Forscher haben herausgefunden, dass der Plastikmulch, der zur Unterstützung des Wachstums kalifornischer Erdbeeren verwendet wird, große Mengen an Plastikmulchfragmenten abwirft. Es hat sich gezeigt, dass diese Partikel die Bodenqualität negativ beeinflussen, was Zweifel an der langfristigen Machbarkeit ihrer Verwendung aufkommen lässt. Die Ergebnisse der Umfrage dürften weltweit für den Kunststoffeinsatz in der landwirtschaftlichen Produktion gelten.
Präsentation ihrer Arbeit im Goldschmidt-Geochemie-Konferenz In Lyon sagte der Postdoktorand Dr. Ekta Tiwari (von der Sistla-Gruppe an der California Polytechnic State University): „Wir sehen eine riesige Menge an makroplastischem Kunststoffmaterial – Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 5 mm –, das dort abgeworfen wird, wo der Mulch zur Verbesserung der Erdbeerproduktion verwendet wird.“ . Diese können jahrzehntelang oder länger im Boden verbleiben.“
Kunststoffe wie Polyethylen werden zunehmend in der Landwirtschaft eingesetzt, beispielsweise in Folientunneln. Mulchfolien aus Kunststoff werden häufig in der Landwirtschaft eingesetzt und bieten dort eine Reihe von Vorteilen. Sie sind rund um die Basis der Pflanze angebracht und können dabei helfen, Unkraut und Krankheitserreger zu bekämpfen, die Wasserverdunstung zu reduzieren und zu verhindern, dass Erde auf die Früchte spritzt (was besonders wichtig für Erdbeeren ist).
Der Mulch wird in Reihen ausgebracht und nach Abschluss der Saisonproduktion der Kulturpflanze entfernt. Doch selbst eine sorgfältige Landbewirtschaftung durch Landwirte stellt nicht sicher, dass das gesamte Plastik entfernt wird, da bei der Entfernung Fragmente zurückbleiben und am Boden haften bleiben. Nach jahrzehntelanger jährlicher Anwendung und Entfernung von Plastikmulch beobachteten die Forscher die Ansammlung von Plastikfragmenten im landwirtschaftlichen Boden, selbst auf wirklich gut bewirtschafteten Feldern. Die Forscher suchten nach Makroplastik, das sind Kunststoffteile mit einem Durchmesser von mehr als 5 mm.
Ekta Tiwari fuhr fort: „Wir haben eine systematische Untersuchung von Erdbeerfeldern nach der saisonalen Entfernung dieser Plastikfolien durchgeführt. Wir haben festgestellt, dass die Verteilung ziemlich gleichmäßig war. Allein auf Feldoberflächen haben wir bis zu 213.500 Makroplastikpartikel pro Hektar gefunden. Das stimmt nicht.“ Dazu gehören unterirdische Partikel, die wir nicht untersucht haben. Darüber hinaus analysieren wir derzeit dieselben Bodenproben auf Mikroplastik, das sind kleinere Partikel mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm; diese sind noch nicht in unseren Ergebnissen enthalten.“
Bei den meisten Partikeln handelt es sich um Polyethylen (identifiziert mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie). In vorläufigen Ergebnissen stellten die Forscher fest, dass mit zunehmender makroplastischer Verschmutzung der Bodenfeuchtigkeitsgehalt, die mikrobielle Atmung und der pflanzenverfügbare Stickstoff abnahmen.
Dr. Tiwari fügte hinzu: „Der Plastikmulch bietet Vorteile, allerdings auf Kosten der langfristigen Bodenqualität. Es ist schwierig und teuer, diese Partikel aus dem Boden zu entfernen, sodass sie, wenn sie einmal dort sind, auf unbestimmte Zeit dort bleiben können.“
„Wir neigen dazu, zu denken, dass Erdbeeren einfach etwas sind, das man genießen kann, aber das zeigt, dass selbst etwas so Köstliches wie frische Erdbeeren mit Kosten für die Umwelt verbunden sein kann. Wir arbeiten mit den Herstellern zusammen, um herauszufinden, ob wir diese Kosten senken können.“
Es gibt Alternativen zur Verwendung von Polyethylen-Mulch, wie zum Beispiel biologisch abbaubarem Kunststoff-Mulch, oder natürlichem Mulch, wie zum Beispiel Stroh, aber diese Optionen sind mit wirtschaftlichen Kosten verbunden. Allerdings ist auch der Einsatz von Kunststoffen in der Landwirtschaft ein Problem zunehmend reguliert.
Professor Sean Schaeffer (Department of Biosystems Engineering & Soil Science, University of Tennessee, USA) sagte in seinem Kommentar: „Kunststoffe und insbesondere Kunststoffmulche sind für die Aufrechterhaltung der landwirtschaftlichen Produktion von entscheidender Bedeutung Erwärmung/Kühlung sowie Unkraut- oder Schädlingsbekämpfung. Der Einsatz von Agrarplastik nimmt weltweit zu, wobei Kalifornien der größte Nutzer von Agrarplastik in den USA ist.“
„Die Forschung zum Verbleib und Transport von Kunststoffen in Boden- und Wassersystemen ist relativ neu, daher sind Studien wie diese von entscheidender Bedeutung, um unser Verständnis des Ausmaßes des Kunststoffproblems zu verbessern. Derzeit wissen wir relativ wenig über die Verteilung, Größe und Arten von Kunststoffen.“ in den Böden der größten Bundesstaaten, sowohl hinsichtlich der Landfläche als auch der landwirtschaftlichen Produktion.“
Dies ist ein unabhängiger Kommentar, Professor Schaeffer war an dieser Arbeit nicht beteiligt.
Diese Arbeit ist noch nicht abgeschlossen und wurde noch nicht einem Peer-Review unterzogen. Die Forscher bewerten derzeit den Grad der Mikroplastikverschmutzung (Partikel kleiner als 5 mm), die durch Plastikmulch hinterlassen wird. Diese Studie liefert Basisdaten zum Verständnis des Ausmaßes der Plastikverschmutzung im US-Landwirtschaftssystem und kann durch die Bewertung der biogeochemischen Folgen der Plastikansammlung in landwirtschaftlichen Böden zur Verbesserung der Landbewirtschaftungspraktiken beitragen.
Bereitgestellt von Goldschmidt Conference