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Erosionsschutz durch nachhaltige Landwirtschaft

10 Bytes hinzugefügt, 17:32, 8. Aug. 2020
Literatur
*Vermeidung von Nährstoffverlusten in die Umwelt
*Keine Überschreitung toxischer Grenzwerte von Bodenkontaminationen, die auf Pflanzen, Tiere, Menschen und Umwelt schädlich wirken
*Keine nachhaltige und unangemessene Störung der biologischen Funktionen des Bodens<br />
==Auswirkung von Bodenerosion auf Ernteerträge==
Auch wenn der genaue Zusammenhang zwischen Bodenerosion und Bodenproduktivität schwer zu quantifizieren ist, kann der Einfluss der Bodenerosion auf den Ernteertrag nicht bestritten werden [9]. Die Reduzierung der Ernteerträge in Folge von Bodenerosion ist jedoch ein meist schleichender Prozess und so waren die Ertragszunahmen durch die sog. grüne Revolution in den meisten landwirtschaftlichen Systemen so signifikant, dass Erosionseffekte auf den Ernteertrag kaum zu spüren waren. Eine Referenzsituation unter Technologieinput, in der keine Bodenerosion stattfindet, würde dennoch zu höheren Ernteerträgen führen.<ref name=":1">Vanwalleghem T., Gómez, J., Infante Amate, J., González de Molina, M., Vanderlinden, K., Guzmán, G., Laguna, A., Giráldez, J. (2017): Impact of historical land use and soil management change on soil erosion and agricultural sustainability during the Anthropocene. Anthropocene, 17, 13-29.</ref>
<br />
==Aktuelle Bodenerosionsrate==
Verheijen et al. schlagen vor, natürliche Bodenbildungsraten als Grundlage für die Festlegung tolerierbarer Bodenerosionsraten heranzuziehen.<ref name=":1" /> Die geschätzte Bodenbildungsrate aus Verwitterung und Staubeinträgen liegt in weiten Teilen Europas bei ca. 0,3 – 1,4 t ha<sup>-1</sup> yr<sup>-1</sup>.<ref name=":1" /> In Europa sind die aktuellen Erosionsraten auf Ackerland im Durchschnitt 3 bis 40 mal höher als die tolerierbaren Abtragsraten.<ref name=":1" /> Wenn die gemessenen und geschätzten Wertebereiche der Bodenbildung und Bodenerosion den tatsächlichen Werten entsprechen und die aktuellen Bodenbearbeitungstechniken beibehalten werden, könnten viele ackerbaulich genutzte Böden – v.a. auf Hängen – innerhalb der nächsten hundert Jahre 2 – 30 cm dünner sein als heute. Für viele Oberböden in Europa würde dies zu erheblichen Verschlechterungen oder gar Verlusten von Bodenfunktionen führen.<ref name=":1" /> Etwa 33% der globalen landwirtschaftlichen Nutzfläche sind bereits degradiert. Dabei wird die Degradation zu mehr als 55% durch Wassererosion und zu fast 33% durch Winderosion verursacht.<ref>Food and Agriculture Organization of the United Nations & Intergovernmental Technical Panel on Soils (FAO & ITPS; 2015): Status of the World’s Soil Resources. Main report. Rome. </ref>
 
 
==Ökologische Landwirtschaft==
'''Konservierender Landwirtschaft und Direktsaat'''
 
Das Pflügen ist in der konventionellen Landwirtschaft eine der wichtigsten Formen der Bodenbearbeitung. Anwendung findet das Pflügen u.a. zur Lockerung des Bodens, zur Unkrautbekämpfung, zur Unterstützung der Freisetzung von Bodennährstoffen durch Mineralisierung und Oxidation, zur Einarbeitung von Ernterückständen und Düngemitteln sowie zur Vorbereitung des Saatbetts.<ref>Farooq, M., Siddique, K. (2015): Conservation Agriculture: Concepts, Brief History, and Impacts on Agricultural Systems. In: Farooq, M., Siddique, K. (2015): Conservation Agriculture. Springer. n. pag. </ref> Trotz dessen ist das Pflügen eine für Böden hochgradig destruktive Bearbeitungsform.<ref name=":2">Lal, R., Reicosky, D., Hanson, J. (2007): Evolution of the plow over 10,000 years and the rationale for no-till farming. Soil & Tillage Research, 93, 1-12.</ref> Bodenerosion, Verlust von organischem Kohlenstoff, Nährstoffverarmung und Bodenverdichtung sind direkte Folgen des Pflügens.
'''Alternatives Unkrautmanagement'''
 
Unkräuter beeinträchtigen Wachstum und Entwicklung von Kulturpflanzen, indem sie mit ihnen um Nährstoffe, Platz, Licht und Feuchtigkeit konkurrieren.<ref name=":7">Jabran, K., Mahajan, G., Sardana, V., Chauhan, B. (2015): Allelopathy for weed control in agricultural systems. Crop Protection, 72, 57-65.</ref><ref>Rajcan, I., Swanton, C. (2001): Understanding maize‑weed competition: resource competition, light quality and the whole plant. Field Crops Research, 71, 139-150.</ref> Indirekte negative Beeinflussung der Unkräuter auf Kulturpflanzen geschieht über allelopatische Eigenschaften bestimmter Unkräuter. Des Weiteren können Unkräuter als Träger für viele Insektenschädlinge und Pflanzenkrankheiten fungieren. Der weltweite Ertragsverlust in den Hauptkulturen durch Unkräuter liegt bei ca. 34%.<ref name=":7" />
*Komplexe Fruchtfolge:<br>Das Team um Anderson hat sich das Ziel gesetzt, ein kontinuierliches Direktsaat-System für die biologische Landwirtschaft zu entwickeln [46]. Durch eine hohe, dynamische Fruchtfolge soll der Unkrautbefall auf den Feldern gesenkt werden.<ref name=":7" /><ref name=":14">Anderson, R. (2014): A cultural system to reduce weed interference in organic soybean. Renewable Agriculture and Food Systems, 30, 392-398.</ref><ref name=":15">Garrison, A., Miller, A., Ryan, M., Roxburgh, S., Shea, K. (2014): Stacked crop rotations exploit weed-weed competition for sustainable weed management. Weed Science, 62, 166-176.</ref> Neben der komplexen Fruchtfolge der Hauptfrüchte sollte auch auf Vielfältigkeit in Deck- bzw. Zwischenfrüchten geachtet werden.<ref name=":13" /> Fruchtfolgen, die Kulturen mit unterschiedlichen Lebenszyklen sowie unterschiedlichen Aussaat- wie Ernteterminen enthalten, unterdrücken Unkräuter besonders gut.<ref name=":13" /><ref name=":15" /><ref>Colbach, N., Biju-Duval, L., Gardarin, A., Granger, S., Guyot, S., Meziere, D., Munier-Jolain, N., Petit, S. (2014): The role of models for multicriteria evaluation and multiobjective design of cropping systems for managing weeds. Weed Research, 54, 541-555.</ref> Eine gut gewählte, komplexe Fruchtfolge hilft auch mehrjährige Unkräuter zu kontrollieren.
*Aleopathie:<br>Unter Allelopathie versteht man die Wechselwirkungen über Allelopathika (Allelochemikalien) zwischen einer Pflanze und Nachbarpflanzen derselben oder anderer Arten, die deren Wachstum und Entwicklung behindern. Die Bevorzugung allelopathischer Sorten als Hauptfrucht sowie Deck-, Neben-, und Zwischenfrucht kann u.a. die Unkrautregulierung in landwirtschaftlichen Systemen unterstützen.<ref name=":7" /><ref>Dmitrovic, S., Simonovic, A., Mitic, N., Savic, J., Cingel, A., Filipovic, B., Ninkovic, S. (2014): Hairy root exudates of allelopathic weed Chenopodium murale L. induce oxidative stress and down-regulate core cell cycle genes in Arabidopsis and wheat seedlings. Plant Growth Regulation, 75, 365-382.</ref>
*Einfluss von Direktsaat auf Unkräuter:<br>Auch wenn unter NoTill derzeit vermehrt auf Herbizide zur Unkrautbekämpfung zurückgegriffen wird, wirkt NoTill selbst unkrautregulierend. Während durch das Pflügen Unkrautsamen in den Boden eingearbeitet werden und so ihre Keimung gefördert wird, bleiben sie durch NoTill an der Bodenoberfläche, was ihre Keimung verhindert und ihre Sterblichkeit begünstigt.<ref name=":14" /><br />
==Erhebung und Vergleichbarkeit von Erosionsdaten==
In diesem Artikel wurden wenig quantitative Aussagen über Erosionsraten gemacht. Der Grund liegt in der mangelnden Übertragbarkeit von standortspezifischen Erosionsraten und Erosionsratenänderungen sowie in der mangelnden Übertragbarkeit von Versuchsergebnissen einzelner Versuchsplots auf die gesamte Hanglänge. Gemessene Erosionsraten sind im hohen Maße von den Versuchsbedingungen und der Hanglänge abhängig.<ref>García-Ruiz, J., Beguería, S., Nadal-Romero, E., González-Hidalgo, J., LanaRenault, N., Sanjuán, Y. (2015): A meta-analysis of soil erosion rates across the world. Geomorphology, 239, 160-173.</ref><ref>Leys, A., Govers, Gillijns, K., Berckmoes, E., Takken, I. (2010): Scale effects on runoff and erosion losses from arable land under conservation and conventional tillage: The role of residue cover. Journal of Hydrology, 390, 143-154.</ref>
 
 
==Literatur==
'''Boden und Erosion'''
 *Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO; 2017): Voluntary Guidelines for Sustainable Soil Management. Rome.
*Food and Agriculture Organization of the United Nations & Intergovernmental Technical Panel on Soils (FAO & ITPS; 2015): Status of the World’s Soil Resources. Main report. Rome.
*Verheijen, F., Jones, R., Rickson, R., Smith, C. Smith (2009): Tolerable versus actual soil erosion rates in Europe. Accepted Manuscript. Earth-Science Reviews, 94, 23-38. *Vanwalleghem T., Gómez, J., Infante Amate, J., González de Molina, M., Vanderlinden, K., Guzmán, G., Laguna, A., Giráldez, J. (2017): Impact of historical land use and soil management change on soil erosion and agricultural sustainability during the Anthropocene. Anthropocene, 17, 13-29. *García-Ruiz, J., Beguería, S., Nadal-Romero, E., González-Hidalgo, J., LanaRenault, N., Sanjuán, Y. (2015): A meta-analysis of soil erosion rates across the world. Geomorphology, 239, 160-173.
*Leys, A., Govers, Gillijns, K., Berckmoes, E., Takken, I. (2010): Scale effects on runoff and erosion losses from arable land under conservation and conventional tillage: The role of residue cover. Journal of Hydrology, 390, 143-154.
*Van Pelt, S., Hushmurodov, S., Baumhardt, L., Chappell, A., Nearing, M., Polyakov, V., Strack, J.(2017): The reduction of partitioned wind and water erosion by conservation agriculture. Catena, 148, 160-167.
*Xiong, M., Suna, R., Chena, L. (2018): Effects of soil conservation techniques on water erosion control: A global analysis. Science of the Total Environment, 645, 753-760.
 
'''Conservation Agriculture'''
 *Farooq, M., Siddique, K. (2015): Conservation Agriculture: Concepts, Brief History, and Impacts on Agricultural Systems. In: Farooq, M., Siddique, K. (2015): Conservation Agriculture. Springer. 2 - 17. *Lal, R., Reicosky, D., Hanson, J. (2007): Evolution of the plow over 10,000 years and the rationale for no-till farming. Soil & Tillage Research, 93, 1-12. *Reicosky, D. (2015): Conservation tillage is not conservation agriculture. Journal of Soil and Water Conservation, 70, 103-108. *Dumanski, J., Peiretti, R. (2013): Modern concepts of soil conservation. International Soil and Water Conservation Research, 1, 19-23.  
'''Unkrautmanagement in Direktsaatsystemen'''
 *Van Bruggen, A., Shin, K., Mai, V., Jeong, K., Finckh, M., Morris, J. (2018): Environmental and health effects of the herbicide glyphosate. Science of the Total Environment, 616, 255-268. *Jabran, K., Mahajan, G., Sardana, V., Chauhan, B. (2015): Allelopathy for weed control in agricultural systems. Crop Protection, 72, 57-65. *Anderson, R. (2015): Integrating a complex rotation with no-till improves weed management in organic farming. A review. Agronomy for Sustainable Development, 35, 967-974.
*Anderson, R. (2014): A cultural system to reduce weed interference in organic soybean. Renewable Agriculture and Food Systems, 30, 392-398.
 
'''Praktische Anwendung von Direktsaat unter ökologischer Landwirtschaft in Europa'''
 
*Peigné, J., Casagrande, M., Payet, V., David, C., Sans, X., Blanco-Moreno, J., Cooper, J., Gascoyne, K., Antichi, D., Bàrberi, P., Bigongiali, F., Surböck, A., Kranzler, A., Beeckman, A., Willekens, K., Luik, A., Matt, D., Grosse, M., Heß, J., Clerc, M., Dierauer, H., Mäder, P. (2015): How organic farmers practice conservation agriculture in Europe. Renewable Agriculture and Food Systems, 31, 72-85.
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