Hinter den Kulissen der Forschung zu Netzmitteln

6 August 2020
  • Whastsapp

ICL und die Lancaster University im Nordwesten Englands haben sich 2017 zusammengetan, um erstmals die Auswirkungen von Netzmitteln auf die Pflanzenphysiologie zu erforschen. Der promovierte Forscher Vasileios Giannakopoulos engagierte sich in dem dreijährigen Projekt, um herauszufinden, wie Benetzungsmittel die Verhältnisse zwischen Boden und Pflanze beeinflussen. Die Forschungsergebnisse von Vasileios Giannakopoulos werden von ICL u.a. als wissenschaftliche Unterstützung bei der Entwicklung von neuen Netzmitteln verwendet. Wir sprachen mit ihm über seine Arbeit als promovierter Forscher. Wie sieht sein Arbeitstag aus? Was sind seine Herausforderungen? Welche Ergebnisse sind bereits vorzuweisen? Wie sieht er die Zukunft von Netzmitteln? Vasileios: "Es hat nur sehr wenige ähnliche Untersuchungen gegeben, so dass wir keinen Vergleich haben. Es ist sehr aufregend."

Vasileios (auch "Billy" genannt, was die Übersetzung seines Namens ins Englische ist), begann seine akademische Laufbahn am Alexander Technological Educational Institute in Thessaloniki, Griechenland. Im Jahr 2017 erhielt er seinen Bachelor in Agrarentwicklung und Agribusiness-Management. Teil seines Studiums war ein 6-monatiges Praktikum bei der Nafferton Ecological Farming Group an der Universität Newcastle in Großbritannien. Im Jahr 2017 begann er als Doktorand in Pflanzenphysiologie an der Universität Lancaster (Lancaster Environment Centre). Vasileios: "Als ich nach Griechenland zurückkehrte und mein Studium beendete, suchte ich nach Doktorandenstellen für Pflanzenphysiologie, insbesondere für das Verhältnis zwischen Pflanzen und Wasser. Ich interessierte mich für das Lancaster Environment Center, da es eines der größten Umweltzentren in Europa ist. Ich habe mich für diese Doktorarbeit beworben, weil das Thema Netzmittel zur Wassernutzungseffizienz relativ neu und sehr interessant ist.

Worum dreht sich die Forschungsarbeit

Netzmittel oder Tenside sind chemische Substanzen, die die Ausbreitungs- und Durchdringungseigenschaften von Wasser erhöhen, indem sie dessen Oberflächenspannung herabsetzen. Frühere Studien zu Netzmitteln konzentrierten sich hauptsächlich darauf, wie die Produkte die Wasserabweisung des Bodens mildern und die Wasserverteilung verbessern. Aber in Zusammenarbeit mit ICL untersucht Vasileios nun, wie Benetzungsmittel das Verhältnis zwischen Boden, Pflanze und Wasser verändern.

Es ist das erste Mal, dass eine so eingehende Forschung zur Pflanzenphysiologie durchgeführt wird. Angesichts wachsender Nachfrage durch vermehrte Dürreperioden und das Umweltbewusstsein vieler Anwender ist diese Forschung aktueller denn je. Vasileios: "Wir arbeiten mit Netzmitteln von ICL (H2Pro TriSmart, H2Pro AquaSmart und H2Pro FlowSmart), um die Auswirkungen auf die effiziente Wasser- der Nährstoffausnutzung zu untersuchen. Benetzungsmittel werden heute hauptsächlich in der Rasenpflege eingesetzt und sind sehr effizient bei der Bekämpfung von wasserabweisenden Böden oder lokal begrenzter Trockenstellen. Mit dieser Forschung können wir die Vorteile von Wetting Agents auf pflanzenphysiologischer Ebene nachweisen und auch Türen zu anderen Industriezweigen öffnen".

In dieser Forschungsarbeit arbeitet Vasileios mit verschiedenen Gräserarten, hauptsächlich Gerste (Hordeum vulgare) und mehrjährigem Weidelgras (Lolium perenne). In den vergangenen drei Jahren wurden im Gewächshaus und im Labor der Universität Lancaster viele Tests mit Netzmitteln durchgeführt um unterschiedliche Gegebenheiten nachzuweisen:

  • Die Veränderungen in der Verfügbarkeit von Bodenwasser (d.h. die Art und Weise, wie Wasser im Boden gebunden oder diesem wieder entzogen wird).
  • Die Transpiration unter erhöhten Verdunstungsbedingungen (bei hoher und niedriger Luftfeuchtigkeit)
  • Die Eigenschaften des Wurzelwachstums unter Einsatz der Netzmittel (Länge, Oberfläche und Volumen)
  • Die Stomata-Konduktanz (die Geschwindigkeit, mit der CO2 in die Spaltöffnungen des Blattes eintritt oder Wasserdampf aus ihnen heraustritt).

Vasileios bei der Arbeit im Labor des Lancaster Environment Center der Lancaster University.Gerstenpflanzen im Gewächshaus des Lancaster Environment Center (LEC) vor den Messungen.Messen der Wurzellänge mit einem Wurzelscanner.Messung der Transpiration von Gerste bei erhöhtem Verdunstungsbedarf in einer Gasaustauschkammer.

Ein Tag bei der Arbeit

Vasileios pendelt viel zwischen Büro, dem Gewächshaus und dem Labor. Wenn er ein Experiment am Laufen hat, verbringt er vielleicht den ganzen Tag im Gewächshaus oder im Labor, um Messungen durchzuführen. Das Experimentieren mit Pflanzen erfordert Geduld, da Pflanzen Zeit zum Wachsen benötigen. Vasileios: "Während dieser Zeit arbeite ich meistens im Büro. Dort analysiere ich Daten aus früheren Versuchen, schreibe Kapitel meiner Dissertation, lese Arbeiten, suche Literatur. Die meisten dieser Aufgaben sind miteinander verknüpft. Wenn man etwas schreiben will, beginnt man mit der Recherche von Arbeiten und Literatur mit wissenschaftlichem Hintergrund." 

Die bisherigen Ergebnisse

Die Forschung zeigt vielversprechende Ergebnisse. Vasileios wies nach, dass Benetzungsmittel den Zugang der Wurzeln zu Wasser optimieren. Dies könnte bedeuten, dass Benetzungsmittel die Trockenheitsresistenz der Pflanzen verbessern. Ein wissenschaftlicher Beweis in dieser Hinsicht belege einen enormen Vorteil des Einsatzes von Netzmitteln. Vasileios fand auch heraus, dass die Spaltöffnungen der Blätter etwas offener waren, wenn ein Benetzungsmittel angewendet wurde. Vasileios: "Ich bemerkte, dass bei 4 verschiedenen Luftfeuchtigkeiten (von hoch bis niedrig) Benetzungsmittel die Transpiration aus den Blättern gut bewässerter Pflanzen erhöhen.

Ob Benetzungsmittel die Nährstoffaufnahme verbessern, ist noch nicht wissenschaftlich belegt, da Vasileios sich in der Mitte der Testphase befindet. Vasileios: "Abgesehen von den aktuellen Ergebnissen hoffe ich, bald eine positive Antwort auf die Nährstoffaufnahme zu erhalten. Als ich mit dieser Doktorarbeit begann, wusste ich nicht, was mich erwartet, da es keine früheren Studien zu diesem Thema gibt, aber ich bin von den Ergebnissen bis jetzt ganz sicher nicht enttäuscht".

Was sollte ein Doktorand mitbringen?

Wer glaubt, dass es bei einer Promotion nur um das Experimentieren in einem Labor geht, liegt damit falsch. Es geht hauptsächlich um Kommunikation. Berichte, wissenschaftliche Arbeiten, Forschungen, Experimente, Datenanalysen: In etwa 60% der Arbeit schreibt man. Vasileios: „Am Anfang war es eine ziemliche Herausforderung, vor allem, weil Englisch nicht meine Muttersprache ist. Ich war an wissenschaftliches Schreiben auf Griechisch gewöhnt.“

Neben dem Schreiben erwähnt Vasileios drei weitere Fähigkeiten, die ein Doktorand erlernen muss: Reden in der Öffentlichkeit, Zusammenarbeit und Problemlösung. Vasileios: „Ich arbeite an einem individuellen Projekt mit Kollegen im ein und demselben Labor oder Büro. Das heißt, ich muss sowohl im Team als auch unabhängig von meinen Kollegen arbeiten können. Man kann sich beraten lassen, aber einige Schwierigkeiten müssen selbst angegangen werden. Die Erfahrung und das Erlernen, kreative Lösungsansätze für Probleme zu finden, hat mir das Leben sehr erleichtert. “

Im Zuge seiner Promotion musste Vasileios seine Arbeiten verschiedenen Zielgruppen vorstellen. Das öffentliche Sprechen war für ihn ziemlich neu und es war eine Herausforderung, Daten auf verständliche Weise zu präsentieren. Dies lernt Vasileios noch, der lachend kommentiert: „Wenn nach einer Präsentation keine Fragen gestellt werden, war die Präsentation entweder sehr deutlich oder sehr verwirrend.“

Einbeziehung der Industrie

In dieser dreijährigen Forschung werden die Benetzungsmittel der H2Pro-Reihe von ICL verwendet: TriSmart, AquaSmart und FlowSmart. Als einer der weltweit führenden Anbieter von Spezialdüngern ist es für ICL essentiell, in Forschung und Entwicklung zu investieren. Der Konzern ist stets bemüht, neue Erkenntnisse aus wissenschaftlichen Arbeiten zu gewinnen und für sich zu nutzen. Die Ergebnisse der Forschung von Vasileios werden zu einer wichtigen Unterstützung in der Entwicklung von und dem verantwortungsvollen Umgang mit Netzmitteln. Vasileios: „ICL ist Experte für Netzmittel und verfügt über eine hervorragende Forschungs- und Entwicklungsabteilung. Sie kennen ihre Produkte wirklich und waren während meiner gesamten Forschung sehr engagiert. Wir treffen uns regelmäßig und die Ratschläge der ICL-Mitarbeiter sind ein wichtiger Beitrag zu meiner Forschung. “

Die Beteiligung von ICL überbrückte eine Lücke zwischen der Industrie und der akademischen Welt. Vasileios: „Obwohl ich das Labor liebe, ist dies nicht die reale Welt. Wir profitieren wirklich davon, dass wir direkt aus der Branche Input erhalten. Es ist auch gut, daran erinnert zu werden, wer von den Ergebnissen meiner Forschung profitieren wird: Rasenmanager, der Erzeuger im Erwerbsgartenbau und Landwirte.“

Zukunftspläne

Zum Ausbruch des Coronavirus wurde die Universität geschlossen und ausstehende Laborarbeit hierdurch teilweise verschoben. Vasileios hofft dennoch, seine experimentellen Arbeiten und seine Forschung bis Januar 2021 abschließen zu können. Er hofft, dass er seine akademische Forschung fortsetzen kann, da immer neue Fragen zu beantworten sind. Erste Untersuchungsergebnisse der Forschungsarbeiten wurden jedoch bereits in einem Report dokumentiert. Eine Übersetzung der Arbeiten zum verringerten Wasserverbrauch von Rasenpflanzen bei Einsatz von Tensiden lesen Sie hier:

Vasileios: „Ich werde niemals einen Job in der Branche ausschließen, aber ich fühle mich in der akademischen Welt heimisch. Mit dieser Doktorarbeit haben wir meiner Meinung nach die Tür zu etwas Neuem geöffnet. In der Zukunft wird es uns möglich, effizienter mit Wasser umzugehen, Dürren zu bekämpfen und die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen zu verbessern. Dies ist also eher der Anfang als das Ende unserer Forschung."