Erde, drei Meter hohe Kammern

AgraSim ist eine Art Pflanzen-Zeitmaschine: eine Forschungsplattform, die untersucht, wie die Landwirtschaft auf die zukünftigen klimatischen Bedingungen reagiert. Das Herzstück sind sechs Versuchseinheiten, die aus etwa drei Meter hohen Versuchskammern für Pflanzen bestehen. Verbunden sind die Kammern mit jeweils drei Tonnen schweren Lysimetern: Behälter mit intakten Bodenkernen, die aus einem Acker in der Nähe von Jülich ausgehoben wurden — inklusive Regenwürmern, Pilzen und Co. In diesem Boden werden typische deutsche Ackerfrüchte angebaut, die dann in den drei Meter hohen Pflanzenkammern wachsen können. Wetter- und Klimabedingungen wie Lichtverhältnisse, Niederschlag, Temperatur und CO2-Gehalt in der Luft können komplett gesteuert werden.

Zahlreiche Sensoren überwachen Pflanzen und Boden dabei genau. So kann ganz praktisch simuliert werden, wie sich Ackerpflanzen und Böden verhalten und verändern werden, wenn es in Zukunft zum Beispiel heißer und trockener wird.

Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Klima

Wenn Boden und Pflanzen auf Klimaveränderungen reagieren, hat das wiederum rückwirkende Effekte auf das Klima. So entsteht etwa ein Großteil des Regens über Land dadurch, dass Pflanzen an Land Wasser verdunsten. Veränderungen in der Pflanzenwelt können also zum Beispiel auch dazu führen, dass es weniger regnet. Und auch, wie viel CO2 Pflanzen aufnehmen, könnte sich verändern — was dann zu einem anderen CO2-Gehalt in der Atmosphäre führen könnte.

Die AgraSim-Experimente sollen auch Klimamodelle verbessern. In Computersimulationen werden die Versuche auf größere Flächen hochgerechnet, um so Effekte auf das Klima besser vorhersagen zu können. Anschließend wird in den Versuchseinheiten abgeglichen, ob die bereits vorhandenen Modelle und die Experimente die gleichen Ergebnisse liefern.

Wie funktioniert die Pflanzen-Zeitmaschine AgraSim? Was lässt sich in den Versuchseinheiten alles steuern und messen? Und wie können die Experimente letztlich der Klimamodellierung und auch der Landwirtschaft helfen? Darüber hat Prof. Nicolas Brüggemann, Leiter der Forschungsgruppe „Pflanze-Boden-Atmosphäre Austauschprozesse“ am Forschungszentrum Jülich, mit detektor.fm-Redakteur Eduard Bär im „Forschungsquartett“ gesprochen.