Ein Wissenschaftler sammelt Gasproben, um die Auswirkungen langfristiger Trockenlandanbausysteme auf Treibhausgasemissionen und Ernteerträge in den nördlichen Great Plains der Vereinigten Staaten zu bewerten. Bildnachweis: Upendra Sainju
Wissenschaftler des USDA Agricultural Research Service (ARS) des Northern Plains Agricultural Research Laboratory (NPARL) in Sidney, Montana, haben eine Studie abgeschlossen, die zeigt, dass der Einsatz kontinuierlicher Anbausysteme die Ernteerträge besser aufrechterhalten und gleichzeitig die Treibhausgasemissionen (THG) reduzieren kann in semiariden Regionen.
Die NPARL-Forscher Upendra M. Sainju, Brett L. Allen und Jalal D. Jabro untersuchten die Auswirkungen von drei langfristigen (34-Jahres-Projekt) Trockenlandanbausystemen auf Treibhausgasemissionen und Ernteerträge in den nördlichen Great Plains der Vereinigten Staaten. Das Ziel bestand darin, verbesserte Anbausysteme wie den kontinuierlichen Anbau, bei dem jedes Jahr Nutzpflanzen angebaut werden und die Sommerbrachzeit (unbepflanzte Felder) eliminiert wird, auf Treibhausgasemissionen und nachhaltige Ernteerträge unter Trockenzonenbedingungen zu bewerten.
„Die Studie ergab, dass langfristige, kontinuierliche Direktsaatsysteme die Treibhausgasemissionen reduzieren und gleichzeitig die Ernteerträge im Vergleich zum konventionellen Brachlandanbausystem, bei dem es sich um die traditionelle zweijährige Fruchtfolge der Trockenlandwirtschaft in den nördlichen Great Plains handelt, aufrechterhalten können“, sagte Sainju erklärt.
Da die Nachfrage nach landwirtschaftlicher Produktion steigt, wird es immer wichtiger, die Treibhausgasemissionen von Ackerland zu reduzieren. Bestimmte Anbausysteme, Bewirtschaftungspraktiken und der Einsatz stickstoffbasierter Düngemittel tragen zu den gesamten N-Emissionen bei2O (Stickoxid) und CH4 (Methan), die zu etwa 10 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen des Agrarsektors beitragen.
Es ist unerlässlich geworden, innovative landwirtschaftliche Strategien umzusetzen, die die Ernteerträge aufrechterhalten oder steigern und gleichzeitig die Treibhausgasemissionen reduzieren. Dies ist besonders wichtig in ariden und semi-ariden Regionen, die ein Drittel der weltweiten Ackerfläche ausmachen und für einen erheblichen Teil der Treibhausgasemissionen der landwirtschaftlichen Produktion verantwortlich sind.
Die Wissenschaftler führten die Studie an drei verschiedenen Trockenlandanbausystemen durch, die 34 Jahre lang hohe Erträge erbracht und die Bodengesundheit beeinträchtigt hatten. Zu den drei Systemen gehörten Direktsaat-Sommerweizen, Direktsaat-Erbsen-Sommerweizen und konventioneller Brachweizen.
Die Studie testete N2O und CH4 Gasemissionen zweimal pro Woche bis einmal im Monat das ganze Jahr über und analysierte Kohlenstoffbindungsraten von 2012 bis 2019 sowie Ernteerträge, Treibhausgasbilanz und ertragsskalierte Treibhausgasbilanz von 2016 bis 2018.
Insgesamt reduzierten Direktsaat-Kontinuierlandanbausysteme die Netto-THG-Bilanz im Vergleich zum herkömmlichen Brachlandanbausystem um 66–149 %.
Mit Blick auf die beiden untersuchten kontinuierlichen Direktsaat-Anbausysteme bemerkte Sainju: „Obwohl der kontinuierliche Direktsaat-Anbau von Nicht-Hülsenfrüchten die Geschwindigkeit der Kohlenstoffbindung erhöhte und die Treibhausgasbilanz und die Treibhausgasbilanz auf der Ertragsskala verringerte, verringerte sich dadurch die Ernte.“ Ertrag aufgrund eines erhöhten Unkraut- und Schädlingsdrucks und eines erhöhten Säuregehalts des Bodens im Vergleich zur Direktsaat-Rotation von Leguminosen und Nicht-Leguminosen.
„Daher ist die Direktsaat-Rotation zwischen Leguminosen und Nicht-Leguminosen ein ideales Anbausystem zur Verbesserung des Ernteertrags und zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Vergleich zum kontinuierlichen Direktsaat-Anbausystem ohne Leguminosen in Trockenlandanbausystemen der Great Plains im Norden der Vereinigten Staaten.“ »
Die Studie ist Teil der laufenden Langzeitforschung des USDA-ARS zu Trockenlandanbausystemen. Details zur neuesten Studie finden Sie im Zeitschrift für Umweltqualität.
Weitere Informationen:
Upendra M. Sainju et al.: Langfristiger kontinuierlicher Anbau reduziert Treibhausgasemissionen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Ernteerträge. Zeitschrift für Umweltqualität (2024). DOI: 10.1002/jeq2.20627
Bereitgestellt vom Agrarforschungsdienst
Zitat:Wissenschaftler suchen ein Gleichgewicht zwischen landwirtschaftlicher Produktion und Umweltschutz (2024, 19. September), abgerufen am 19. September 2024 von https://phys.org/news/2024-09-scientists-crop-produktion-environment.html
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