Orchard soil organic and inorganic carbon responses vary across intensive management: A global meta-analysis

Unter den Wurzeln eines Apfel- oder Orangenbaums verbirgt sich eine Welt, die bestimmt, wie viel Kohlenstoff der Boden speichern kann. Dieser Kohlenstoff kommt in zwei verschiedenen Formen vor. Die erste ist der organische Kohlenstoff, das vertraute Material aus lebenden Dingen: zerfallendes Laub, Wurzeln und die winzigen Organismen, die diese abbauen. Der zweite ist der anorganische Kohlenstoff, der als Mineralien wie Kalkstein oder Kreide existiert, die natürlich im Boden entstehen. An vielen Orten, insbesondere dort, wo Bäume zur Nahrungsmittelproduktion angebaut werden, nutzen Landwirte intensive Methoden, um ihre Ernten zu steigern. Sie geben Wasser hinzu, bringen Dünger aus, bedecken den Boden mit Mulch oder kombinieren mehrere Techniken gleichzeitig. Lange Zeit haben sich Wissenschaftler gefragt, ob diese massiven Ansätze helfen, insgesamt mehr Kohlenstoff im Boden zu speichern, oder ob sie lediglich das Gleichgewicht zwischen den organischen und anorganischen Arten verschieben. Diese Frage ist von Bedeutung, da der Boden ein riesiges Reservoir für Kohlenstoff ist, und das Verständnis darüber, wie die Landwirtschaft die Speicherung dort verändert, entscheidend ist, um zu wissen, wie das Land mit dem Klima interagiert.

Ein Forschungsteam machte sich daran, diese Ungewissheit zu klären, indem es Daten aus Obstplantagen auf der ganzen Welt untersuchte. Anstatt nur ein einzelnes Feld zu testen, sammelten sie Ergebnisse aus hunderten von Studien, um das Gesamtbild davon zu sehen, wie intensive Bewirtschaftung den Boden verändert. Sie konzentrierten sich speziell darauf, wie diese landwirtschaftlichen Praktiken sowohl den organischen Kohlenstoff aus lebender Materie als auch den anorganischen Kohlenstoff aus Mineralien beeinflussen und wie die beiden interagieren. Ihr Ziel war es zu bestimmen, ob die Gesamtmenge des Kohlenstoffs im Boden steigt oder sinkt, wenn Landwirte ihre Arbeit intensivieren, und ob die beiden Arten des Kohlenstoffs einander helfen oder gegeneinander arbeiten.

Die Analyse ergab, dass die Antwort ganz davon abhängt, welches spezifische Werkzeug der Landwirt einsetzt. Wenn Düngemittel dem Boden hinzugefügt werden, nimmt die Gesamtmenge des Kohlenstoffs signifikant zu. Die Studie fand heraus, dass diese Praxis den organischen Kohlenstoff, den anorganischen Kohlenstoff und die gesamte kombinierte Menge steigert, wobei die Zunahmen von etwa fünfzehn Prozent bis hin zu fast fünfzig Prozent reichen. Tatsächlich war das Hinzufügen von Düngemitteln die einzige Methode, die das Verhältnis von anorganischem zu organischem Kohlenstoff erhöhte, was darauf hindeutet, dass es den Boden dazu bringt, im Verhältnis zur lebenden Art mehr von der mineralischen Art zu halten.

Andere Methoden erzählen eine andere Geschichte. Den Boden mit Mulch abzudecken oder integrierte Managementstrategien anzuwenden, die mehrere Techniken kombinieren, erhöhte den Gesamtkohlenstoff ebenfalls, tat dies jedoch fast ausschließlich durch den Aufbau des organischen Kohlenstoffs. Diese Methoden veränderten den mineralischen Kohlenstoff nicht signifikant. Die Bewässerung hingegen hatte einen überraschenden und negativen Effekt. Obwohl das Wässern der Bäume für das Wachstum essenziell ist, zeigten die Daten, dass dies den anorganischen Kohlenstoff um fast fünfundzwanzig Prozent sinken ließ. Da der mineralische Kohlenstoff so stark abfiel, verringerte sich unter Bewässerung auch der Gesamtkohlenstoff im Boden um etwa fünfzehn Prozent.

Die Forscher untersuchten auch, wie tief diese Veränderungen gehen und wie sich der Boden im Vergleich zu natürlichen Wäldern verhält. Sie fanden heraus, dass die Beziehung zwischen organischem und anorganischem Kohlenstoff keinem einfachen Muster folgt, wenn man tiefer in den Boden gräbt; die Verbindung zwischen den beiden Arten verschiebt sich unvorhersehbar über verschiedene Bodenschichten hinweg. Beim Vergleich von Obstplantagen mit Wäldern hielten die Plantagen einen wesentlich höheren Anteil an anorganischem Kohlenstoff im Verhältnis zum organischen Kohlenstoff, wobei das Verhältnis in den bewirtschafteten Baumplantagen um fast vierzig Prozent höher war.

Schließlich untersuchte die Studie, was diese Veränderungen antreibt. Die Menge an Stickstoff im Boden erwies sich als ein stärkerer Treiber dieser Verschiebungen als das Klima selbst. Wenn sich der Stickstoffgehalt im Boden änderte, war dies mit einer Zunahme des organischen Kohlenstoffs, aber einer Abnahme des mineralischen Kohlenstoffs und des Verhältnisses zwischen den beiden verbunden. Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass man, um wirklich zu verstehen, wie viel Kohlenstoff eine Obstplantage speichern kann, nicht nur auf die lebende, organische Materie schauen darf. Der mineralische Kohlenstoff ist genauso wichtig, und ihn zu ignorieren würde ein falsches Bild der Fähigkeit des Landes geben, Kohlenstoff zu binden.