Einige Direktsaat-Fruchtfolgen auf Milchviehbetrieben könnten von strategischer Bodenbearbeitung profitieren

Viele Direktsaat-Erzeuger zögern aufgrund von Bedenken hinsichtlich negativer Auswirkungen auf die Bodengesundheit, Bodenstörungen vorzunehmen. Eine neue Studie eines Forscherteams von Penn State legt jedoch nahe, dass das einmalige Pflügen von Feldern nach fünf Jahren in einer Fruchtfolge, die die Abdeckung mit Deckfrüchten und Stauden umfasst, die Bodengesundheit erhalten und andere Vorteile bieten kann.

„Obwohl sich die Direktsaat als sehr gut für die Bodengesundheit erwiesen hat und ihre breite Einführung in Pennsylvania und im Nordosten zu einer Verringerung der Erosion und Sedimentation geführt hat, hat sie zur Entstehung von herbizidresistenten Unkräutern geführt, weil sich die Landwirte auf die Direktsaat verlassen über Herbizide zur Bekämpfung von Unkräutern und zur Beendigung von Zwischenfrüchten“, sagte Teamleiterin Heather Karsten, außerordentliche Professorin für Pflanzenbau/Ökologie. „Und das hat zu einem großen Unkrautbekämpfungsproblem geführt.“

Karsten, dessen Forschungsgruppe am College of Agricultural Sciences seit fast zwei Jahrzehnten untersucht, wie Milchviehbetriebe nachhaltiger anbauen können, wies darauf hin, dass die Abhängigkeit von Herbiziden wie Glyphosat negative Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit haben kann. Stattdessen befürworten die Wissenschaftler der Penn State ein integriertes Unkrautmanagement, das mehrere Praktiken zur Unkrautbekämpfung einsetzt.

Karsten bemerkte, dass die Direktsaat viele Vorteile hat, aber einer ihrer Nachteile ist, dass die Erzeuger wiederholt Herbizide verwenden, um die Deckfrüchte und Stauden in ihren Fruchtfolgen abzutöten. Es ist eine Umweltbelastung, die reduziert werden kann und sollte, argumentiert sie, weil die Direktsaat so weit verbreitet ist. Eine Umfrage des US-Landwirtschaftsministeriums aus dem Jahr 2017 ergab beispielsweise, dass 67 % der Anbaufläche in Pennsylvania mit Direktsaat und 24 % mit Deckfrüchten bewirtschaftet wurden.

„Wenn Sie immer wieder Herbizide verwenden, um die Deckfrüchte niederzubrennen und die Stauden zu töten, selektiert das herbizidresistente Unkräuter und verseucht die Umwelt“, sagte sie. „Es gibt immer mehr Beweise dafür, dass Herbizide wie Glyphosat und 2,4D, die üblicherweise zum Abbrennen von Deckfrüchten und zur Unkrautbekämpfung verwendet werden, einige Gesundheitsprobleme für den Menschen darstellen, wie z. B. Non-Hodgkin-Lymphom und endokrine Störungen. Diese und andere Herbizide werden zur Bekämpfung eingesetzt herbizidresistente Unkräuter sind auch toxisch für Bodenorganismen und Wildtiere.“

In dem sechsjährigen Experiment, das am Russell E. Larson Agricultural Research Center der Penn State University durchgeführt wurde, stellten die Forscher zwei Anbausysteme gegenüber: ein kontinuierliches Direktsaatsystem mit Herbiziden und ein integriertes Unkrautmanagementsystem mit strategischer Umkehrbodenbearbeitung und weniger Herbiziden. Sie maßen Bodengesundheitsindikatoren wie Gehalte an wünschenswertem Bodenkohlenstoff und wasserstabilen Aggregaten, die sich auf eine wünschenswerte Bodenklumpenqualität beziehen, die die Bodenporosität fördert, das Eindringen von Wasser und Luft erleichtert, die Bodenerosion verringert und die Wachstumsbedingungen für Pflanzenwurzeln verbessert und Bodenorganismen.

Das Experiment wurde in einem Milchviehbetrieb im Nordosten durchgeführt, der aus Winterraps oder Raps plus Hafer bestand, gefolgt von einer Roggendeckfrucht; Sojabohne, gefolgt von einer Roggenzwischenfrucht; und Maiskörner oder Maissilage, gefolgt von drei Jahren Dauerfutter aus Luzerne und Obstgartengras, gepflanzt mit einem kleinen Begleitkorn.

In kürzlich veröffentlichten Ergebnissen in Grenzen in nachhaltigen Ernährungssystemen, berichteten die Forscher, dass sie Bodenproben in zwei Tiefen – 2 Zoll und 6 Zoll – auf Gesamtkohlenstoff und Schüttdichte genommen haben. Sie entdeckten, dass trotz anfänglich geringerer Bodengesundheitswerte im strategischen Bodenbearbeitungssystem nach der Inversionsbodenbearbeitung alle Eigenschaften mit Ausnahme des labilen Kohlenstoffs in beiden Systemen nach zwei Jahren Dauerfutter im sechsten Jahr der Fruchtfolge ähnlich waren. Labiler Kohlenstoff ist die Fraktion des organischen Bodenkohlenstoffs mit den schnellsten Umsatzzeiten und ist daher für Bodenmikroben am besten verfügbar.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Landwirte die Kosten für die Anwendung so vieler Herbizide vermeiden und ihre Ökosysteme nicht kontaminieren können, indem sie eine sehr begrenzte strategische Bodenbearbeitung durchführen, erklärte Karsten. Und langfristig bleibt die Gesundheit ihrer Böden weitgehend erhalten und geschützt.

Es gibt zusätzliche Vorteile der strategischen Bodenbearbeitung, die in dieser Studie nicht angesprochen wurden, aber laut Karsten wichtig sind. Bei langfristiger Direktsaat können sich Bodenzusatzstoffe wie Phosphor an der Bodenoberfläche anreichern, was zu Phosphorabfluss und Gewässerbelastung führen kann. Strategische Bodenbearbeitungsmischungen in diesen Bodenverbesserungen, einschließlich Kalk, der den pH-Wert des Bodens durch mehr Bodenprofil verbessern kann.

Außerdem wirkt sich die strategische Bodenbearbeitung störend auf Schneckenpopulationen aus, die in Direktsaatsystemen gedeihen und besonders problematisch auf Direktsaatfeldern mit großen Mengen an Ernterückständen aus früheren Marktfrüchten und Zwischenfrüchten sind – ein idealer Lebensraum für Nacktschnecken.

„Wir haben festgestellt – aber nicht in diesem Artikel berichtet – dass in Jahren, in denen Schnecken problematisch waren, Schneckenpopulationen und Schneckenschäden an der Ernte, die nach der Bodenbearbeitung gepflanzt wurde, signifikant geringer waren, weil die Bodenbearbeitung ihre Populationen stört und wahrscheinlich die von den Schnecken gelegten Eier zerstört. “, sagte Karsten. „Das ist ein weiterer Grund, warum Landwirte strategische Bodenbearbeitung in Betracht ziehen sollten. Nachdem die Betriebe auf Direktsaat umgestellt haben, erhalten wir Anrufe von Erzeugern, die fragen, was sie tun können, um Schnecken zu kontrollieren. Bodenbearbeitung kann die Schneckenpopulationen zurückdrängen.“