Bio.-dyn. Spritzpräparate: Hypothesen und Ergebnisse

In Fernsehen, Zeitung und sozialen Medien werden zum Teil Informationen über die biologisch-dynamischen Spritzpräparate Hornmist (500) und Hornkiesel (501) verbreitet, die nicht dem aktuellen Stand des Wissens entsprechen. In der folgenden kurzen Darstellung werden die Leithypothesen und Forschungsergebnisse zu den Präparaten dargestellt.

Hypothesen

Die grundlegenden Hypothesen zur Wirkung der biologisch-dynamischen Spritzpräparate wurden 1924 von Rudolf Steiner, dem Entwickler dieser Präparate, aufgestellt: Steigerung a) der Bodenaktivität, b) der Pflanzengesundheit und c) der Nahrungsmittelqualität (Steiner 2020).

In den 1970er Jahren wurden an der Universität Gießen am Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung unter Leitung von Prof. Boguslawski und Prof. Ahrens Dissertationen zur Prüfung der Wirkung der biologisch-dynamischen Präparate auf Ertrag und Lagereigenschaften verschiedener Kulturpflanzen durchgeführt. In diesen Doktorarbeiten (Spieß 1978, Samaras 1978; Abbildungen 1-4) zeigte sich, dass die von Steiner postulierten Wirkungen besonders deutlich unter ungünstigen Wachstumsbedingungen auftraten. Die Ursprungshypothese wurde damit präzisiert: Die b.d. Spritzpräparate können ungünstige Wachstumsbedingungen zum Teil kompensieren, d.h., die Toleranz der Pflanzen gegenüber Stress beim Wachstum wird erhöht.

Ergebnisse

Aktuelle Ergebnisse der letzten 3 Jahre aus Europa

In einer gemeinsamen Auswertung von jeweils drei Versuchsjahren wurden mit Hornmist- und Hornkieselbehandungen a) die Bodenaktivität bei Kürbis (Juknevičienė et al. 2019, Abbildungen 5/6) und Kartoffeln (Vaitkevičienė et al. 2019, Abbildungen 6/7) signifikant gesteigert, b) der Ertrag und der Gehalt an sekundären Pflanzeninhaltsstoffen bei Kürbis (Juknevičienė et al 2021, Abbildungen 8-10) und Kartoffeln (Vaitkevičienė 2016;) signifikant gesteigert (Abbildung 11).

Hornmist- und Hornkiesel-Behandlung hatte eine signifikant positive ausgleichende Wirkung auf die Bodenatmung (Fritz et al. 2020b, Abbildung 12): Bei Böden mit niedriger Bodenatmung wurde die Bodenatmung gesteigert, bei Böden mit sehr hoher Bodenatmung wurde die Bodenatmung gesenkt. Dies kann vorsichtig interpretiert werden als Entwicklung zu einem ausgewogenen Verhältnis zwischen durch die Atmung indizierte Kohlenstoff- und Nährstoffmineralisierung bei gleichzeitiger Vermeidung eines klimawirksamen hohen Kohlenstoffabbaus. Auf Weinbergsböden in Frankreich wurde die Bodenstruktur mit der Anwendung der b.d. Spritzpräparate signifikant verbessert (Fritz et al. 2021, Abbildung 13).

Internationale Arbeiten in Asien

Auf Versuchsstandorten in Asien war das Ertragsniveau bei Sojabohnen (Tung und Fernandes 2007), bei Reis (Valez und Fernandes 2008) und bei Kümmel (Sharma et al. 2012) niedrig. Mit der Anwendung von Hornmist und Hornkiesel wurde der Ertrag auf den Versuchsstandorten deutlich gesteigert (Abbildungen 14-17).

Bildschaffende Methoden

In den letzten zehn Jahren wurde in der Forschung deutlich, dass für die physikalischen, sensorischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften von Lebensmitteln und die daraus abgeleiteten gesundheitlichen Auswirkungen die Struktur der Lebensmittel eine wichtige Rolle spielt (Aguilera et al. 2019). Eine hohe Alterungsresistenz deutet auf eine hohe Fähigkeit hin, die äußere und innere Struktur unter Stress aufrechtzuerhalten. Sie ist daher ein Indikator für hohe Stresstoleranz als einem wichtigen Konzept der ökologischen Lebensmittelqualität (Kahl et al. 2012).

Durch Alterung von gepresstem Saft bei 8°C verändern sich Kristallstrukturen bei der Kupferchlorid-Kristallisationsmethode systematisch. Durch die Behandlung der Pflanzen im Anbau mit den biologisch-dynamischen Präparaten wurde die Alterungsresistenz und damit die Lebensmittelqualität erhöht bei Traubensaft (Fritz et al. 2017, 2020a) und Rucola (Athmann et al. 2021), visuell ausgewertet an verschlüsselten Proben (Abbildung 18).

Positive Effekte durch biologisch-dynamische vs. organisch-biologische Bewirtschaftung

Bei Systemvergleichen wurden in den letzten Jahren günstige Effekte biologisch-dynamischer vs. organisch-biologischer Bewirtschaftung festgestellt: So zeigte im Schweizer DOK-Versuch das b.d. Anbausystem die höchste Aggregatstabilität, die höchste Biodiversität im Boden und den niedrigsten metabolischen Quotienten (Mäder et al. 2002, Abbildungen 19/20). Skinner et al. (2019, Abbildungen 21/22) stellten im DOK-Versuch beim b.d. Anbausystem die geringsten Lachgasemissionen fest. Ortiz-Alvarez et al. (2021, Abbildungen 23/24) stellten in Mikrobiomuntersuchungen die geringste Modularität und das höchste Clustering, beides Maße für die Stabilität mikrobieller Netzwerke, in biologisch-dynamischen Weinbergen fest, im Vergleich zu organisch und konventionell bewirtschafteten Weinbergen. Die Unterschiede waren sowohl für Weinberge in Spanien als auch in den USA signifikant.

Literaturliste zu wissenschaftlich redigierten Artikel und Dissertationen:

Athmann M., Bornhütter R., Busscher N. Doesburg P., Geier U., Mergardt G., Scherr C., Köpke U., Fritz J. (2021): An update on image forming methods: structure analysis and Gestalt evaluation of images from rocket lettuce with shading, N supply, organic or mineral fertilization, and biodynamic preparations. Organic Agriculture. https://doi.org/10.1007/s13165-021-00347-1

Fritz J., Athmann M., Meissner G., Kauer R., Schultz H.R. (2020a): Quality assessment of grape juice from integrated, organic and biodynamic viticulture using image forming methods. OENO one, https://doi.org/10.20870/oeno-one.2020.54.2.2548

Fritz J., Jannoura R., Lauer F., Schenk J., Masson P., Joergensen R. G. (2020b): Functional microbial diversity responses to biodynamic management in  Burgundy on vineyard soils. Biological Agriculture & Horticulture, 36(3), 172-186, https://doi.org/10.1080/01448765.2020.1762739

Fritz J., Lauer F., Wilkening A., Masson P., Peth S. (2021): Aggregate stability and visual evaluation of soil structure in biodynamic cultivation of Burgundy vineyard soils. Biological Agriculture & Horticulture, https://doi.org/10.1080/01448765.2021.1929480.

Fritz, J., Athmann, M., Meissner, G., Kauer, R., Köpke, U. (2017): Quality characterization via image forming methods differentiates grape juice produced from integrated, organic or biodynamic vineyards in the first year after conversion. Biological Agriculture & Horticulture, https://doi.org/10.1080/01448765.2017.1322003

Juknevičienė E., Danilčenko H., Jarienė E., Živatkauskienė V., Zeise J., Fritz J. (2021): The effect of biodynamic preparations on growth and fruit quality of giant pumpkin (Cucurbita maxima D.). Chemical and Biological Technologies in Agriculture, https://doi.org/10.1186/s40538-021-00258-z

Juknevičienė, E., Danilčenko, H., Jarienė, E., Fritz, J. (2019): The effect of horn-manure preparation on enzymes activity and nutrient contents in soil as well as great pumpkin yield. Open Agricultur 4, 452-459, doi: https://doi.org/10.1515/opag-2019-0044

Mäder P., Fliessbach A., Dubois D., Gunst L., Fried P., Niggli U. (2002): Soil fertility and biodiversity in organic farming. Science. 296(5573):1694–1697. DOI: 10.1126/science.1071148

Ortiz- Álvarez R., Ortega-Arranz H., Ontiveros V.J., de Celis M., Ravarani C., Acedo A., Beldaa I. (2021): Network Properties of Local Fungal Communities Reveal the Anthropogenic Disturbance Consequences of Farming Practices in Vineyard Soils. American Society for Microbiology. journals.asm.org/doi/full/10.1128/mSystems.00344-21

Samaras I. (1978): Nachernteverhalten unterschiedlich gedüngter Gemüsearten mit besonderer Berücksichtigung physiologischer und mikrobiologischer Parameter [Post-harvest behaviour of differently fertilized vegetable species with special consideration of physiological and microbiological parameters]. Dissertation, University Gießen.

Sharma S.K., Laddha K.C., Sharma R.K., Gupta P.K., Chatta L.K., Pareeek P. (2012): Application of biodynamic preparations and organic manures for organic production of cumin (Cuminum cyminum L.). International Journal of Seed Spices 2(01): 7-11.

Skinner C., Gattinger A., Krauss M, Krause H.M., Mayer J., van der Heijden M.G., Mäder P. (2019): The impact of long-term organic farming on soil-derived greenhouse gas emissions. Sci Rep 9, 1702. https://doi.org/10.1038/s41598-018-38207-w

Tung L.D., Fernandez P.G. (2007): Soybeans under organic, biodynamic and chemical production at the Mekong Delta, Vietnam. Philippine Journal of Crop Science 32(02): 49-62.

Vaitkevičienė N., Jarienė E., Ingold R., Peschke J. (2019): Effect of biodynamic preparations on the soil biological and agrochemical properties and coloured potato tubers quality. Open Agriculture 4: 17-23. https://doi.org/10.1515/opag-2019-0002

Vaitkevičienė N. (2016): The effect of biodynamic preparations on the accumulation of biologically active compounds in the tubers of different genotypes of ware potatoes. Dissertation, Aleksandras Stulginskis University, Akademija.

Valdez R.E., Fernandez P.G. (2008): Productivity and seed quality of rice (Oryza sativa L.) cultivars grown under synthetic, organic fertilizer and biodynamic farming practices. Philippine Journal of Crop Science 33(01): 37-58.

Allgemeine Literatur

Aguilera J.M. (2019): The food matrix: implications in processing, nutrition and health. Crit Rev Food Sci Nutr 59(22):3612-29. 10.1080/10408398.2018.1502743

Kahl J., Baars T., Bügel S., Busscher N., Huber M., Kusche D., Rembialkowska E., Schmid O., Seidel K., Taupier-Letage B., Velimirov A., Zalecka A. (2012): Organic food quality: a framework for concept, definition and evlauation from the European perspective. J Sci Food Agric 92(14):2760–2765. https://doi.org/10.1002/jsfa.5640

Steiner R. (2020): Landwirtschaftlicher Kurs - Geisteswissenschaftliche Grundlagen zum Gedeihen der Landwirtschaft. Verlag epubli, Berlin.