{"id":180409,"date":"2026-09-01T07:37:00","date_gmt":"2026-09-01T05:37:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=180409"},"modified":"2026-08-31T10:35:13","modified_gmt":"2026-08-31T08:35:13","slug":"mit-biopolymeren-zu-stabileren-boden","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/mit-biopolymeren-zu-stabileren-boden\/","title":{"rendered":"Mit Biopolymeren zu stabileren B\u00f6den"},"content":{"rendered":"\n\n\n

W\u00fcstensand ist als Ackerland denkbar ungeeignet \u2013 doch vielleicht l\u00e4sst sich das \u00e4ndern. Forschende der Empa und der \u00abKhalifa University\u00bb in Abu Dhabi haben einen ersten Schritt dazu untersucht, indem sie Sand mit Mikroorganismen versetzt haben. Die Bakterien und Pilze sondern Biopolymere ab, die den Sand widerstandsf\u00e4higer gegen Erosion machen und das Wasser langsamer versickern lassen. Dies k\u00f6nnte das Wachstum von anderen Mikroorganismen und Pflanzen erm\u00f6glichen.<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"Dank
Dank den Biofasern konnten die Sandproben ihre Form besser halten und das Wasser l\u00e4nger behalten. \u00a9 Khalifa University<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

\u00dcberm\u00e4ssige Landnutzung, Abholzung und der Klimawandel f\u00fchren zu vermehrter W\u00fcstenbildung in zahlreichen Regionen der Welt. Einmal begonnen, l\u00f6st der Prozess oft eine Kettenreaktion aus: Durch den Verlust der N\u00e4hrstoffe im Boden wird die Vegetation immer sp\u00e4rlicher, was die Erde vermehrt der Erosion durch Wind und Wasser aussetzt.<\/p>\n\n\n\n

Aus einer W\u00fcste wieder fruchtbaren Boden zu machen, ben\u00f6tigt enorm viel Ressourcen \u2013 insbesondere auch Wasser, das gerade in W\u00fcstenregionen ein kostbares Gut ist. Forschende der Empa und der \u00abKhalifa University of Science and Technology\u00bb in Abu Dhabi haben nun einen neuartigen ersten Schritt untersucht, mit dem die weitere Bodenverbesserung in Sandw\u00fcsten vereinfacht werden k\u00f6nnte: Sie haben dem Sand Leben eingehaucht.<\/p>\n\n\n\n

Sand ist ein besonders fordernder Bodengrund f\u00fcr die Landwirtschaft. Er enth\u00e4lt keine organischen N\u00e4hrstoffe, die Mikroorganismen oder Pflanzen eine Lebensgrundlage bieten k\u00f6nnten. Sandk\u00f6rner halten nicht zusammen, was sandhaltige B\u00f6den besonders anf\u00e4llig auf Erosion macht. Und Sand l\u00e4sst Wasser schnell durchsickern, wodurch der Bedarf an Bew\u00e4sserung sehr hoch ist.<\/p>\n\n\n\n

Die Forschenden aus dem Empa-Labor \u00abCellulose and Wood Materials\u00bb, gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen in Abu Dhabi, begegneten all diesen Herausforderungen auf einen Schlag. Sie versetzen den Sand mit bestimmten Bakterien und Pilzen, die Netzwerkstrukturen zwischen den Sandk\u00f6rnern bilden und ihnen so mehr Zusammenhalt verleihen. Ihre Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift \u00abCarbohydrate Polymers\u00bb ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

Biopolymere als nat\u00fcrliches Bindemittel<\/h3>\n\n\n\n

Die Grundlage dieser mikrobiellen Netzwerke bilden sogenannte Biopolymere: nat\u00fcrliche Molek\u00fcle, die aus langen Ketten bestehen \u2013 \u00e4hnlich wie unsere Kunststoffe. Die Mikroorganismen bilden lange Biopolymer-Fasern, die den Sand durchziehen. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abEs entsteht eine Art nat\u00fcrlicher Verbundwerkstoff\u00bb, sagt Gustav Nystr\u00f6m<\/strong>, Leiter des \u00abCellulose and Wood Materials\u00bb-Labors und Co-Autor der Studie.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Um ihren Ansatz zu testen, versetzten die Forschenden Sandproben aus Abu Dhabi mit unterschiedlichen Mikroorganismen in einer N\u00e4hrl\u00f6sung und kontrollierten danach ihre mechanische Widerstandsf\u00e4higkeit und ihre Wasserdurchl\u00e4ssigkeit. Das Resultat: Insbesondere die mit Bakterien versetzten Proben waren deutlich robuster als reiner Sand, und liessen das Wasser bis zu sechsmal langsamer durchsickern.<\/p>\n\n\n

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\"Vernetzt:
Vernetzt: Die Mikroskopieaufnahme zeigt, wie die Biopolymer-Fasern die Sandk\u00f6rner zusammenhalten. \u00a9 Khalifa University<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Neben den Versuchen, bei denen die Mikroben direkt in den Sandproben ihr Werk verrichteten, verfolgten die Forschenden noch einen zweiten Ansatz. Dabei liessen sie die Mikroorganismen \u2013 in diesem Fall Bakterien, die Nanocellulose produzieren \u2013 sogenannte Geotextilien herstellen. Die Bakterien produzierten im Labor Matten aus Cellulose, die die Forschenden daraufhin mit dem Sand zu Schichtstrukturen zusammenf\u00fcgten. Der arbeitsintensivere Prozess lieferte die besten Ergebnisse in Bezug auf Stabilit\u00e4t und Wasserdurchl\u00e4ssigkeit. Letztere war bei den geschichteten Proben gar um das 28-fache verlangsamt.<\/p>\n\n\n\n

Ausgangspunkt f\u00fcr Wachstum<\/h3>\n\n\n\n

Allzu stabil ist Sand auch mit Biopolymeren nicht \u2013 das muss er aber auch nicht sein. <\/p>\n\n\n\n

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\u00abDer Ansatz erm\u00f6glicht uns, erste organische Materie und Wasser in den Sand zu bringen und ihn etwas zu stabilisieren\u00bb, sagt Nystr\u00f6m.<\/strong> \u00abIm Idealfall erm\u00f6glicht das das Wachstum weiterer Mikroorganismen und Pflanzen und startet so den Prozess, bei dem der Boden stabiler und fruchtbarer wird.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbBlaise Tardy, Professor an der \u00abKhalifa University\u00bb und Co-Autor der Studie<\/strong>, erg\u00e4nzt: \u00abDer Einsatz solcher Mikroorganismen ist keine Science Fiction: Die W\u00fcste ist hier, und die N\u00e4hrstoffe sind in den Vereinigten Arabischen Emiraten leicht verf\u00fcgbar, zum Beispiel Zucker aus Lebensmittelabf\u00e4llen und komplexe N\u00e4hrstoffe aus gr\u00fcnen Siedlungsabf\u00e4llen.\u00bb<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Sandversuche im Labor waren nur der erste Schritt, ermahnen die Forscher. Nun gilt es, die Biopolymere in kontrollierten Feldstudien oder in Gew\u00e4chsh\u00e4usern einzusetzen, um zu sehen, welchen Einfluss sie auf das Wachstum von Pflanzen haben und wie gross das Potenzial der Technologie f\u00fcr die Landwirtschaft ist. Diese Aufgabe \u00fcberlassen die Materialwissenschaftler und -wissenschaftlerinnen der Empa anderen Forschenden aus einschl\u00e4gigen Fachgebieten.<\/p>\n\n\n\n

<\/div>\n\n\n\n

Literatur<\/h3>\n\n\n\n

SM Vakeri, A Sinha, LG Greca, MH Salim, G Mabrook, Z Ziyan, MHA Dali, FA AlMarzooqi, S Mettu, G Nystr\u00f6m, BL Tardy: Living sand: Microbial nanocellulose and chitin-rich mycelia enhance granular material properties; Carbohydrate Polymers (2025)<\/em>; doi: 10.1016\/j.carbpol.2025.124361<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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