Unravelling Farm-Level Constraints to Maize Productivity in northern Ghana

In den weiten, sonnenverwöhnten Landschaften des Nordens von Ghana ist Mais mehr als nur eine Nutzpflanze; er ist das Fundament des täglichen Lebens, die primäre Nahrungsquelle und ein entscheidender Motor für das Familieneinkommen. Doch für die Kleinbauern, die diese Felder bestellen, ist die Ernte oft ein Glücksspiel gegen eine harte Realität. Der Boden ist von Natur aus arm an Nährstoffen, die Pflanzen zum Gedeihen benötigen, und die Regenfälle sind unvorhersehbar – sie kommen entweder zu spät oder versiegen mitten in der Wachstumsperiode. Über Jahrzehnte hinweg war die vorherrschende Lösung für geringe Erträge schlichtweg die Zugabe von mehr Düngemittel, unter der Annahme, dass ein Mangel an Nährstoffen das einzige Hindernis für die Bauern sei. Doch die komplexe Beziehung zwischen Boden, Wetter und landwirtschaftlichen Praktiken legt nahe, dass die Antwort selten so einfach ist. Um wirklich zu verstehen, warum Ernten scheitern oder gelingen, müssen Wissenschaftler über die Oberfläche hinausblicken und nicht nur untersuchen, was dem Boden fehlt, sondern wie das gesamte landwirtschaftliche System mit einem sich verändernden Klima interagiert.

Ein Forscherteam machte sich daran, diese Geheimnisse in den nördlichen Regionen Ghanas, speziell in den Distrikten Kpandai, East Gonza und den Nanumba-Gebieten, zu entschlüsseln. Sie wollten über allgemeine Annahmen hinausgehen und genau sehen, was auf den einzelnen Farmen geschah. Über drei aufeinanderfolgende Jahre, von 2020 bis 2022, errichteten sie ein einzigartiges Experiment auf vierundzwanzig verschiedenen Farmen. Anstatt nur zu beobachten, was die Bauern bereits taten, arbeiteten die Wissenschaftler direkt mit den Landwirten zusammen, um kontrollierte Testparzellen direkt inmitten der Felder anzulegen. In jedem Standort richteten sie sechs verschiedene Szenarien ein, um zu testen, wie der Mais auf unterschiedliche Kombinationen von Nährstoffen reagierte. Einige Parzellen erhielten überhaupt keinen Dünger und dienten somit als Basiswert. Andere erhielten spezifische Paare von Nährstoffen, wie etwa Stickstoff und Kalium oder Phosphor und Kalium. Eine Gruppe erhielt ein vollständiges Paket aus Stickstoff, Phosphor und Kalium, während die letzte Gruppe dieses komplette Paket plus eine Mischung aus Sekundär- und Mikronährstoffen wie Schwefel, Magnesium, Zink und Bor erhielt. Entscheidend war, dass die Forscher diese Parzellen selbst verwalteten und sicherstellten, dass die Saatgutdichte korrekt war, Unkraut kontrolliert und Schädlinge behandelt wurden, wodurch sie die Wirkung der Nährstoffe von anderen Variablen isolieren konnten.

Die Ergebnisse zeichneten ein klares und etwas ernüchterndes Bild der Herausforderungen, vor denen diese Bauern stehen. Wenn sie auf sich allein gestellt waren, ohne die intensive Bewirtschaftung durch die Forscher, lag der durchschnittliche Maisertrag auf diesen Farmen bei nur 1,7 Tonnen pro Hektar. Im krassen Gegensatz dazu produzierten die Maisfelder, als die Forscher eine ausgewogene Ernährung und optimale landwirtschaftliche Techniken auf demselben Land anwandten, fast 5,4 Tonnen pro Hektar. Diese massive Lücke verdeutlichte, dass das Potenzial für hohe Erträge im Boden zwar vorhanden ist, aber derzeit durch eine Kombination von Faktoren blockiert wird. Die unmittelbarste Barriere war der Mangel an Düngemitteln. Die Studie bestätigte, dass Stickstoff und Phosphor die zwei kritischsten fehlenden Zutaten waren. In fast jedem Feld reagierten die Pflanzen dramatisch, wenn diese beiden Nährstoffe hinzugefügt wurden. Doch die Geschichte endete hier nicht. Die Forscher fanden heraus, dass die bloße Zugabe von Stickstoff und Phosphor nicht ausreichte, um das volle Potenzial auszuschöpfen. In vielen Feldern wurde der Wuchs der Pflanzen auch durch einen Mangel an Kalium, Schwefel, Magnesium, Zink und Bor gebremst. Diese Sekundär- und Mikronährstoffe wirkten als eine zweite Ebene der Einschränkung, die die Pflanzen daran hinderte, ihre volle Größe zu erreichen, selbst wenn die Primärnährstoffe vorhanden waren.

Was diese Studie besonders aufschlussreich machte, war ihre Fähigkeit aufzuzeigen, wie sich diese Probleme im Laufe der Zeit und über verschiedene Standorte hinweg verändern. Die Forscher entdeckten, dass der Nährstoffbedarf nicht statisch war. Im ersten Jahr waren die Pflanzen primär hungrig nach Stickstoff und Phosphor. Doch als die Saison fortschritt und dasselbe Land wiederholt bewirtschaftet wurde, ohne den Boden zu regenerieren, wuchs der Bedarf an Kalium signifikant an. Bis zum dritten Jahr war der Mangel an Kalium zu einem großen Engpass geworden, was zeigte, dass die Reserven des Bodens schneller aufgebraucht wurden, als sie natürlich ersetzt werden konnten. Darüber hinaus war die Reaktion auf Düngemittel nicht einheitlich in der gesamten Region. Einige Felder reagierten kräftig auf die Nährstoffzugabe, während andere nur eine moderate Verbesserung zeigten. Diese Variation wurde mit dem verknüpft, was die Forscher als „Feldqualität“ bezeichneten. Felder, die mit etwas besseren Bodenbedingungen begannen oder eine bessere Bewirtschaftungshistorie aufwiesen, reagierten empfindlicher auf Düngemittel, während die schlechtesten Felder oft Schwierigkeiten hatten, die hinzugefügten Nährstoffe effektiv zu nutzen, was darauf hindeutete, dass der Boden selbst strukturelle Probleme hatte, wie etwa eine schlechte Wasserspeicherkapazität, die durch Dünger allein nicht behoben werden konnten.

Die vielleicht bedeutendste Erkenntnis war die überwältigende Macht des Wetters, selbst die besten landwirtschaftlichen Praktiken zu außer Kraft setzen zu können. Das dritte Jahr der Studie war geprägt von schwerer Dürre und unregelmäßigen Niederschlagsmustern. Selbst in den Parzellen, in denen die Forscher die perfekte Balance aller Nährstoffe bereitstellten und die Kulturen mit Expertenpflege bewirtschafteten, brachen die Erträge ein. In einigen Fällen schlugen die Ernten sogar vollständig fehl. Dies demonstrierte, dass kein Düngemittel den Mangel an Wasser vollständig kompensieren kann. Die unbeständige Natur der Regenfälle im Norden Ghanas wirkt wie eine Decke auf die Produktivität und begrenzt das, was die Bauern erreichen können, ungeachtet dessen, wie gut sie ihren Boden bewirtschaften. Die Studie hob auch hervor, dass die aktuellen Praktiken der Bauern, die oft Samen zu weit auseinander pflanzen oder lokale, nicht verbesserte Saatgutsorten verwenden, die potenzielle Ernte weiter reduzierten. Die Pflanzendichte in den Feldern der Bauern betrug weniger als die Hälfte dessen, was empfohlen wird, was bedeutete, dass selbst wenn der Boden perfekt wäre, das Land nicht effizient genutzt würde.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass der Weg zur Steigerung der Maisproduktion in Nordghana nicht auf einer einzigen Lösung beruhen kann. Die bloße Verteilung von mehr Düngemitteln an die Bauern wird das Problem nicht lösen, wenn der Boden zu degradiert ist, um die Nährstoffe zu halten, oder wenn die Regenfälle ausbleiben. Stattdessen erfordert die Lösung einen ganzheitlichen Ansatz, der das gesamte System betrachtet. Dies bedeutet, die richtige Mischung an Nährstoffen zu kombinieren, die auf die spezifischen Bedürfnisse jedes Feldes zugeschnitten ist, anstatt eine Einheitslösung zu empfehlen. Es bedeutet auch, organisches Material in den Boden einzubringen, um seine Fähigkeit zur Wasserspeicherung und Nährstoffaufnahme zu verbessern, und landwirtschaftliche Praktiken anzuwenden, die mit dem lokalen Klima harmonieren, wie etwa den Wechsel von Mais mit Leguminosen wie Erdnüssen. Diese Leguminosen können dem Boden auf natürliche Weise Stickstoff hinzufügen, wodurch der Bedarf an chemischen Düngemitteln sinkt und die allgemeine Gesundheit des Ackers verbessert wird. Durch das Verständnis der spezifischen Einschränkungen jedes Feldes und der unvorhersehbaren Natur des Wetters können Landwirte und Wissenschaftler zusammenarbeiten, um ein widerstandsfähigeres und produktiveres landwirtschaftliches System aufzubauen, das die Gemeinschaften, die davon abhängen, nachhaltig versorgen kann.