Mehr landwirtschaftlicher Ertrag, Nachhaltigkeit und Rentabilität durch mehr biologische Vielfalt im Boden
Landwirtschaftliche Ökosysteme umfassen eine Vielzahl von Organismen wie Regenwürmer, Nematoden und Mikroorganismen. Diese dienen oft dem Schutz der Pflanze vor Schädlingen und Krankheiten und fördern das Pflanzenwachstum. Die biologische Vielfalt der Böden in Europa ist jedoch in Gefahr. Gleichzeitig stehen die europäischen Ernährungssysteme unter zunehmendem Druck, angesichts des Klimawandels und anderer Herausforderungen für eine wachsende Bevölkerung zu produzieren. Über das EU-finanzierte Projekt SoildiverAgro(öffnet in neuem Fenster) sollten innovative Anbaumethoden und -systeme für eine nachhaltige europäische Landwirtschaft entwickelt werden. Das Ziel war, die biologische Vielfalt im Boden zu nutzen und zu verbessern, um das Pflanzenwachstum zu fördern und die Resilienz zu steigern. Gleichzeitig sollte die Notwendigkeit externer Eingaben wie Wasser, Pestizide und Düngemittel reduziert werden.
Strategischer Pflanzenbau mit Mikroorganismen
Auf der Suche nach praktischen Lösungen hat das SoildiverAgro-Team 15 Fallstudien(öffnet in neuem Fenster) in sechs geografischen Regionen mit relativ homogenen Bodentypen und Klimabedingungen (pedoklimatische Zonen) durchgeführt. Bei den Fallstudien ging es um Kartoffel- und Getreidepflanzen in Monokulturen und diversifizierten Anbausystemen, wobei die Anbaumethoden an die Bedingungen vor Ort angepasst wurden. Bei einer Fallstudie wurde die Einbindung von Biostimulanzien beim Kartoffelanbau getestet, die auf nützlichen wurzelassoziierten Bodenbakterien (wachstumsfördernden Rhizobakterien) und nicht wurzelassoziierten Bodenpilzen (Nicht-Mykorrhizapilze) basieren. Der Projektkoordinator David Fernández Calviño von der Universität Vigo(öffnet in neuem Fenster) berichtet: „Durch mikrobenbasierte Biostimulanzien sind weniger chemische und synthetische Eingaben notwendig und die biologische Vielfalt im Boden wird auch erhöht. Dadurch verbessert sich die Bodenfruchtbarkeit und die Kartoffelqualität und die Menge und das Vorhandensein von Schädlingen und Krankheiten geht zurück.“ Auch die CO2-Emissionen wurden um 40 % gesenkt. All das wurde bei gleichbleibendem Ertrag und wirtschaftlicher Leistung erreicht. In einer weiteren Fallstudie wurde die biologische Vielfalt im Boden beim Kartoffelanbau durch die Eingabe von Mykorrhizapilzen verbessern, um die Bodenfruchtbarkeit und -struktur zu fördern. Die Produktivität und Gewinne stiegen, während die Wasser- und Bodenbelastung durch die geringere Eingabe von Düngemitteln nachließ.
Ansätze für mehr biologische Vielfalt mit digitalen Mitteln
Um die Wirksamkeit der Anbaumethoden und -systeme zur Förderung der biologischen Vielfalt im Boden zu bewerten, brauchte das SoildiverAgro-Team eine standardisierte Methodik für die Bewertung und Überwachung der biologischen Vielfalt im Boden. Daher wurde im Rahmen von SoildiverAgro ein Vorhersagewerkzeug entwickelt, um zahlreiche Parameter für die biologische Vielfalt im Boden zu schätzen. Es kann in den EU-Mitgliedstaaten als kostengünstige Methode genutzt werden, das vorgeschlagene EU-Gesetz zur Bodenüberwachung umzusetzen, in dem das Ziel gesteckt wird, die Böden in der EU bis 2050 gesund zu pflegen. Es beruht auf Infrarotspektroskopie und einfachen klimatischen Parametern (Niederschlag und Temperatur) und Bodenparametern (pH-Wert, organische Substanz und Textur). Das Instrument war von unschätzbarem Wert für die Klärung der Beziehungen zwischen der biologischen Vielfalt im Boden (bestimmte Organismen) und der Erbringung von Ökosystemdienstleistungen in ganz Europa. Über SoildiverAgro wurde auch eine Entscheidungshilfe(öffnet in neuem Fenster) entwickelt, in der Getreideanbaumethoden in die Vorhersagefunktionen integriert werden. „Mittels Modellen des maschinellen Lernens, in die Projektdaten gespeist wurden, wird die Pflanzenproduktion und die genetische Vielfalt der Bakterien, Pilze und Nematoden geschätzt“, sagt Fernández Calviño. Das Modell gibt Schätzungen des Getreideertrags und der biologischen Vielfalt im Boden aus, die auf einfach zugänglichen Klima- und Bodenvariablen beruhen. So können natürliche Möglichkeiten bestimmt werden, die genetische Vielfalt im Boden zu verbessern.
Anbaustrategien mit Blick auf die biologische Vielfalt im Boden
„Wir haben verschiedene Anbaumethoden für den Kartoffel- und Getreideanbau erkannt, die an die lokalen Bedingungen angepasst sind und viel Potenzial bergen, externe Eingaben zu reduzieren, die biologische Vielfalt im Boden zu fördern und Profite für Betriebe zu bieten“, so Fernández Calviño. Die besten Methoden sind in den Leitlinien zu bewährten Verfahren(öffnet in neuem Fenster) zusammengefasst. Über ein Weißbuch mit politischen Empfehlungen wird die beschleunigte Umsetzung der besten Methoden erleichtert. Das SoildiverAgro-Team hat gezeigt, dass die Nutzung und Förderung der biologischen Vielfalt im Boden entscheidend für eine nachhaltige Landwirtschaft sein könnte, mit der die Stabilität und Resilienz der europäischen Ernährungssysteme gestärkt werden kann. Die Instrumente, bewährten Verfahren und politischen Empfehlungen aus dem Projekt werden in die EU-Bodenstrategie für 2030 und das vorgeschlagene Bodenüberwachungsgesetz einfließen, um gesündere Böden für Menschen, Lebensmittel, Natur und Klima zu schaffen.
