Lokale Wissenschaftler treiben die Bewertung der Bodengesundheit voran

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In einer Veröffentlichung vom September 2022 schlugen zwei Forscher des Panhandle Research, Extension and Education Center (PREEC) eine natürliche Landklassifizierungseinheit zum Vergleich von Bodenproben vor.

„Erstens Anerkennung, Verständnis dafür, wie wichtig der Boden ist; Es ist nicht nur Schmutz, es ist eine lebenserhaltende endliche Ressource, die wir auf der Erde haben. Und wir müssen es bewahren, bewahren, ich denke, das ist die ganze Idee“, sagte Bijesh Mahargan.

Maharjan, außerordentlicher Professor und PREEC-Spezialist, und Saurav Das, wissenschaftlicher Assistenzprofessor, arbeiten beide am Department of Agronomy and Horticulture der University of Nebraska-Lincoln. Sie arbeiteten mit dem USDA Natural Resources Conservation Service (NRCS) zusammen, um die Bewertung der Bodengesundheit zu fördern.

Das Projekt begann ursprünglich im Jahr 2020, als sich die Forscher zusammenschlossen, um den Bodenschutz „von Grund auf“ anzugehen. Mutterboden, die oberen sechs bis acht Zoll, hat eine begrenzte Ressource an Nährstoffen, die sich mit der Zeit verschlechtern können.

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„Es ist wie eine Bewegung, plötzlich sind die Leute aufgewacht und haben das Gefühl, dass wir uns um unsere Bodenressourcen kümmern müssen“, sagte Maharjan. „Der Mutterboden ist der Ort, an dem die Magie passiert, und der Boden als Ressource muss geschont werden.“

Die besagte Bodengesundheit wurde zu einem heißen Thema mit wachsender Sorge um die Erhaltung des Oberbodens für zukünftige Generationen und die Ernährungssicherheit. Das Paar stellte die Frage, wie kann ein Landwirt feststellen, ob sein Oberboden gut ist oder verbessert werden muss?

„Es gibt definitive Messungen für ein Pfund Reis oder ein Pfund von irgendetwas, aber für den Boden haben wir nicht die gleiche Art von Messung oder Benchmark“, sagte Das. „Ich habe mit (Maharjan) gesprochen, und er hatte auch einige Ideen, und wir haben uns zusammengesetzt, um herauszufinden, wie wir den Boden tatsächlich mit Zahlen definieren können – ist er gut oder schlecht?“

Das Konzept mit dem Namen Soil Health Gap definierte effektiv den Unterschied zwischen ungestörtem einheimischem Boden und Bodengesundheit in Ackerlandsystemen. Soil Health Gap kann als Benchmark-Messinstrument verwendet werden, um Entscheidungen und Ziele des Bodengesundheitsmanagements zu leiten.

„Nehmen wir an, Ihr Heimatland hat 4 % organische Bodensubstanz und Ihr Ackerland 2 %. Sie wissen, dass es eine Lücke von 2 % gibt, bei verschiedenen Arten von Managementpraktiken könnten wir die 2 % organische Substanz verloren haben“, sagte Das. „Deshalb haben wir das Konzept entwickelt, das wir Soil Health Gap nennen.“

Die beiden Forscher führten das Konzept weiter, indem sie organische Bodensubstanz aus Grünland, Direktsaat- und konventionellen Anbausystemen und freiliegendem Untergrund beprobten.

„Wir haben gesehen, dass es einen exponentiellen Rückgang der organischen Bodensubstanz bei verschiedenen Arten der Landnutzung gab“, sagte Das. „Das gab uns eine Reihe von Zahlen, um den natürlichen Zustand der Bodengesundheit zu definieren, der keinerlei landwirtschaftliche Praktiken hatte, und Sie können das mit Ihrem Ackerland vergleichen.“

Organische Bodensubstanz (SOM) ist eine Kohlenstoffkomponente des Bodens, die aus pflanzlichen und tierischen Geweben in verschiedenen Zersetzungsstadien besteht. Maharjan sagte, dass SOM als konsistentes Messinstrument verwendet wurde, da kohlenstoffhaltige organische Stoffe von zentraler Bedeutung für Eigenschaften und Prozesse sind, die in gesundem Boden ablaufen.

„Organische Materie fällt steil von unbewirtschaftetem Land auf Ackerland mit reduzierter Bodenbearbeitung, auf Ackerland ohne Bodenbearbeitung und auf exponiertes Untergrundland”, sagte er. „Je mehr Sie den Boden bearbeiten, desto mehr verlieren Sie (SOM).“

Als Referenzfläche wurde Grünland oder ungestörtes heimisches Weideland verwendet.

„Wo auch immer die minimale Störung stattgefunden hat, also Weideland und Weideland, wo es Weiden geben kann, das nennen wir Referenzland“, sagte Maharjan. „Daran messen Sie jetzt. Sonst können die Leute in der Vergangenheit sagen, mach dies und das und falsche, unverschämte Behauptungen aufstellen, dass du deinen Boden verbessern kannst. Jetzt setzen wir eine Obergrenze.“

Die Soil Health Gap-Studie ergab, dass Anbausysteme mit Referenzflächen innerhalb derselben Bodenart und Klimabedingungen verglichen werden sollten. Lokale Unterschiede in Bodentyp und Niederschlag ermöglichen es der Bodengesundheit, unterschiedlich auf Bewirtschaftungspraktiken zu reagieren.

„Wir haben erkannt, dass gesunder Boden spezifisch für die Region ist. Was in Lincoln gesund ist, ist im Panhandle möglicherweise nicht möglich“, sagte Maharjan. „Also haben wir entschieden, dass die Bodengesundheit bewertet werden muss – Panhandle-gesunder Boden wird mit einheimischem Boden im Panhandle referenziert.“

Die Soil Health Gap-Studie ermutigte die Forscher, ein System zur Klassifizierung von Referenzflächen weiterzuverfolgen. Die ökologische Referenzeinheit für Ackerland (CREU) würde alle Ackerflächen mit identifizierten Referenzflächen vergleichen, die sich in demselben ökologischen Gebiet befinden. Das Vergleichssystem wird einen natürlichen Rahmen für den Vergleich der Bodengesundheit innerhalb des gleichen Bodentyps und der gleichen Klimabedingungen schaffen.

„Kann ich mein Ackerland mit einheimischem Land in der Nähe von Lincoln vergleichen? Höchstwahrscheinlich nicht, es muss sehr regionalspezifisch sein“, sagte Maharjan. „Die CREU spricht von einer Einheit der Landmasse, in der Sie die Böden verschiedener Standorte vergleichen können. Es sollte nicht nur geografisch wie Scotts Bluff County sein; es sollten mehr natürliche Grenzen sein.“

Die Theorie bedeutet, dass alle Böden innerhalb einer identifizierten Landeinheit ein ähnliches SOM-Potenzial haben können.

Des Weiteren erläuterte er die Bedeutung für die Entwicklung von CREU in Nebraska, indem er feststellte, dass der Panhandle im Durchschnitt die Hälfte der jährlichen Niederschlagsmenge erhält als Ost-Nebraska und der Panhandle-Bodentyp sandiger ist. Wenn die SOM in der Nähe von Lincoln im Durchschnitt 7 % beträgt, ist es nicht vernünftig zu erwarten, dass der gleiche Prozentsatz in der Nähe von Scottsbluff erreicht wird.

„Jeder Boden hat ein unterschiedliches Potenzial, was (SOM) erreicht werden kann, dann können Sie jedes Land innerhalb dieser natürlichen Grenze vergleichen“, sagte Das. „Anfangs hat der Boden in allen Landblöcken das gleiche Potenzial, dann sind Bewirtschaftungspraktiken oder etwas passiert, das (SOM) nach unten oder oben gebracht hat.“

Die Forscher arbeiteten mit der bestehenden NRCS-Landhierarchie von Major Land Resource Areas (MLRA) als Benchmark-Landstandorte. Das CREU-Modell wurde durch eine weitere Trennung von MLRA-Standorten nach Bodeneigenschaften und Niederschlägen erstellt.

„Die NRCS hat bereits ihr eigenes Landklassifikationssystem. Wir nehmen das und teilen es dann noch weiter auf“, sagte Maharjan.

Sobald CREU-Standorte ausgewiesen sind und Bodenproben mit dem identifizierten Referenzland oder einheimischen Weideland verglichen werden. Als Ergebnis können Managementpraktiken angesprochen werden.

Maharjan sagte, dass Ackerland in Scotts Bluff County typischerweise 1-2 % SOM beträgt, aber einheimisches Land mit 4 % SOM gefunden wurde.

„Also können wir es besser machen“, sagte Das. „Ein gesunder Boden kann mehr Wasser speichern, mehr Feuchtigkeit für die Pflanzen und Ihre Produktion kann besser sein als bei ungesunden Böden.“

Maharjan sagte: „Es ist schwer zu erreichen (4 % SOM), es ist eine Obergrenze, aber jetzt weißt du es wenigstens. Wenn Sie das Land richtig bewirtschaften, können Sie für vier schießen.“

Die Forscher betonen beide, wie wichtig es ist, gute Landverwalter zu sein.

„Wenn der Oberboden gesund und reichhaltig ist, hat er sein eigenes natürliches System, das mit Unwettern besser fertig wird“, sagte Das.

Das Konzept von CREU kann überall eingesetzt werden, um die Bodengesundheit zu fördern. Maharjan und Das bewegen sich in die nächste Phase von CREU – demonstrieren und validieren.

Mit Hilfe der Finanzierung und in Zusammenarbeit mit NRCS werden Bodenproben innerhalb identifizierter Landeinheiten und Analysen unterirdisch durchgeführt. Maharjan sagte, sein PREEC-Labor suche derzeit nach einem Assistenten, um bei der Organisation und dem zusätzlichen Arbeitsaufwand zu helfen.

Die Forscher sagten, das Endziel sei die Einrichtung eines webbasierten Tools, das jeder verwenden kann.

„Unser Endziel ist eine interaktive Karte für den Staat, in die jeder hineingehen und sein Land mit einem Referenzland vergleichen und die (Bodengesundheits-)Lücke finden kann“, sagte Maharjan. „Eine interaktive Bodengesundheitskarte, die für die Nation einzigartig sein wird.“