Unravelling Farm-Level Constraints to Maize Productivity in northern Ghana

In de uitgestrekte, zonovergoten landschappen van Noord-Ghana is maïs meer dan alleen een gewas; het is het fundament van het dagelijks leven, de primaire bron van voedsel en een cruciale motor voor het gezinsinkomen. Toch is de oogst voor de kleinschalige boeren die deze velden bewerken vaak een gok tegen een harde realiteit. De bodem is van nature arm aan voedingsstoffen, waardoor deze weinig van de essentiële elementen vasthoudt die planten nodig hebben om te gedijen, en de regenval is onvoorspelbaar, waarbij deze te laat komt of halverwege het groeiseizoen verdwijnt. Decennialang was de heersende oplossing voor lage oogsten simpelweg het toevoegen van meer meststof, uitgaande van de veronderstelling dat een gebrek aan voedingsstoffen het enige is dat de boeren tegenhoudt. Echter, de complexe relatie tussen bodem, weer en landbouwmethoden suggereert dat het antwoord zelden zo eenvoudig is. Om echt te begrijpen waarom gewassen mislukken of slagen, moeten wetenschappers verder kijken dan de oppervlakte en niet alleen onderzoeken wat er ontbreekt in de grond, maar ook hoe het gehele landbouwsysteem interageert met een veranderend klimaat.

Een team van onderzoekers trok uit om deze mysteries te ontrafelen in de noordelijke regio's van Ghana, specifiek in de districten Kpandai, East Gonja en de Nanumba-gebieden. Ze wilden verder gaan dan algemene aannames en precies zien wat er op individuele boerderijen gebeurde. Gedurende drie opeenvolgende jaren, van 2020 tot 2022, zetten ze een uniek experiment op de twintig vier verschillende boerderijen. In plaats van alleen te observeren wat boeren al deden, werkten de wetenschappers rechtstreeks samen met de boeren om gecontroleerde proefpercelen midden in de velden aan te leggen. In elke locatie stelden ze zes verschillende scenario's op om te testen hoe de maïs reageerde op verschillende combinaties van voedingsstoffen. Sommige percelen kregen helemaal geen meststof, wat diende als basislijn. Anderen ontvingen specifieke paren voedingsstoffen, zoals stikstof en kalium, of fosfor en kalium. Eén groep ontving een compleet pakket van stikstof, fosfor en kalium, terwijl de laatste groep dat complete pakket ontving plus een mengsel van secundaire en sporenelementen zoals zwavel, magnesium, zink en boor. Cruciaal was dat de onderzoekers deze percelen zelf beheerden, waarbij ze ervoor zorgden dat de zaden met de juiste dichtheid werden geplant, onkruid werd bestreden en plagen werden behandeld, waardoor ze het effect van de voedingsstoffen konden isoleren van andere variabelen.

De resultaten schetsen een duidelijk en enigszins somber beeld van de uitdagingen waarmee deze boeren worden geconfronteerd. Wanneer ze aan hun lot werden overgelaten zonder het intensieve beheer van de onderzoekers, was de gemiddelde maïsopbrengst op deze boerderijen slechts 1,7 ton per hectare. In schril contrast hiermee stond dat wanneer de onderzoekers een gebalanceerde voeding en optimale landbouwtechnieken toepasten op hetzelfde type land, de maïs bijna 5,4 ton per hectare produceerde. Deze enorme kloof onthulde dat hoewel het potentieel voor hoge opbrengsten in de bodem aanwezig is, dit momenteel vergrendeld blijft door een combinatie van factoren. De meest directe barrière was het gebrek aan meststof. De studie bevestigde dat stikstof en fosfor de twee meest kritieke ontbrekende ingrediënten waren. In bijna elk veld reageerden de gewassen spectaculair wanneer deze twee voedingsstoffen werden toegevoegd. Maar het verhaal eindigde daar niet. De onderzoekers ontdekten dat het toevoegen van enkel stikstof en fosfor niet genoeg was om het volledige potentieel te bereiken. In veel velden werden de gewassen ook beperkt door een tekort aan kalium, zwavel, magnesium, zink en boor. Deze secundaire en sporenelementen vormden een tweede laag van beperking, waardoor de planten niet hun volledige omvang bereikten, zelfs wanneer de primaire voedingsstoffen aanwezig waren.

Wat deze studie bijzonder veelzeggend maakte, was het vermogen om aan te tonen hoe deze problemen veranderen in de loop van de tijd en over verschillende locaties heen. De onderzoekers ontdekten dat de behoefte aan voedingsstoffen niet statisch was. In het eerste jaar waren de gewassen primair hongerig naar stikstof en fosfor. Maar naarmate de seizoenen vorderden en hetzelfde land herhaaldelijk werd bewerkt zonder de bodem aan te vullen, nam de vraag naar kalium aanzienlijk toe. Tegen het derde jaar was het gebrek aan kalium een belangrijke flessenhals geworden, wat aantoonde dat de reserves in de bodem sneller werden uitgeput dan ze op natuurlijke wijze kunnen worden aangevuld. Bovendien was de respons op meststof niet uniform over de hele regio. Sommige velden reageerden krachtig op toegevoegde voedingsstoffen, terwijl andere slechts een bescheiden verbetering lieten zien. Deze variatie was gekoppeld aan wat de onderzoekers "veldkwaliteit" noemden. Velden die begonnen met iets betere bodemomstandigheden of een geschiedenis van beter beheer, waren responsiever op meststof, terwijl de armste velden vaak moeite hadden om de toegevoegde voedingsstoffen effectief te benutten, wat suggereerde dat de bodem zelf structurele problemen had, zoals een slecht waterhoudend vermogen, die meststof alleen niet kon oplossen.

Misschien wel de meest significante bevinding was de overweldigende macht van het weer om zelfs de beste landbouwpraktijken te overrulen. Het derde jaar van de studie werd gekenmerkt door ernstige droogte en onregelmatige neerslagpatronen. Zelfs in de percelen waar de onderzoekers de perfecte balans van alle voedingsstoffen boden en de gewassen met deskundige zorg beheerden, stortte de opbrengst in. In sommige gevallen mislukten de gewassen volledig. Dit bewees dat geen enkele hoeveelheid meststof volledig kan compenseren voor een gebrek aan water. De onvoorspelbare aard van de regenval in Noord-Ghana werkt als een plafond voor de productiviteit, wat de hoeveelheid die boeren kunnen bereiken beperkt, ongeacht hoe goed ze hun bodem beheren. De studie benadrukte ook dat de huidige praktijken van de boeren, die vaak zaden te ver uit elkaar planten of lokale, niet-verbeterde zaadvariëteiten gebruiken, de potentiële oogst verder verminderden. De plantendichtheid in de velden van de boeren was minder dan de helft van wat wordt aanbevolen, wat betekent dat zelfs als de bodem perfect zou zijn, het land niet efficiënt werd gebruikt.

De onderzoekers concludeerden dat de weg vooruit voor het vergroten van de maïsproductie in Noord-Ghana niet kan rusten op een enkele oplossing. Het simpelweg distribueren van meer meststof aan boeren zal het probleem niet oplossen als de bodem te aangetast is om de voedingsstoffen vast te houden of als de regen niet arriveert. In plaats daarvan vereist de oplossing een holistische aanpak die het gehele systeem adresseert. Dit betekent het combineren van de juiste mix van voedingsstoffen, afgestemd op de specifieke behoeften van elk veld, in plaats van een eenheidsworst-aanbeveling te gebruiken. Het betekent ook het integreren van organische stof in de bodem om het vermogen om water en voedingsstoffen vast te houden te verbeteren, en het adopteren van landbouwpraktijken die werken met het lokale klimaat, zoals het afwisselen van maïs met peulvruchten zoals pinda's. Deze peulvruchten kunnen op natuurlijke wijze stikstof aan de bodem toevoegen, waardoor de behoefte aan chemische meststoffen wordt verminderd en de algehele gezondheid van het landbouwbedrijf wordt verbeterd. Door de specifieke beperkingen van elk veld en de onvoorspelbare aard van het weer te begrijpen, kunnen boeren en wetenschappers samenwerken om een veerkrachtiger en productiever landbouwsysteem op te bouwen dat de gemeenschappen die ervan afhankelijk zijn, kan ondersteunen.