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07.03.2018
Kim Karotki

Erfolg beim Regio­nal­ent­scheid „Jugend forscht”

Wir­kungs­me­cha­nis­men von effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men

Wer forscht, der braucht nicht nur Fach­wis­sen, son­dern auch einen lan­gen Atem. Wenn Schü­ler selbst an Neu­jahr an ihren Pro­jek­ten wei­ter­ar­bei­ten, dann zeigt das ech­te Aus­dau­er. Zwei Schü­ler des Gym­na­si­ums Maria­num beschäf­tig­ten sich im Rah­men von „Jugend forscht“ mit effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men und wur­den beim Regio­nal­ent­scheid für ihre Aus­dau­er belohnt. Klasmann-Deilmann gra­tu­liert ganz herz­lich!

Die Zusam­men­ar­beit zwi­schen dem Gym­na­si­um Maria­num in Mep­pen und Klasmann-Deilmann in Gees­te hat inzwi­schen Tra­di­ti­on. Als Ansprech­part­ner für Pro­jekt­ar­beit unter­stüt­zen wir Schü­ler in ihrem For­scher­drang, stel­len Räum­lich­kei­ten und Mate­ria­li­en zur Ver­fü­gung und geben Hil­fe­stel­lun­gen. Mit ihrer Jugend-forscht-AG hat­te sich Regi­na Wil­kens, Bio­lo­gie- und Che­mie­leh­re­rin sowie MINT-Koor­di­na­to­rin am Gym­na­si­um Maria­num schon öfters an uns gewandt. Das ers­te Mal, im Jahr 2009, ging es um die Wir­kung von „Ter­ra pre­ta“ (Schwarz­er­de im Ama­zo­nas­be­cken) auf das Wachs­tum von Pflan­zen.

Timo Väh­ning, Alex­an­der Base­ni­us und Bernd Nord­zie­ke bewer­ten den Habi­tus der Papri­ka­pflan­zen.

Alex­an­der Base­ni­us (9. Klas­se) hat­te sich im letz­ten Schul­jahr zusam­men mit Timo Väh­ning (13. Klas­se) mit effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men (EM) beschäf­tigt, in unse­rem Gewächs­haus in Gees­te Ver­su­che ange­legt und beim Regio­nal­ent­scheid gewon­nen. In die­sem Schul­jahr hat er sich gemein­sam mit sei­nem Mit­schü­ler Nji­ku Well­mer (12. Klas­se) erneut an das The­ma her­an­ge­wagt.

Bei den letz­ten Ver­su­chen hat­ten die effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men kei­ne oder sogar nega­ti­ve Aus­wir­kun­gen auf das Pflan­zen­wachs­tum. Damals wuch­sen die Ver­suchs­pflan­zen in einem per­fekt auf sie abge­stimm­ten Sub­strat“, erklärt Alex­an­der Base­ni­us. Bernd Nord­zie­ke, unser Mit­ar­bei­ter im Bereich Rese­arch & Deve­lop­ment, der das Pro­jekt von unse­rer Sei­te aus beglei­te­te, führt dazu aus: „Mit unse­rem Kul­tur­sub­strat hat die Pflan­ze bereits alles, was sie für ein opti­ma­les Wachs­tum benö­tigt. Fügt man dann effek­ti­ve Mikro­or­ga­nis­men zu, liegt die Ver­mu­tung nahe, dass das Ergeb­nis mit einer Kon­kur­renz­si­tua­ti­on um Nähr­stof­fe erklärt wer­den kann.“

Die Fra­ge war des­halb: Wie sieht das bei der Frei­land­kul­tur aus? Im Gewächs­haus in Gees­te säten die Schü­ler zum Vor­zie­hen ins­ge­samt 210 Chi­na­kohl­pflan­zen aus. „Wir woll­ten von vorn­her­ein aus­schlie­ßen, dass ein posi­ti­ver Effekt durch das EM-Prä­pa­rat nur auf die dar­in ent­hal­te­nen Nähr­stof­fe zurück­zu­füh­ren sein könn­te. Des­halb haben wir für die Ver­su­che zum Ver­gleich auch Pflan­zen mit ste­ri­len effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men behan­delt. Dafür haben wir das Prä­pa­rat auf 70 Grad erhitzt“, sagt Nijku Well­mer. 70 Pflan­zen wuch­sen zur Kon­trol­le ohne Prä­pa­rat auf, 70 wei­te­re mit dem Prä­pa­rat und die rest­li­chen 70 Pflan­zen wur­den mit dem ste­ri­len Prä­pa­rat behan­delt.

Nach sechs Wochen leg­ten die Schü­ler im Schul­gar­ten des Gym­na­si­ums Maria­num in Mep­pen ihr Ver­suchs­feld an. Bernd Nord­zie­ke unter­stütz­te die bei­den Schü­ler dabei. Er mach­te eine Boden­ana­ly­se, stat­te­te die zwei mit ent­spre­chen­dem Dün­ger aus, brach­te ihnen die im Gewächs­haus vor­ge­zo­ge­nen Pflan­zen und stand ihnen mit Rat und Tat zur Sei­te. Denn natür­lich woll­ten die Schü­ler ver­läss­li­che Ergeb­nis­se erzie­len, also durf­te bei dem Anbau nichts schief­ge­hen.

Vier­ein­halb Mona­te spä­ter konn­te die Aus­wer­tung begin­nen. Tat­säch­lich erziel­ten die mit EM-Prä­pa­rat behan­del­ten Pflan­zen höhe­re Gewich­te als die Kon­troll­va­ri­an­te. Dabei lagen die Pflan­zen mit den ori­gi­na­len effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men vor denen, die mit dem ste­ri­li­sier­ten Prä­pa­rat auf­ge­wach­sen waren. Über­rascht vom Ergeb­nis mach­ten sich die Schü­ler dar­an, die Ursa­chen zu fin­den. Sie woll­ten sich näher mit den im Prä­pa­rat ent­hal­te­nen Orga­nis­men und deren Stoff­wech­sel­pro­zes­sen befas­sen.

Eine arbeits- und zeit­in­ten­si­ve sich alle paar Tage wie­der­ho­len­de Pro­ze­dur begann, um die Mikro­or­ga­nis­men zu selek­tie­ren und am Leben zu erhal­ten: Petri­scha­len muss­ten mit Nähr­me­di­um bzw. Selek­tiv­me­di­en befüllt, mit dem Prä­pa­rat beimpft und im Inku­ba­tor bebrü­tet wer­den. Die­ses Ver­fah­ren durf­te auch durch Fei­er­ta­ge wie Neu­jahr nicht unter­bro­chen wer­den, sodass die Schü­ler auch an die­sem Tag im Labor stan­den.

Die Aus­wahl der ent­spre­chen­den Nähr­me­di­en und das Ver­hal­ten der Kolo­ni­en dar­auf ‑ eine Kolo­nie ent­wi­ckel­te sich bei­spiels­wei­se auf Pilza­gar nicht wei­ter ‑ gab den Schü­lern ers­te Auf­schlüs­se. Dann nah­men sie die Kolo­ni­en unter die Lupe bzw. unter das Mikro­skop und ver­gli­chen die opti­schen Para­me­ter, unter­such­ten die Ver­än­de­rung des pH-Werts im Flüs­sig­me­di­um und ach­te­ten auf Auf­fäl­lig­kei­ten wie den Geruch.

Zei­gen beim Regio­nal­ent­scheid das Arbei­ten mit Imp­fö­se und Petri­scha­le – Alex­an­der Base­ni­us und Nijku Well­mer.

Die Schü­ler konn­ten Milch­säu­re­bak­te­ri­en, Hefepil­ze und Rot­schmier­bak­te­ri­en iden­ti­fi­zie­ren und beschäf­tig­ten sich dar­auf­hin mit deren Stoff­wech­sel­pro­zes­sen. Sie kamen zu dem Schluss, dass die effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men des Prä­pa­ra­tes den pH-Wert im Boden erhö­hen. „Das ist in der Frei­land­kul­tur ein kla­rer Vor­teil“, sagt Alex­an­der Base­ni­us, „wenn die Böden eher sau­er und damit nicht opti­mal für das Pflan­zen­wachs­tum sind. In die­sem Fall kön­nen die effek­ti­ven Mikro­or­ga­nis­men also den pH-Wert des Bodens neu­tra­li­sie­ren“, so der Neunt­kläss­ler. Außer­dem sei bei den Stoff­wech­sel­pro­zes­sen Nitrat ent­stan­den. „Das ist ein typi­sches Dün­ge­mit­tel, wirkt sich also auch posi­tiv auf das Pflan­zen­wachs­tum aus“, ergänzt Nijku Well­mer.

Mit die­sen Ergeb­nis­sen stell­ten sich die bei­den Schü­ler der Jury vom Nach­wuchs­wett­be­werb „Jugend forscht“ beim Regio­nal­ent­scheid in Lin­gen und konn­ten punk­ten: Sie beleg­ten den ers­ten Platz im Fach­ge­biet Bio­lo­gie und sicher­ten sich damit den Ein­zug zum Lan­des­ent­scheid in Claus­thal-Zel­ler­feld im März. Außer­dem ergat­ter­ten sie den „IHK-Son­der­preis der regio­na­len Wirt­schaft“. Die­sen Preis ver­gibt die IHK Osna­brück ‑ Ems­land ‑ Graf­schaft Bent­heim seit 2008 für anspruchs­vol­le und zugleich wirt­schafts­na­he Schü­ler­ar­bei­ten.

Wir gra­tu­lie­ren Alex­an­der Base­ni­us und Nijku Well­mer ganz herz­lich zu die­sem Erfolg und wün­schen den bei­den für den Lan­des­ent­scheid viel Glück!

Hier geht es zum Bericht vom Gym­na­si­um Maria­num über den Regio­nal­ent­scheid „Jugend forscht“ in Lin­gen.