Modelling crop yield using growth parameters and fall armyworm (Spodptera frugiperda J. E. Smith) leaf damage under different NPK regimes for Cameroon Highland Composite (CHC) maize

In den Hochlandregionen Kameruns, wo die Luft kühl und der Boden fruchtbar ist, ist Mais mehr als nur ein Nutzpflanze; er ist eine Lebensader. Seit Jahrzehnten hat sich dieses Getreide von einem einfachen Grundnahrungsmittel für die häusliche Küche zu einer lebenswichtigen Cash-Crop entwickelt, die Städte und Industrien ernährt. Doch der erfolgreiche Anbau gleicht einem ständigen Balanceakt. Landwirte müssen den Hunger des Bodens nach Nährstoffen, primlich Stickstoff, Phosphor und Kalium, bewältigen und gleichzeitig ihre Felder gegen einen unerbittlichen Feind verteidigen: den Heeresspanner. Die Larven dieser Motte können ein Feld kahlfressen und so die Ernte bedrohen. Seit Jahren hält sich in der Landwirtschaft ein verbreiteter Glaube: Dass die Düngung einer Pflanze mit mehr Dünger sie zwar stärker wachsen lässt, sie aber auch schmackhafter und attraktiver für hungrige Insekten macht. Die Frage, vor der Forscher in der Nordwest-Region standen, war, ob dieser Zielkonflikt auch für die spezifischen Maissorten galt, die von lokalen Landwirten angebaut werden, und falls ja, wie er sich auf die endgültige Ernte auswirkte.

Ein Team von Wissenschaftlern aus Universitäten in Kamerun und Gambia setzte sich zum Ziel, diesen Zusammenhang in einem Feldelement nahe der Stadt Bali zu testen. Sie konzentrierten sich auf vier spezifische Maissorten, bekannt als Cameroon Highland Composite, die seit dreißig Jahren ein Grundnahrungsmittel für Kleinbauern sind. Die Forscher pflanzten diese Samen in ein sorgfältig organisiertes Raster und unterteilten das Feld in Abschnitte, um verschiedene Mengen an Dünger zu testen. Einige Pflanzen erhielten gar keinen Dünger, während andere kleine, mittlere oder große Dosen einer Standard-Nährstoffmischung bekamen. Sie beobachteten die Pflanzen beim Wachsen genau und maßen ihre Höhe, die Dicke ihrer Stängel und die Größe ihrer Blätter. Zudem hielten sie auch ein scharfes Auge auf den Heeresspanner und verwendeten ein einfaches Bewertungssystem, um den durch die Insekten verursachten Blattschaden einzustufen, das von keiner sichtbaren Schädigung bis hin zu schwerer Zerstörung reichte.

Die Ergebnisse zeichneten ein klares Bild davon, wie die Pflanzen auf die Nährstoffe des Bodens reagierten. Mit steigender Düngermenge wurden die Maispflanzen größer, entwickelten dickere Stängel und produzierten größere Blätter. Dies galt für alle vier Sorten und zeigte, dass die Pflanzen begierig darauf waren, die zusätzliche Nahrung für ihr Wachstum zu nutzen. Dennoch war die Art des Saatguts entscheidender als der Dünger, wenn es darum ging, wie viele Pflanzen tatsächlich bis zur Ernte überlebten. Eine Sorte, bekannt als CHC202, produzierte konsequent die meisten Pflanzen sowie die höchsten und gesündesten Halme, unabhängig vom Düngemittelniveau. Sie kristallisierte sich als klarer Champion der Gruppe heraus und übertraf die anderen drei Sorten in fast jeder Wachstumsmetrik.

Die Beziehung zwischen Dünger und Schädlingen war jedoch komplexer. Die Studie bestätigte, dass mit steigendem Düngerniveau auch der Schaden durch den Heeresspanner zunahm. Die Insekten schienen die üppigen, gut genährten Pflanzen zu bevorzugen, wobei die höchsten Düngerdosen zu den schwersten Fraßspuren an den Blättern führten. Die Sorte, die die meisten Schäden erlitt, war CHC204, die unter starkem Fraß zerzaust und zerfetzt aussah. Doch eine überraschende Wendung trat zutage, als die Forscher die endgültige Ernte betrachteten. Trotz des schweren Insektenschadens produzierten die Pflanzen, die am meisten Dünger erhalten hatten, immer noch das meiste Korn. Die Sorte CHC202, die den geringsten Blattschaden und das beste Wachstum aufwies, lieferte den höchsten Ertrag an Frischmais und erreichte vier Tonnen pro Hektar. Dies war eine signifikante Verbesserung gegenüber den typischen Erträgen lokaler Farmen.

Die Wissenschaftler wandten sich dann der Mathematik zu, um zu verstehen, was die Ernte wirklich antrieb. Sie erstellten mehrere Modelle, um zu sehen, ob sie die Menge des produzierten Korns basierend auf der Gesundheit der Pflanze, der Anzahl der überlebenden Pflanzen und dem Ausmaß des Insektenschadens vorhersagen konnten. Sie fanden heraus, dass das bloße Zählen der durch den Heeresspanner verursachten Schäden nicht ausreichte, um vorherzusagen, wie viel Nahrung das Feld produzieren würde. Tatsächlich sagten die Schadenswerte allein ihnen sehr wenig über den Endertrag aus. Der beste Weg, die Ernte vorherzusagen, bestand darin, eine Kombination von Faktoren zu betrachten: wie kräftig die Pflanzen wirkten, wie viele bis zum Ende überlebten und einen kleinen, kaum merklichen Beitrag des Insektenschadens.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass die Fütterung von Mais mit mehr Dünger zwar mehr Insektenangriffe provoziert, die Ernte aber nicht zwangsläufig ruiniert, wenn die richtige Sorte gewählt wird. Die Sorte CHC202 erwies sich als eine widerstandsfähige Wahl, die in der Lage war, einen hohen Ertrag zu erzielen, selbst wenn die Insekten präsent waren. Die Forscher schlagen vor, dass Landwirte sich darauf konzentrieren sollten, diese spezifische Sorte anzubauen und angemessene Düngemengen einzusetzen, anstatt zu befürchten, dass die Fütterung der Kulturpflanze unweigerlich zu einem Verlust führt. Durch das Verständnis, dass der Insektenschaden allein nicht der Haupttreiber für den Ertragsverlust ist, können Landwirte bessere Entscheidungen treffen, um ihre Ernte angesichts dieser hartnäckigen Schädlinge zu sichern.