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Mehr Kohlenstoff in Ackerböden

Eine neue Studie der Universität Zürich zeigt, dass mehr Biodiversität die Kohlenstoffbindung in den Böden stärkt. Die Förderung der Biodiversität in landwirtschaftlichen Praktiken könnte der Schlüssel zu einem klimafreundlicheren Agarsektor sein.

Die Ausdehnung und Intensivierung der Landwirtschaft führt zu Bodendegradation und zur Freisetzung von Kohlenstoff in die Atmosphäre. Mehr als 40 Prozent der Landfläche der Erde wird landwirtschaftlich genutzt. Daher ist es wichtig, Wege zu finden, um die Kohlenstoffspeicherung im Boden zu verbessern. Agrarökosysteme spielen eine zentrale Rolle für die Eindämmung des Klimawandels.

Bisher hat das begrenzte Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben die Bemühungen, die Kohlenstoffspeicherung im Boden zu maximieren, jedoch behindert. Ein Forschungsteam unter der Leitung von Luiz Domeignoz-Horta von der Universität Zürich hat nun neue Erkenntnisse dazugewonnen, wie eine grössere Pflanzenvielfalt in der Landwirtschaft die Kohlenstoffspeicherung im Boden verbessern kann.

Biomasse der Pflanzen wächst mit Artenvielfalt

Bemerkenswert ist, dass die Pflanzenvielfalt auch die Gesamtproduktion an pflanzlicher Biomasse erhöhte, ohne dass die Gerstenerträge zurückgingen. Dies zeigt, dass die Praxis geeignet ist, die Erträge zu erhalten und gleichzeitig die Kohlenstoffspeicherung im Boden zu verbessern. Die Ergebnisse unterstreichen die entscheidende Rolle der Pflanzenvielfalt bei der Beeinflussung der mikrobiellen Physiologie im Boden. Eine grössere Vielfalt fördert nicht nur gesündere und widerstandsfähigere Ökosysteme, sondern bietet auch einen nachhaltigen Ansatz für die Kohlenstoffbindung in der Landwirtschaft.

«Besonders für Kleinbauern, die für die Nachhaltigkeit eine zentrale Rolle spielen, ist die Umsetzung von Pflanzenvielfalt in landwirtschaftlichen Systemen arbeitsintensiv», räumt Domeignoz-Horta ein. «Dennoch deuten unsere Ergebnisse darauf hin, dass die Förderung vielfältiger Fruchtfolgen mit der richtigen politischen Unterstützung zu einem Schlüsselelement einer Kohlenstofflandwirtschaft werden könnte, die dazu beiträgt, mehr Kohlenstoff im Boden zu binden und gleichzeitig die landwirtschaftliche Produktivität zu erhalten. Dies könnte den Weg für neue klimaresistente landwirtschaftliche Praktiken ebnen, von denen sowohl die Umwelt als auch die Landwirte profitieren

Gerste in Mischkultur mit bis zu acht anderen Pflanzenarten

Die Forschenden führten ihre Studie im Rahmen des TwinWin-Experiments in Finnland durch. Darin wird untersucht, wie sich verschiedene Abstufungen der Pflanzenvielfalt in Kombination mit Gerste auf mikrobielle Prozesse im Boden auswirken. Die Gerste wurde entweder allein oder mit bis zu acht anderen Pflanzenarten als Untersaat angebaut, darunter stickstoffbindende und tiefwurzelnde Sorten, die das Potenzial aufweisen, die Bodengesundheit zu verbessern.

Die Anbaufläche des TwinWin-Experiments in Finnland, auf der Gerste entweder allein oder im Mischkultur mit bis zu acht verschiedenen Pflanzenarten gepflanzt wurde. (Bild: Seraina Cappelli)

Um zu bestimmen, wie erfolgreich Mikroben Kohlenstoffeinträge in neue Biomasse umwandeln, anstatt sie als CO₂ freizusetzen, haben die Forschenden die mikrobielle Kohlenstoffnutzungseffizienz gemessen. Sie analysierten das mikrobielle Wachstum, die Bodenatmung und die Dynamik zwischen den Pflanzen und konnten so die Bewegung von Kohlenstoff durch die mikrobiellen Gemeinschaften im Boden nachweisen. «Wir haben festgestellt, dass eine höhere Pflanzenvielfalt stärkere positive Wechselwirkungen zwischen Mikroben in der Rhizosphäre – dem Bereich um die Pflanzenwurzeln – fördert, was letztlich die gemeinschaftliche Kohlenstoffnutzungseffizienz der Pflanzen verbessert», erklärt Erstautor Luiz Domeignoz-Horta.

Titelbild: Die neue Studie untersucht, wie die Fähigkeit von Böden, Kohlenstoff zu speichern, verbessert werden kann – ein entscheidender Faktor bei der Eindämmung des Klimawandels. (Bild: iStock.com/VR19)

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