Effects of Plastic Mulch, Wood-Shaving Mulch, Manual Weeding and Legume Intercropping on Weed Suppression, Rhizosphere Enzyme Activity and Maize (Zea mays L) Performance in Buea, Cameroon

In den feuchten, regenbewässerten Feldern Kameruns ist Mais eine Lebensader. Er ist das drittmeistkonsumierte Getreide der Welt, und für viele Familien in dieser Region bildet er die Grundlage ihrer täglichen Ernährung. Doch die Ernte ist oft enttäuschend. Kleinbauern kämpfen darum, mehr als ein paar Tonnen pro Hektar anzubauen, einen Bruchteil dessen, was die Kultur unter idealen Bedingungen produzieren könnte. Einer der größten Feinde dieses Potenzials ist das Unkraut. Diese unerwünschten Pflanzen konkurrieren erbittert mit dem Mais um Sonnenlicht, Wasser und Nährstoffe, insbesondere wenn der Mais jung und anfällig ist. Wenn es unkontrolliert bleibt, kann Unkraut den Kornertrag um die Hälfte reduzieren. Seit Jahrzehnten verlassen sich Landwirte auf das manuelle Jäten von Hand, eine knochenharte Aufgabe, die immer schwieriger wird, da Arbeitskräfte knapp und teuer werden. Chemische Herbizide bieten eine schnellere Lösung, bringen aber ihre eigenen Probleme mit sich, einschließlich resistenter Unkräuter und Bodenverschlechterung. Dies schafft ein dringendes Bedürfnis nach Anbaumethoden, die sanft zur Erde, aber hart zum Unkraut sind und den Boden gesund halten, während sie die Nutzpflanze schützen.

Um einen besseren Weg nach vorne zu finden, richtete ein Team von Forschern der Universität Buea ein Feldexperiment in der Stadt Buea ein, die sich in der feuchten Waldzone Kameruns befindet. Sie wollten testen, ob spezifische, technisch einfache Anbaupraktiken die traditionelle Methode des einfachen Wachsenlassens von Unkraut oder die Standardpraxis des manuellen Jäten übertreffen könnten. Das Team legte eine Reihe von Parzellen an, die jeweils vier Meter mal vier Meter groß waren, und wandte fünf verschiedene Behandlungen an, um zu sehen, wie sie sich auf das Unkraut, das verborgene biologische Leben des Bodens und die endgültige Maisernte auswirken würden. Die Behandlungen umfassten eine Kontrollgruppe, bei der keine Unkrautbekämpfung stattfand, eine Gruppe, in der Unkraut von Hand entfernt wurde, eine Gruppe, die mit einer Schicht aus Holzspänen bedeckt war, eine Gruppe, die mit schwarzer Kunststofffolie abgedeckt war, und eine Gruppe, in der Mais zusammen mit Erdnüssen gepflanzt wurde. Das Ziel war es zu sehen, ob das Abdecken des Bodens oder das Pflanzen einer Begleitfrucht das Unkraut natürlich unterdrücken und die biologische Gesundheit des Bodens unter dem Mais verbessern konnte.

Die Ergebnisse zeigten, dass das Abdecken des Bodens oder das Pflanzen einer Begleitfrucht bemerkenswert gut funktionierte, um Unkraut zu stoppen. In den Parzellen, die mit schwarzer Kunststoffmulchfolie abgedeckt waren, wurde die Unkrautgemeinschaft vollständig zum Schweigen gebracht; kein Unkraut trat hervor. In den Parzellen, in denen Mais mit Erdnüssen als Zwischenfrucht angebaut wurde, verschwand das Unkraut ebenfalls vollständig bis zur achten Woche nach der Pflanzung. Selbst die Holzspäne, die als physische Barriere dienten, reduzierten die Menge des Unkrautwachstums im Vergleich zu den unbehandelten Parzellen erheblich. Im Gegensatz dazu wiesen die Parzellen, in denen sich Landwirte auf das manuelle Jäten verließen oder gar nichts unternahmen, ein starkes Vorkommen von Unkraut auf, obwohl die manuell gejüteten Parzellen nach der zweiten Runde des Jätens einen Rückgang der Unkrautzahlen verzeichneten. Die Forscher fanden heraus, dass die unbehandelten Kontrollparzellen die höchste Anzahl an verschiedenen Unkrautarten aufwiesen, während die Kunststoffmulch- und die Intercropping-Parzellen (Zwischenfruchtanbau) die Unkrautgemeinschaft effektiv eliminierten.

Über die bloße Fernhaltung des Unkrauts hinaus veränderten die verschiedenen Behandlungen die biologische Aktivität innerhalb des Bodens. Die Forscher maßen zwei Schlüsselindikatoren für die Bodengesundheit: die Menge an Stickstoff, die von Bodenmikroben gehalten wird, und die Aktivität eines Enzyms namens saure Phosphatase, das Pflanzen hilft, an Nährstoffe zu gelangen. Die Parzellen mit dem Zwischenfruchtanbau von Erdnüssen und die Parzellen, die mit Holzspänen bedeckt waren, zeigten einen dramatischen Anstieg dieser biologischen Marker. Die Behandlung mit dem Zwischenfruchtanbau steigerte die potenzielle Aktivität des Enzyms saure Phosphatase um siebzigfünf Prozent im Vergleich zur Kontrolle und steigerte die mikrobielle Biomasse des Stickstoffs um einen ähnlichen Betrag. Auch die Holzspäne schnitten gut ab und steigerten diese biologischen Aktivitäten um etwa fünfzig bis sechzig Prozent. Dies deutet darauf sich hin, dass die Zersetzung des Holzes und die Anwesenheit der Erdnusswurzeln das mikroskopische Leben im Boden stimulierten, wodurch der Boden fruchtbarer und aktiver wurde. Interessanterweise zeigten die Kunststoffmulch- und die manuellen Jüt-Behandlungen nicht das gleiche Maß an Verbesserung in diesen spezifischen biologischen Indikatoren, wobei einige sogar eine geringere mikrobielle Aktivität als die unbehandelte Kontrolle aufwiesen.

Was die endgültige Ernte betraf, so war die Geschichte eine Mischung aus klaren Gewinnen und subtilen Unterschieden. Die Forscher maßen das Gewicht von tausend Maiskörnern, um die Größe und Qualität der Kerne zu bestimmen. Hier glänzten die Intercropping- und die Kunststoffmulch-Behandlungen und produzierten die schwersten Körner. Die Körner des interkultivierten Mais wogen 380 Gramm pro tausend, und die Körner der Kunststoffmulch-Behandlung wogen 360 Gramm, beide deutlich schwerer als die 230 Gramm, die in den Kontroll- und Holzspankontrollparzellen gefunden wurden. Diese Zunahme des Korngewichts deutet darauf hin, dass die Pflanzen in diesen Behandlungen die Kerne besser füllen konnten, wahrscheinlich aufgrund der besseren Feuchtigkeitsspeicherung durch die Kunststofffolie oder der verbesserten Stickstoffverfügbarkeit durch die Erdnüsse. Als die Forscher jedoch den Gesamtkornertrag pro Hektar berechneten, waren die Unterschiede zwischen den Behandlungen statistisch nicht signifikant. Die Intercropping-Parzellen lieferten den numerisch höchsten Ertrag von fünf Tonnen pro Hektar, gefolgt von der Kunststoffmulch-Variante mit 4,5 Tonnen, aber die Variation war nicht groß genug, um als definitiver statistischer Sieg über die anderen Methoden zu gelten.

Die Studie zeigte auch einen starken Zusammenhang zwischen der Menge des Unkrautwachstums und der endgültigen Ernte auf. Die Forscher fanden heraus, dass mit zunehmendem Trockengewicht des Unkrauts der Maiskornertrag sank. Diese negative Beziehung bestätigt, dass die Konkurrenz um Ressourcen real und schädlich ist. Die Parzellen mit dem meisten Unkraut produzierten den geringsten Ertrag, während die Parzellen, in denen das Unkraut unterdrückt wurde, mehr produzierten. Die Holzspäne, die als Mulch dienten, reduzierten das Unkrautwachstum in den frühen Wochen effektiv, aber die Kunststoffmulch- und die Intercropping-Verfahren waren überlegen darin, eine unkrautfreie Umgebung über die gesamte Saison aufrechtzuerhalten. Die Forscher stellten fest, dass die Holzspäne das Sonnenlicht blockierten und das Austreiben von Unkraut physisch verhinderten, während die Erdnussbedeckung schnell über den Boden wuchs und jegliches potenzielle Unkraut verdrängte.

Trotz dieser vielversprechenden Ergebnisse warnen die Autoren, dass die Ergebnisse auf Daten aus einer einzigen Saison basieren. Sie maßen die biologischen Bodenindikatoren nur zu einem Zeitpunkt, ohne eine Basislinie vor Beginn der Behandlungen zu haben. Das bedeutet, dass die Daten zwar stark darauf hindeuten, dass Mulchen und Zwischenfruchtanbau die Bodenbiologie verbessern und Unkraut unterdrücken, die langfristigen Auswirkungen auf den Boden und die Beständigkeit der Ertragsvorteile über mehrere Jahre hinweg jedoch noch abzuwarten bleiben. Die Studie untersuchte nicht die spezifischen Mechanismen, wie die Erdnuss den Stickstoff verbesserte oder wie die Kunststofffolie die Wärme zurückhielt, was einige Fragen nach dem genauen „Warum“ hinter dem Erfolg offen lässt. Dennoch weisen die Beweise auf einen gangbaren Weg für Kleinbauern in Subsahara-Afrika hin. Durch die Integration von Erdnuss-Zwischenfruchtanbau, Kunststoffmulch oder Holzspänen in ihren Maisanbau können sie gleichzeitig das Problem des Unkrauts angehen und die biologische Qualität ihres Bodens verbessern, was einen nachhaltigen Weg zur Intensivierung der Produktion bietet, ohne stark auf Chemikalien oder arbeitsintensive Methoden angewiesen zu sein.