Chemical, physical, and biological attributes of sandy soil in integrated crop-livestock- forestry systems in Matopiba, Brazil
Eine Studie aus dem Jahr 2024 im Maranhão-Cerrado zeigt, dass integrierte Ackerbau-Viehwirtschaft-Forstwirtschaft-Systeme und Direktsaatverfahren effektiver als bewirtschaftetes Weideland sind, um die Bodengesundheit in sandigen Böden zu erhalten, wobei integrierte Viehwirtschaft-Forstwirtschaft eine überlegene Kohlenstoffspeicherung und biologische Indikatoren aufweist.
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Stellen Sie sich den Boden unter Ihren Füßen nicht als einen Haufen Dreck vor, sondern als eine geschäftige, lebendige Stadt. In dieser Stadt sind winzige Kreaturen die Arbeiter, Wurzeln sind die Wolkenkratzer und Nährstoffe sind die Währung, die alles am Laufen hält. Wenn wir über „Bodengesundheit“ sprechen, fragen wir nicht nur, ob die Erde braun oder grau ist; wir fragen, ob diese unterirdische Stadt floriert, ihren Müll recycelt und ihre Gebäude stabil hält. Jahrzehntelang haben Landwirte diese Stadt wie eine Fabrikhalle behandelt, indem sie sie oft kahlstrippten, um eine einzige Kulturpflanze anzubauen, was den Boden erschöpft und verdichtet zurücklassen kann. Doch vor kurzem haben Wissenschaftler eine neue Idee getestet: Was wäre, wenn wir ein „gemischt genutztes“ Viertel im Boden bauen könnten? Könnten wir durch das Mischen von Nutzpflanzen, Tieren und Bäumen ein Super-Ökosystem schaffen, das das Land heilt und uns gleichzeitig ernährt? Dies ist die große Frage, die die Forschung in der MATOPIBA-Region in Brasilien antreibt, einer riesigen Frontier mit sandigen Böden, in der das Klima heiß und der Boden oft fragil ist.
Diese Studie fand auf einem Bauernhof in der Cerrado-Region von Maranhão, Brasilien, statt – einem Ort, der für seine einzigartigen, sandigen „Gelben Argisole“ bekannt ist. Die Forscher wollten sehen, wie verschiedene Arten der Landbewirtschaftung die Bodengesundheit beeinflussten. Sie verglichen fünf verschiedene „Nachbarschaftenchaften“: eine traditionell bewirtschaftete Weide (nur weidende Kühe), einen No-Till-Sojaanbau (Anbau ohne das Aufgraben der Erde), zwei Arten von integrierten Systemen (Mischung aus Nutzpflanzen und Kühen sowie Mischung aus Kühen und Bäumen) und ein Stück unberührter, nativer Vegetation (das ursprüngliche, wilde Cerrado). Mit einem speziellen Bewertungssystem namens SMAF, das wie ein Zeugnis für den Boden fungiert, maßen sie die chemische Gesundheit (wie pH-Wert und Nährstoffe), die physikalische Gesundheit (wie dicht und kompakt der Boden ist) und die biologische Gesundheit (wie viel organischen Kohlenstoff gespeichert wird). Sie gruben in drei verschiedenen Tiefen – 0–10 cm, 10–20 cm und 20–30 cm – um zu sehen, ob die Vorteile bis tief unter die Erde reichten oder nur an der Oberfläche blieben.
Die Ergebnisse zeichneten ein lebendiges Bild davon, wie verschiedene Bewirtschaftungsstile die Bodenstadt formen. Die „native Vegetation“ (das wilde, unberührte Gebiet) hatte den sauersten Boden mit einem pH-Wert von 4,28 in der oberen Schicht, was typisch für diese Region ist. Die landwirtschaftlichen Systeme hatten jedoch geschafft, den pH-Wert zu erhöhen und den Boden weniger sauer zu machen; das integrierte Ackerbau-Viehwirtschafts-System (ICL) hatte mit 5,42 in der oberen Schicht den höchsten pH-Wert. Wenn es um Nährstoffe ging, war das No-Till-System (NT) ein Champion und hielt die höchsten Werte an verfügbarem Phosphor (46,94 mg dm⁻³) und Kalium (31,28 mg dm⁻¹) in den oberen 10 cm. Aber der wahre Star für die Energiespeicherung war das integrierte Vieh-Forstwirtschafts-System (ILF). Dieses System, das Bäume, Gras und Kühe kombiniert, hielt den meisten gesamten organischen Kohlenstoff (TOC) mit 24,3 g kg⁻¹ in der oberen Schicht und wies mit 98,8 Mg ha⁻¹ über das gesamte 0–30 cm Profil den höchsten Kohlenstoffvorrat aller Systeme auf.
Die physikalische Gesundheit erzählte eine ähnliche Geschichte. Die bewirtschaftete Weide (MP), auf der Kühe kontinuierlich grasten, hatte den am stärksten verdichteten Boden mit einer Rohdichte von 1,50 Mg m⁻³ in der oberen Schicht – denken Sie an einen überfüllten U-Bahn-Wagen, in dem kein Platz mehr zum Bewegen ist. Im Gegensatz dazu waren die native Vegetation und die No-Till-Systeme viel lockerer und gesünder, mit Rohdichten zwischen 1,31 und 1,37 Mg m⁻³, was Luft und Wasser frei fließen lässt. Als die Forscher alle diese Faktoren in einem einzigen „Bodengesundheitsindex“ (SHI) kombinierten, glänzten die integrierten Systeme und der No-Till-Ackerbau. In den oberen 10 cm erreichte das No-Till-System einen Wert von 0,80, während das integrierte Ackerbau-Viehwirtschafts-System 0,74 erreichte. Noch tiefer, bei 10–20 cm, behielten das No-Till- und das integrierte Ackerbau-Viehwirtschafts-System hohe Werte (0,73 bzw. 0,72) bei, was bewies, dass ihre Vorteile nicht nur oberflächlich waren.
Die Studie legt nahe, dass traditionelle Weiden zwar zu kompaktem, weniger gesundem Boden führen können, das Mischen von Landwirtschaft mit der Natur jedoch ein kraftvoller Weg ist, um das Land zu heilen. Insbesondere das integrierte Vieh-Forstwirtschafts-System scheint ein „Meisterbaumeister“ zu sein, der die tiefen Wurzeln der Bäume nutzt, um Nährstoffe aus dem Boden nach oben zu ziehen und sie als Blätter wieder abzugeben, wodurch eine reiche Schicht organischer Substanz entsteht, die selbst die wilde native Vegetation in Bezug auf die Kohlenstoffspeicherung übertreffen konnte. Die Autoren stellten fest, dass diese naturbasierten Systeme die Natur nicht nur nachahmten; in manchen Punkten, wie der Kohlenstoffspeicherung, übertrafen sie sie sogar. Der Text merkt jedoch an, dass dies gemessene Ergebnisse eines spezifischen Bauernhofs aus dem Jahr 2024 sind und, obwohl die Daten stark sind, eher einen spezifischen Erfolg hervorheben als eine universelle Regel für jeden Bauernhof auf der Erde. Letztendlich deutet die Forschung darauf an, dass für die sandigen Böden dieser Region das Zusammenbringen von Bäumen, Nutzpflanzen und Tieren eine gewinnbringende Strategie ist, um die Bodenstadt für die Zukunft lebendig, gesund und produktiv zu halten.
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