MOE-Fellowship

Erika Endriulaityte

Effects of cold plasma in combination with biostimulants on faba bean (Vicia faba L.) growth performance and soil fertility

Da die Weltbevölkerung weiter wächst, steigt auch die Nachfrage nach Nahrungsmittelproduktion, was zu einem Bedarf an effizienteren und effektiveren landwirtschaftlichen Praktiken führt. Es ist wichtig, nachhaltige Lebensmittelproduktions- und -verarbeitungstechnologien zu entwickeln, die weniger Wasser und Energie verbrauchen und umweltfreundlich sind. Biostimulanzien sind als natürliche Düngemittel ein wichtiges Instrument zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit, indem sie Luftstickstoff binden, unlösliche Bodenphosphate lösen und Pflanzenwachstumsstoffe im Boden produzieren, wodurch die Stressresistenz gegenüber abiotischem und biotischem Stress erhöht wird. Für die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion ist die Samenkeimung ein entscheidender Schritt im Pflanzenlebenszyklus. Eine ordnungsgemäße Keimung ist die Voraussetzung für weiteres Pflanzenwachstum und -entwicklung unter schwankenden Umweltbedingungen und kann sich auf den Endertrag auswirken. Hier wird Kaltplasma als vielversprechende Saatvorbereitungstechnik vorgeschlagen, die sowohl kostengünstig als auch umweltfreundlich ist. Das Projekt kombiniert die Plasmabehandlung von Saatgut und Behandlungsansätze mit Biostimulanzien. Im Rahmen des Projekts wird evaluiert, ob die Plasmabehandlung von Samen die vorteilhaften Wirkungen von Biostimulanzien auf die Effizienz der Pflanzenwurzelknollenbildung und die Pflanzenwachstumsleistung im frühen Stadium des Pflanzenwachstums verstärken/verbessern kann. Die Forschung konzentriert sich auf die Hülsenfruchtpflanze Ackerbohne (Vicia faba L.), drei verschiedene in Deutschland angebaute Ackerbohnensorten – Fuego, Alexia und Magnolia – sowie verschiedene Substrate für das Pflanzenwachstum – nährstoffreiche Erde und nährstoffarmes Substrat. Erste Ergebnisse zeigen, dass die Samen der Versuchsgruppen aller drei Sorten nach der Kaltplasmabehandlung eine Keimung von nahezu 100 % erreichten, was bedeutet, dass direkte Kaltplasmabehandlungen (DBD) für die Samen nicht schädlich waren und die Keimgeschwindigkeit in allen Versuchsgruppen verbesserten. Die Ergebnisse zeigen auch, dass Biostimulanzien je nach Ackerbohnensorte – die meisten positiven Veränderungen wurden bei Pflanzen der Magnoliensorte beobachtet – und Substrat (nährstoffreicher Boden und nährstoffarmes Substrat), das für den Pflanzenanbau verwendet wird, Auswirkungen auf die Pflanzenwachstumsleistung im frühen Stadium des Pflanzenwachstums haben. Für zukünftige Experimente konzentrieren wir uns auf die Ackerbohnensorte Fuego, um die kombinierten Auswirkungen von Kaltplasma und Biostimulans auf das Pflanzenwachstum zu sehen. Bei der Behandlung mit kaltem Plasma zeigte es eine hervorragende Keimleistung, was insbesondere zu Beginn der Keimung wichtig ist. Eine schnellere Keimung kann dazu beitragen, dass sich Biostimulanzien während des Keimungsprozesses besser mit den Pflanzenwurzeln verbinden, mehr Knötchen bilden und das Pflanzenwachstum verbessern.


Ăśbersicht

Förderzeitraum

20.08.2023 - 19.08.2024

Institut

Leibniz-Institut fĂĽr Plasmaforschung und Technologie

Betreuer

Dr. Henrike Brust

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