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Erosionsschutz durch nachhaltige Landwirtschaft

1 Byte entfernt, 17:35, 8. Aug. 2020
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==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>
 
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==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. , vor allem auf Hängen , innerhalb der nächsten hundert Jahre 2 – 30 2–30 cm dünner sein als heute. Für viele Oberböden in Europa würde dies zu erheblichen Verschlechterungen oder gar Verlusten sogar zum Verlust 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.
Eine Alternative zur konventionellen Bodenbearbeitung bietet die konservierende Bodenbearbeitung (engl. Conservation Tillage (CT) bzw. Conservation Agriculture (CA)). CT wurde in den 1930er Jahren als Antwort auf die ‘‘Dust Bowl’’ Ereignisse – eine verheerende Bodenerosionskrise in Amerika – von Hugh Hammond Bennett entwickelt.<ref name=":2" /> Aktuell scheint es keine weltweit einheitlich feststehende Definition von CT zu geben. Für das United States Department of Agriculture gilt jedes Bodenbearbeitungs- und Pflanzsystem, das nach dem Pflanzen 30 Prozent % oder mehr der Bodenoberfläche mit Ernterückständen bedeckt, um Bodenerosion durch Wasser zu verringern, als konservierend.<ref>United States Department of Agriculture (USDA; 2000): Briefing Rooms. Agricultural Chemicals and Production Technology. Glossary. Crop Residue Management and Tillage Definitions. [https://wayback.archiveit.org/5923/20120620132042/http://www.ers.usda.gov/Briefing/AgChemicals/glo&#x20;ssary.htm URL] (Stand: 10.06.2019).</ref> Die FAO hingegen wählt in ihrer Definition einen eher holistischen Ansatz: „CA ist ein landwirtschaftliches System, das die Aufrechterhaltung einer dauerhaften Bodenbedeckung, minimale Bodenstörungen und die Diversifizierung von Pflanzenarten fördert. Es verbessert die biologische Vielfalt und die natürlichen biologischen Prozesse über und unter der Bodenoberfläche, was zu einer effizienteren Nutzung von Wasser und Nährstoffen sowie zu einer verbesserten und nachhaltigen Pflanzenproduktion beiträgt“.<ref>Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO; 2019): Conservation Agriculture. [http://www.fao.org/conservation-agriculture/en/ URL] (Stand: 12.06.2018). </ref>
Die geringstmögliche Bodenstörung wird bei Direktsaatsytemen (engl. no-tillage; NoTill) realisiert. Auch unter den meisten CT-Techniken werden die tolerierbaren Erosionsraten überschritten.<ref name=":3">Reicosky, D. (2015): Conservation tillage is not conservation agriculture. Journal of Soil and Water Conservation, 70, 103-108.</ref>
*Deckfrüchte:<br>Die Gründüngung bzw. Deckfrucht ist eine Kultur, die hauptsächlich oder ausschließlich zum Zweck des Bodenschutzes und der Bodenverbesserung angebaut wird. Sie verbessert die Stickstoffversorgung nachfolgender Kulturen, erhöht die organische Bodensubstanz, verringert Unkraut- und Schädlingspopulationen und minimiert die Bodenerosion.<ref name=":7" /><ref>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.</ref><ref name=":13">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.</ref>
*Komplexe Fruchtfolge:<br>Das Team um Anderson hat sich das Ziel gesetzt, ein kontinuierliches Direktsaat-System für die biologische Landwirtschaft zu entwickeln [46]. <ref name=":14" /> 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 />
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