Eine Studie von Forschern aus Augsburg und Lancaster zeigt, dass Pflanzenproduktion und Böden anfälliger für Trockenheit sind, wenn Landwirte Böden in Hanglagen bestellen. - Universität Augsburg
Dass das Pflügen und Bestellen von Böden in Hanglagen zu einer Verminderung der Bodentiefe führen kann und somit zukünftige Ernteerträge gefährdet, weist eine neue Studie, die Forscher der Universität Augsburg und der Lancaster University in der Fachzeitschrift Nature Food veröffentlicht haben, nach.
Seit Jahrhunderten bestellen Bauern den Boden auf ihren Feldern, um das Saatbeet für den Anbau von Feldfrüchten vorzubereiten. Im vergangenen Jahrhundert kommen schwerere und schnellere Traktoren zum Einsatz. Mit ihnen bearbeiten die Landwirtinnen und Landwirte den Boden durch Pflügen und Grubbern, um ein besseres Pflanzenwachstum zu erreichen.
Verlust an Wasserspeicherfähigkeit
Dabei wird eine grosse Menge an Boden in den Agrarlandschaften bewegt und umverteilt. «Es ist bereits bekannt, dass durch die Bodenbestellung, zu der auch das Pflügen gehört, erhebliche Mengen an Boden an Hängen abgetragen werden und dies die wetterbedingte Erosion verstärken kann», erklärt der Geograph Peter Fiener. In konvexen Hangbereichen – also eher nach oben gewölbten Bereichen – wird Boden abgetragen und in konkaven Hangbereichen – also beispielsweise im Übergang von steilen zu flachen Bereichen – wird dieser abgelagert.
Im Zuge des Bodenverlustes an Hängen geht Wachstumspotential aufgrund des Verlusts an Nährstoffen und vor allem Wasserspeicherfähigkeit verloren. Insbesondere in trockenen Jahren führt der Verlust an Wasserspeicherfähigkeit zu geringeren Erträgen.
Verminderung der Bodentiefe
«Während wir wissen, dass durch die Bodenbestellung an Hängen erhebliche Mengen an Boden abgetragen werden, was regional die Menge übersteigen kann, die durch Wasser- und Winderosion bewegt wird, wussten wir bislang wenig darüber, wie sich die daraus resultierende Verminderung der Bodentiefe auf die Ernteerträge ganzer Regionen auswirkt», sagt Professor John Quinton von der Lancaster University, einer der beiden verantwortlichen Studienleiter.
Die Forscher gehen in ihrer Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Food publiziert wurde, der Frage nach, ob die höheren Ernteerträge, die mit mächtigeren Böden in konkaven Hangpositionen verbunden sind, die geringeren Ernteerträge bei dünnen Böden in konvexen Hangpositionen ausgleichen können und wie sich dies in Zukunft ändern könnte. Sie untersuchen dies an einem Beispiel in der Uckermark (D) und nutzen dafür eine Kombination aus Bodenerosionsmodellierung, Erntemodellierung und Fernerkundung. Damit untersuchen sie, wie sich die Ernteerträge in dem 200 km² grossen Gebiet, das 100 km nördlich von Berlin liegt, entwickeln werden.
Bis 10 Prozent Ertragsrückgang
Die Modellierung der Forscher zeigt, dass die Weizen- und Maiserträge in den nächsten fünfzig Jahren wahrscheinlich zurückgehen werden, da die moderne mechanisierte Landwirtschaft die Erosion durch die Bodenbestellung an Hängen beschleunigt. Denn sie stellten fest, dass die Ertragsverluste der Teile der Landschaft die Boden verlieren, nicht durch Ertragsgewinne der Teile der Landschaft, wo Boden abgelagert wird, ausgeglichen werden können.
Ihre Berechnungen zeigen, dass die Landwirte im gesamten untersuchten Gebiet der Uckermark bei einer Fortsetzung des «Business-as-usual»-Ansatzes bei der Bodenbestellung an Hängen einen kombinierten Rückgang der Winterweizenerträge von bis zu 7,1 Prozent innerhalb von 50 Jahren und bis zu 10 Prozent über ein Jahrhundert (in normalen bis trockenen Jahren) erleben werden. Für Mais prognostizieren die Forscher einen Rückgang der Erträge um bis zu 4 Prozent über fünfzig Jahre und um 5,9 Prozent über 100 Jahre (in normalen bis trockenen Jahren).
Bei Dürre schlimmer
Die Auswirkungen der Erosion durch Bodenbearbeitung sind in Zeiten der Dürre am stärksten ausgeprägt, da erodierte Böden weniger Wasser speichern können. In eher nasseren Jahren werden, wenn auch nicht so ausgeprägt wie in normalen und trockenen Jahren, über die nächsten 50 bis 100 Jahre ebenfalls Ertragsrückgänge zu spüren sein.
Allein in der Uckermark bedeuten diese Rückgänge tausende Tonnen verlorener Nahrungsmittelproduktion. Laut der Forscher müssen wir mit Rückgängen bei Ernteerträgen aufgrund von Bodenerosion überall dort auf der Welt rechnen, wo Böden an Hängen bestellt werden. Sie argumentieren, dass dieser prognostizierte Anstieg die Notwendigkeit dringender Massnahmen zur Verringerung der durch die Bodenbestellung verursachten Bodenerosion unterstreicht.
Bodentiefe erhalten
Die beiden Forscher haben die Auswirkungen des Klimawandels nicht in ihre Analyse einbezogen und gehen davon aus, dass ihre Schätzungen konservativ sind, da in Zukunft längere Trockenphasen während der Vegetationsperiode zu erwarten sind. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Bodenerosion durch Bodenbearbeitung in Phasen intensiverer landwirtschaftlicher Mechanisierung beschleunigt hat, sodass die grössten Veränderungen bei der Bodenerosion in Regionen zu erwarten sind, in denen die landwirtschaftliche Mechanisierung derzeit noch minimal ist.
Um die Bodenerosion durch Bodenbearbeitung zu bekämpfen, müssen landwirtschaftliche Praktiken eingeführt werden, die den Boden nur minimal stören und dazu beitragen, die Bodentiefe zu erhalten. Es bedarf weiterer Forschung, um die derzeitigen Praktiken anzupassen und neue zu entwickeln, die für die Pflanzenproduktion in den unterschiedlichsten landwirtschaftlichen Umgebungen auf der ganzen Welt wirksam sind.
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