Improvement of water quality and food production via nutrient recovery in climate-vulnerable wetlands through nature-based floating rice cultivation
Diese Studie zeigt, dass der Anbau ertragreicher Reissorten auf schwimmenden Flößen in hochwassergefährdeten bengalischen Feuchtgebieten gleichzeitig die Wasserqualität durch die signifikante Entfernung gelöster Nährstoffe verbessert und die Nahrungsmittelproduktion durch gesteigerte Kornerträge sowie Biomasse steigert, was eine skalierbare, naturbasierte Lösung für eine klimaresiliente Landwirtschaft bietet.
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In den tief gelegenen Flussdeltas von Bangladesch stehen Land und Wasser in einer ständigen, sich ständig verändernden Beziehung zueinander. Seit Jahrhunderten beobachten Bauern, wie die Monsunregen ihre Felder in Seen verwandeln – ein natürlicher Zyklus, der durch den Klimawandel und die intensiver werdenden Überschwemmungen nun zur Katastrophe werden kann. Wenn das Wasser den Boden zu lange bedeckt, ertrinken die Nutzpflanzen, und die Nährstoffe, die die Pflanzen nähren sollten, werden weggespült oder bleiben im Schlamm gefangen, wodurch das Wasser trüb und unproduktiv wird. Dies schafft ein schwieriges Dilemma: Wie können Menschen Nahrung anbauen, wenn der Boden unter Wasser steht, und wie können sie das Wasser sauber halten, wenn der Boden gesättigt ist? Wissenschaftler wissen schon lange, dass Pflanzen als natürliche Filter wirken, indem sie gelöste Mineralien und Chemikalien aus dem Wasser ziehen, während sie wachsen. Dieser Prozess, der oft als Phytoremediation bezeichnet wird, bildet die Grundlage vieler Renaturierungsprojekte in Feuchtgebieten. Die Frage, die Forscher in Bangladesch beantworten wollten, war, ob eine bestimmte Art der Landwirtschaft dieses Problem in eine Lösung verwandeln könnte. Könnten sie Reis direkt auf der Oberfläche des Hochwassers anbauen und dabei die Pflanzen nicht nur zur Ernährung der Familien nutzen, sondern gleichzeitig das Wasser reinigen?
Um dies herauszufinden, richtete ein Forschungsteam der Sylhet Agricultural University in einer kontrollierten Teichumgebung eine Reihe von schwimmenden Gärten ein. Sie bauten einfache Flöße aus leichten Schaumstoffplatten und Plastikflaschen, um sie schwimmen zu lassen, wodurch sie eine stabile Plattform schufen, die Erde und Reissetzlinge halten konnte, ohne unterzugehen. Sie wählten drei verschiedene Reissorten für den Test aus: eine traditionelle lokale Sorte namens Maloti und zwei moderne, ertragreiche Sorten, die vom Bangladesh Rice Research Institute entwickelt wurden, genannt BRRI Dhan-79 und BRRI Dhan-51. Das Ziel war es zu sehen, welche dieser Pflanzen unter den schwimmenden Bedingungen überleben, den meisten Kornertrag liefern und vor allem die meisten Nährstoffe aus dem Wasser ziehen konnten. Das Team überwachte das Wasser wöchentlich und maß die Werte von Stickstoff, Phosphor, Kalium und der gesamten gelösten Feststoffe, um zu verfolgen, wie effektiv jede Pflanze ihre Umgebung reinigte.
Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Unterschied zwischen den traditionellen und den modernen Sorten. Die beiden ertragreichen Reissorten erwiesen sich als leistungsstarke natürliche Filter. Im Laufe der Wachstumsperiode entfernten die BRRI Dhan-79 und die BRRI Dhan-51 Pflanzen mehr als 80 Prozent des gelösten Stickstoffs und Phosphors aus dem Wasser. Sie reduzierten auch die Kaliumwerte um etwa 40 Prozent und senkten die Menge der gesamten gelösten Feststoffe um fast 40 Prozent. Während die Pflanzen wuchsen, absorbierten sie diese Nährstoffe, um ihre eigenen Stängel, Blätter und Körner aufzubauen, und verwandelten so effektiv die Verschmutzung im Wasser in Nahrung. Im Gegensatz dazu hatte die traditionelle Maloti-Sorte Schwierigkeiten, Schritt zu halten. Sie entfernte nur sehr wenig Stickstoff oder Phosphor und verursachte – in einer überraschenden Wendung – tatsächlich eine Erhöhung der gesamten gelösten Feststoffe im Wasser um etwa 9 Prozent. Anstatt das Wasser zu reinigen, schien diese ältere Sorte eher Material in das Wasser abzugeben, wodurch sie als effektiver Filter versagte.
Der Unterschied in der Reinigungskraft spiegelte sich in einem dramatischen Unterschied beim Ertrag wider. Die modernen Reissorten lieferten Kornerträge, die mehr als dreieinhalb Mal höher waren als die der traditionellen Maloti. Pro Quadratmeter schwimmender Floss produzierte der ertragreiche Reis zwischen 0,26 und 0,27 Kilogramm Korn, während die lokale Sorte nur 0,07 Kilogramm produzierte. Die Forscher fanden eine direkte Verbindung zwischen der Fähigkeit der Pflanzen, das Wasser zu reinigen, und der Menge an Nahrung, die sie produzierten. Die Töpfe mit dem saubersten Wasser, in denen die Pflanzen die meisten Nährstoffe erfolgreich entfernt hatten, waren dieselben Töpfe, die das meiste Korn produzierten. Dies deutet darauf hin, dass die Fähigkeit des Reises, Nährstoffe aus dem Wasser zu ziehen, nicht nur ein Nebeneffekt seines Wachstums ist, sondern ein entscheidender Faktor für seinen Erfolg. Die Pflanzen, die am besten darin waren, das Wasser zu filtern, waren auch am effizientesten darin, diese Nährstoffe in eine Ernte umzuwandeln.
Diese Studie zeigt, dass der schwimmende Reisanbau mehr als nur eine Methode zur Nahrungsmittelproduktion auf dem Wasser ist; er ist ein zweckgebundenes System, das die Wasserqualität verbessern kann, während es gleichzeitig eine Ernte sichert. Durch die Auswahl der richtigen Reissorte könnten Landwirte in flutgefährdeten Gebieten eine zerstörerische Flut potenziell in eine Chance sowohl für Ernährung als auch für die ökologische Wiederherstellung verwandeln. Die ertragreichen Sorten fungierten als lebende Biofilter und bewiesen, dass naturbasierte Lösungen so konstruiert werden können, dass sie effektiver arbeiten. Obwohl die Erträge niedriger waren als auf trockenem Land, bietet die Fähigkeit, während einer Flut gleichzeitig Nahrung und sauberes Wasser zu produzieren, ein lebenswichtiges Sicherheitsnetz für Gemeinschaften, die mit zunehmender klimatischer Volatilität konfrontiert sind. Die Forschung bestätigt, dass mit der richtigen Auswahl der Pflanzen der schwimmende Ackerbau eine skalierbare Strategie sein kann, um Feuchtgebiete zu regenerieren und die Lebensgrundlagen des Menschen in einem sich verändernden Klima zu unterstützen.
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