Was haben ein moderner Mähdrescher und ein Diplodocus gemeinsam? Eine Antwort, so scheint es, könnten ihre großen Fußabdrücke auf dem Boden sein. Eine neue Studie unter der Leitung von Forschern aus Schweden und der Schweiz hat herausgefunden, dass sich das Gewicht der landwirtschaftlichen Maschinen heute dem der größten Tiere nähert, die jemals die Erde bevölkert haben – der Sauropoden.
Sauropoden, die im Film „Jurassic Park“ als riesige, freundliche „Veggiesaurus“ dargestellt wurden, waren die größten der Dinosaurier. Die Schwersten sollen etwa 60 Tonnen wiegen – vergleichbar mit dem Gewicht eines voll beladenen Mähdreschers. Traktoren und andere landwirtschaftliche Maschinen sind in den letzten 60 Jahren enorm schwerer geworden, da sich die intensive, großflächige Landwirtschaft verbreitet hat. Ein Mähdrescher ist heute fast zehnmal schwerer als in den 1960er Jahren.
Das Gewicht von Tieren oder Maschinen spielt eine Rolle, weil Böden nur einem begrenzten Druck standhalten können, bevor sie chronisch verdichtet werden. Sie sehen vielleicht nicht so aus, aber Böden sind Ökosysteme mit zerbrechlichen Strukturen – Poren und Wege, durch die Luft zirkulieren und Wasser Pflanzenwurzeln und andere Organismen erreichen kann. Reifen, Tierhufe und menschliche Füße üben Druck aus und drücken die Poren zusammen, nicht nur an der Oberfläche, sondern auch tiefer.
Die Bodenverdichtung kann das Pflanzenwachstum und die Ernte beeinträchtigen und das Risiko von Überschwemmungen erhöhen, wenn Wasser fließt weg vom Land und gelangt schneller in Gewässer. Die an der neuen Studie beteiligten Wissenschaftler haben sich angeschaut, wie viel Verdichtung diese riesigen Landmaschinen verursachen, und sie mit den Sauropoden verglichen, die vor über 66 Millionen Jahren lebten. Sie fanden heraus, dass beide große Schuldige der Verdichtung sind.
Unter Druck
Die Studie weist darauf hin, dass mit zunehmendem Gewicht der landwirtschaftlichen Maschinen auch die Reifengrößen gestiegen sind, wodurch die Kontaktfläche zwischen dem Fahrzeug und dem Boden angepasst wurde, um den Druck auf die Oberfläche zu verringern und ein Einsinken zu vermeiden. Es scheint, dass sich Tiere mit einer ähnlichen Strategie entwickelt haben – die Fußgröße mit dem Gewicht zu erhöhen, um zu verhindern, dass sie in den Boden einsinken.
Insgesamt ist der Druck auf die Bodenoberfläche ziemlich konstant geblieben, da landwirtschaftliche Maschinen an Gewicht zugenommen haben. Die Autoren schlagen jedoch vor, dass die Belastungen des Bodens unter der Oberfläche weiter zunehmen und tiefer eindringen, wenn Fahrzeuge (oder Tiere) schwerer werden. Die heutigen Landmaschinen (und die Sauropoden der Vergangenheit) sind heute so schwer, dass sie den Boden unterhalb der ersten 20 cm, wo er nicht bearbeitet wird, irreparabel verdichten. Abgesehen davon, dass begrenzt wird, wie tief die Wurzeln von Pflanzen wachsen können, um Wasser und Nährstoffe weiter unten im Boden zu suchen, kann dies auch zu sauerstoffarmen Bedingungen führen, die für Pflanzen oder die Organismen, mit denen sie den Boden teilen, nicht gut sind.
Wo gingen die Dinosaurier zum Abendessen hin?
Dadurch entsteht ein „Sauropoden-Paradoxon“, wie die Forscher es nennen. Die Dinosaurier und die durch ihre Füße übertragenen Lasten waren so groß, dass sie wahrscheinlich erhebliche unterirdische Schäden an den Böden verursacht hätten, wo immer sie herumstreiften, und möglicherweise die Fähigkeit des Bodens zerstört hätten, die Pflanzen und Ökosysteme zu unterstützen, auf die sie sich als Nahrungsquelle verlassen hätten.
Das Bild von Sauropoden, die sich weit bewegen und frei nach Nahrung suchen, wie es von Jurassic Park dargestellt wird, erscheint unwahrscheinlich, da sie einen nicht nachhaltigen Einfluss auf ihre Umwelt gehabt hätten. Wie haben sie also überlebt?
Die Wissenschaftler hinter der Studie spekulieren, dass sie möglicherweise auf ausgetretenen Pfaden geblieben sind und ihre Wirkung beim Durchsuchen des Blätterdachs mit ihren langen Hälsen begrenzt haben. Wie genau ein Sauropode im Gleichgewicht mit dem Boden leben konnte, bleibt vorerst ein Rätsel.
Großer Stoff zum Nachdenken
Ein drängenderes Rätsel ist, wie die Bodenverdichtung durch landwirtschaftliche Fahrzeuge mit der heutigen nachhaltigen Lebensmittelproduktion in Einklang gebracht werden kann. Das Risiko der Bodenverdichtung variiert je nach Art und Einsatz der Maschinen sowie der Art des Bodens und der darin gebundenen Feuchtigkeit.
Die Studie schätzt, dass 20 % der Ackerflächen weltweit aufgrund der Unterbodenverdichtung durch moderne landwirtschaftliche Fahrzeuge einem hohen Risiko von Produktivitätsverlusten ausgesetzt sind, wobei die größten Risiken in Europa und Nordamerika bestehen, wo es relativ feucht ist und es mehr große landwirtschaftliche Betriebe gibt, die die größten Maschinen verwenden. Dies ist natürlich ein Problem in Ackerlandschaften, aber das Problem erstreckt sich auch auf Grasland, wo Silage gepresst wird, und Stadtlandschaften wo die Bewegung von Baufahrzeugen auf Grünflächen nicht gut kontrolliert wird.
Die Autoren fordern Konstruktionsänderungen an Maschinen, um die Struktur des Bodens zu erhalten. Wir schlagen eine andere Option vor. Um ihre Auswirkungen auf den Boden zu verringern, könnten wir den Bedarf an solch großen Maschinen von vornherein reduzieren, indem wir Lebensmittel mit kleineren Maschinen auf kleineren Parzellen anbauen, insbesondere in Hochrisikozonen. Wege zu finden, riesige Monokulturlandschaften aufzubrechen, ist aus vielen anderen Gründen sinnvoll. Beispielsweise Wildblumenfeldränder, Hecken und Bäume helfen, Kohlenstoff zu bindendie Wasserqualität steuern und die Biodiversität unterstützen.
Der Boden kann nur einem bestimmten Druck standhalten – sei es durch Verdichtung oder andere Bedrohungen wie kontinuierliches Ernten, Erosion oder Verschmutzung. Der Mensch muss handeln, um den Druck auf die Böden zu verringern, sonst riskieren wir, den Weg der Dinosaurier zu gehen.
Thomas Keller et al, Landwirtschaftliche Fahrzeuge, die sich dem Gewicht von Sauropoden nähern, überschreiten sichere mechanische Grenzen für die Bodenfunktion, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2117699119
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