Das Backen eines Kuchens von Grund auf hat mehr Variablen als das Backen eines Kuchens aus einer Schachtelmischung. Obwohl man diskutieren kann, warum – und wann – Kuchenmischungen entwickelt wurden, sind sie beliebt und ergeben ein einheitliches Produkt. (Sie wurden wirklich in den 1930er Jahren patentiert.)
Wissenschaftliche Forschung ist ähnlich wie diese Kuchenmischung – sehr kontrolliert. Die Umsetzung von Empfehlungen in die Praxis, beispielsweise aus Gewächshaus- und Feldstudien auf den landwirtschaftlichen Betrieb, verliert einen Teil der Kontrolle. Auf diese Weise ist das Praktizieren der Landwirtschaft eher wie das Backen von Grund auf neu als das Backen aus einer Schachtelmischung.
Es ist jedoch wichtig, herauszufinden, was die Ergebnisse auf diesen Feldern sind. Liefern sie ähnliche Ergebnisse wie die Forschung vorschlägt?
Emily Oldfield und ein Forscherteam aus dem oberen Mittleren Westen gingen dieser Frage nach. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie kürzlich in Zeitschrift der Soil Science Society of Americaeine Veröffentlichung der Soil Science Society of America.
Das Team untersuchte insbesondere die Beziehung zwischen organischer Bodensubstanz und Maiserträgen. Sie trugen Daten von 170 Maisfeldern von 49 verschiedenen Farmen zusammen. Die Farmen gehörten zu einem Netzwerk von Erzeugern mit Sitz in Wisconsin und Minnesota.
„Der Verlust an organischer Substanz auf landwirtschaftlichen Betrieben ist ein großes globales Problem“, sagt Oldfield. „Es ist mit einem Verlust der Bodenfruchtbarkeit verbunden, was den Anbau und die Erträge von Pflanzen unterstützt. Es kann die Ernährungssicherheit verringern, die Lebensgrundlagen auf dem Land verringern und Süßwassersysteme bedrohen.“
Als Reaktion auf diese Probleme haben mehrere Studien eine Vielzahl von Best Practices aufgezeigt, die Landwirte umsetzen können. Sie reichen von der Direktsaat über die Fruchtfolge bis hin zur Düngung des Bodens. All diese Praktiken können die Menge an organischer Substanz im Boden erhöhen. Die Studie von Oldfield und ihren Mitarbeitern quantifiziert, wie sich die Umsetzung dieser Praktiken sowohl auf die organische Bodensubstanz als auch auf die Ernteerträge auf landwirtschaftlichen Betrieben auswirkt.
„In Forschungsbereichen können Wissenschaftler viele Variablen kontrollieren“, sagt Oldfield. „Sie können Parzellen anlegen, um die Unterschiede in Bodentyp und Bodentextur (sandig oder schlammig) zu minimieren. In Gewächshausstudien können Temperatur und Tageslänge stark kontrolliert werden.“
Aber die Landwirte üben sich in allen Elementen. Aus diesem Grund ist es wichtig, die Ergebnisse der Anwendung verschiedener Praktiken in tatsächlichen landwirtschaftlichen Betrieben zu bestimmen.
Diese Studie zeigte, dass tatsächlich ein positiver Zusammenhang zwischen der Menge an organischer Substanz im Boden und dem Ernteertrag besteht.
Weniger eindeutig waren die Ergebnisse bezüglich der Praxis der Gülleausbringung. Dies könnte auf den Zeitpunkt der Gülleausbringung auf den verschiedenen landwirtschaftlichen Feldern zurückzuführen sein. „Die Zugabe von Gülle als leicht verfügbare organische Nährstoffquelle ist in diesem regionalen Kontext eindeutig wichtig“, sagt Oldfield. „Es hat sich auch gezeigt, dass es sich positiv auf die Bodengesundheit auswirkt. Unsere Analyse zeigt, dass sowohl Stickstoff aus Gülle als auch Düngemittel und organische Bodensubstanz in dieser Region stark mit der landwirtschaftlichen Produktivität in Verbindung stehen.“
Die Studie ergab auch, dass die Beziehung zwischen Ernteerträgen und organischer Substanz im Boden je nach Fruchtfolge unterschiedlich war. Beispielsweise hatten mit kontinuierlichem Mais bepflanzte Felder im Durchschnitt einen höheren Gehalt an organischer Substanz im Boden, aber geringere Erträge. Im Wechsel angebauter Mais (Mais-Soja und Mais-Hafer-Alfalfa) führte zu hohen Erträgen.
„Die Vorteile der Fruchtfolge für die Erträge sind bekannt“, sagt Oldfield. „Viele Studien zeigen, dass eine erhöhte Pflanzenvielfalt zu höheren Erträgen führen kann. Diversifizierte Anbausysteme führen nachweislich zu höheren Maiserträgen sowohl unter normalen als auch unter ungünstigen Wetterbedingungen. Sie können auch bei der Bekämpfung von Schädlingen und Krankheitserregern helfen.“
„Landwirte, die Managemententscheidungen auf der Grundlage von Veränderungen in ihren Praktiken treffen, müssen die potenziellen Auswirkungen kennen, die eine Verbesserung der Bodengesundheit auf ihre Rentabilität haben könnte“, sagt Oldfield. „Dies erfordert ein Verständnis der Beziehung zwischen Ertrag, Indikatoren der Bodengesundheit und Bewirtschaftung im Kontext der inhärenten Variation der Bodeneigenschaften und des Klimas.“
„Da unsere Daten von landwirtschaftlichen Betrieben stammen, beinhalten sie relevante Variabilität in Praktiken, die schwer in kontrollierte Feldexperimente zu integrieren sind“, sagt Oldfield. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass in diesem regionalen Kontext ein Anstieg des Gehalts an organischer Bodensubstanz in Oberflächenböden in Verbindung mit einer zunehmenden Vielfalt der Fruchtfolge höhere agronomische Erträge erzielen kann.“
Emily E. Oldfield et al., Positive Assoziationen von organischer Substanz im Boden und Ernteerträgen in einem regionalen Netzwerk von bewirtschafteten landwirtschaftlichen Betrieben, Zeitschrift der Soil Science Society of America (2021). DOI: 10.1002/saj2.20349