Combined biochar and perlite amendments improve soil physicochemical properties and cassava yield in tropical sandy soil
Diese Feldstudie zeigt, dass die Kombination von Biochar- und Perlit-Zusätzen die physikochemischen Bodeneigenschaften signifikant verbessert und den Maniokkertrag im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen in tropischen sandigen Böden um 57,17 % steigert.
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In den tropischen Tiefebenen Südostasiens erstrecken sich weite Flächen von Ackerland auf Böden, die sich eher wie ein Strand als wie ein Garten anfühlen. Diese grobe, sandige Erde lässt Wasser so schnell versickern, dass die Pflanzen zwischen den Regenfällen oft durstig sind, und sie hat Schwierigkeiten, die Nährstoffe festzuhalten, die die Landwirte hinzufügen, wodurch diese weggespült werden, bevor die Pflanzen sie nutzen können. Für Pflanzen wie Maniok, eine stärkehaltige Wurzel, die Millionen ernährt, schafft diese Kombination aus schneller Entwässerung und schlechter Nährstoffretention ein schwieriges Umfeld, in dem das Wachstum oft gehemmt ist. Wissenschaftler wissen seit langem, dass das Hinzufügen von organischer Substanz dem Sandboden helfen kann, Wasser zu halten, und dass bestimmte Mineralien die Fähigkeit des Bodens verbessern können, Nährstoffe zu speichern, aber eine praktische, im Feld getestete Lösung zu finden, die beide Probleme gleichzeitig angeht, blieb eine Herausforderung.
Ein Forscherteam in Thailand unternahm den Versuch, eine spezifische Idee zu testen: Was wäre, wenn sie zwei sehr unterschiedliche Materialien kombinieren würden, um sowohl das Wasser- als auch das Nährstoffproblem gleichzeitig zu lösen? Ein Material, Biochar (Pflanzenkohle), ist eine kohleähnliche Substanz, die durch Erhitzen von Pflanzenabfällen ohne Sauerstoff hergestellt wird; sie ist dafür bekannt, voller winziger Poren und chemischer Bindungsstellen zu sein, die Nährstoffe einfangen können. Das andere, Perlit, ist ein leichtes, expandiertes vulkanisches Glas, das oft in Pflanzenerden verwendet wird, um die Belüftung und Wasserverteilung zu verbessern. Während Biochar chemisch aktiv und Perlit physikalisch aktiv ist, wollten die Forscher sehen, ob die gemeinsame Verwendung beider Materialien auf einem echten Ackerland eine bessere Umgebung für Nutzpflanzen schaffen würde als die Verwendung eines der beiden allein.
Das Experiment fand auf einer sandigen Ebene in der Provinz Lop Buri statt, einer Region, in der der Boden von Sand dominiert wird und es an den feinen Tonpartikeln mangelt, die normalerweise dem Boden helfen, Feuchtigkeit zu speichern. Die Forscher legten einen großen Feldversuch mit einundzwanzig separaten Parzellen an, die jeweils sechs Meter mal sechs Meter groß waren. Sie pflanzten in jeder Parzelle Maniok, behandelten den Boden jedoch unterschiedlich. Einige Parzellen erhielten keine zusätzlichen Materialien und dienten somit als Basiswert. Andere erhielten entweder nur Biochar, nur Perlit oder eine Mischung aus beiden, angewendet in unterschiedlichen Mengen. Die höchsten Raten beinhalteten die Zugabe von sechstausendzweihundertfünfzig Kilogramm Biochar pro Hektar und der gleichen Menge Perlit pro Hektar. Über einen Zeitraum von zehn Monaten überwachte das Team den Boden genau und maß, wie viel Wasser er speichern konnte, wie gut er Nährstoffe zurückhielt und wie sich das chemische Gleichgewicht im Laufe der Zeit veränderte.
Die Ergebnisse zeigten, dass der Boden unterschiedlich auf die hinzugefügten Materialien reagierte. Die Parzellen ohne Zusätze blieben am trockensten und hielten die wenigsten Nährstoffe bereit. Das Hinzufügen von nur Biochar oder nur Perlit half zwar, aber die dramatischsten Verbesserungen ergaben sich aus den Parzellen, in denen beide Materialien in den höchsten Raten gemischt wurden. In diesen kombinierten Parzellen erhöhte sich die Fähigkeit des Bodens, pflanzenverfügbares Wasser zu halten, signifikant – von etwa sechseinhalb sieben Prozent im unbehandelten Boden auf über zehn Prozent. Das bedeutet, dass der Boden mehr Wasser in der Wurzelzone halten konnte, damit die Maniokpflanzen während Trockenperioden daraus trinken können. Gleichzeitig verbesserte sich die chemische Gesundheit des Bodens. Die kombinierte Behandlung hob den pH-Wert des Bodens leicht an und erhöhte die Mengen an essenziellen Nährstoffen wie Kalzium, Kalium, Magnesium und Phosphor, die für die Pflanzen verfügbar waren.
Vielleicht am wichtigsten war, dass sich diese Veränderungen im Boden direkt in einer besseren Ernte niederschlugen. Als die Forscher den Maniok nach dreihundert Tagen ernteten, produzierten die Parzellen mit der Hochraten-Mischung aus Biochar und Perlit die meisten Wurzeln. Der Ertrag in diesen Parzellen erreichte zwanzig Komma zwei acht metrische Tonnen pro Hektar, was mehr als siebenundfünfzig Prozent höher war als der Ertrag aus den unbehandelten Kontrollparzellen. Die Forscher stellten fest, dass das Perlit zwar die Hauptarbeit bei der Wasserspeicherung leistete, das Biochar jedoch entscheidend dafür war, die Nährstoffe im Boden zu halten. Keines der Materialien allein war in der Lage, denselben Grad an Erfolg wie die Kombination zu erzielen. Die Studie legt nahe, dass für Landwirte, die mit sandigen tropischen Böden arbeiten, das Mischen dieser beiden Zusätze einen praktischen Weg bietet, das Zwillingsproblem von Dürre und schlechter Fruchtbarkeit zu lösen und eine schwierige Landschaft in eine produktive zu verwandeln.
Die Erkenntnisse beziehen sich spezifisch auf diese eine Anbausaison und diese spezielle Art von sandigem Boden, sodass die langfristige Beständigkeit des Effekts noch abzuwarten bleibt. Die Felddaten liefern jedoch klare Beweise dafür, dass die gleichzeitige Adressierung physikalischer Wasserbeschränkungen und chemischer Nährstoffbeschränkungen bessere Ergebnisse liefert, als sie getrennt zu behandeln. Durch die Schaffung einer Wurzelzone, die sowohl Wasser als auch Nahrung effektiver hält, bietet die Kombination aus Biochar und Perlit einen vielversprechenden Weg für die Landwirtschaft in einigen der anspruchsvollsten Böden der Welt.
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