Von Asche bis Fliegenlarven - neue Ideen zur Wiederbelebung von Ackerboden

Angesichts extremer Wetterbedingungen und menschlicher Aktivitäten, die das Ackerland der Welt zerstören, suchen Wissenschaftler und Entwickler nach neuen und weitgehend unerprobten Methoden, um den Boden für die Landwirtschaft zu retten.

Ein Unternehmen injiziert flüssigen Ton in die kalifornische Wüste, um Feuchtigkeit zu binden und das Wachstum von Früchten zu fördern, während ein anderes Unternehmen in Malaysia den Boden mit dem Kot von Fliegenlarven anreichert. In einem Gewächshaus in Nova Scotia fügt die kanadische Wissenschaftlerin Vicky Levesque dem Boden Biokohle - die verbrannten Rückstände von Pflanzen und Holzabfällen - zu, um das Wachstum von Äpfeln zu fördern.

Alteingesessene Techniken zur Erhaltung des Bodens, wie z.B. weniger Bodenbearbeitung und Aussaat in der Nebensaison, erweisen sich als unzureichend für die immer häufiger auftretenden Dürren, Überschwemmungen und Temperaturextreme. Die Bodenerosion beeinträchtigt die Fähigkeit des Bodens, Nahrungsmittel zu produzieren, und könnte laut der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen bis zum Jahr 2050 zu einem Verlust von 10 % bei der weltweiten Ernteproduktion führen.

Neue "Bodenverbesserungslösungen", die die physikalischen Eigenschaften des Bodens verbessern, könnten die traditionellen Methoden ergänzen - wenn sie sich als rentabel und wirksam erweisen.

Biokohle, flüssiger Ton und der Kot von Fliegenlarven werden bereits in begrenztem Umfang kommerziell produziert. Die Entwicklung solcher Lösungen hat sich in den letzten Jahren beschleunigt, da sich die Bodendegradation verschlimmert hat, sagte Ole Kristian Sivertsen, Geschäftsführer des Unternehmens Desert Control, das im Dezember seinen ersten kommerziellen Verkauf von Flüssigton tätigte.

Die Bayer AG, der weltgrößte Saatguthersteller, gehört zu den Unternehmen, die über ihre Venture-Capital-Einheit Leaps by Bayer neue Wege zur Regeneration von Böden erforschen, sagte Matthias Berninger, Leiter des Bereichs Nachhaltigkeit bei Bayer.

Bayer und andere Unternehmen arbeiten bereits an nicht-chemischen Methoden, um Nutzpflanzen Nährstoffe zuzuführen, wie z.B. durch die Zugabe von Mikroben in den Boden, aber die Produkte zur Regeneration von Ackerland gehen noch weiter. Einige, wie flüssige Tonerde und Biokohle, fügen Nährstoffe hinzu und verbessern gleichzeitig die Fähigkeit des Bodens, Wasser zurückzuhalten, und erfordern weniger Anwendungen als Düngemittel.

"Wir haben begonnen, uns auf eine Art und Weise auf den Boden zu konzentrieren, wie wir es traditionell nicht getan hätten", sagte Berninger in einem Interview.

Dunkle Erden

Biokohle ist ein künstlich hergestelltes, kohlenstoffreiches Produkt zur Stärkung der Böden. Vorbild sind die besonders fruchtbaren Flecken des Amazonas-Regenwaldes, die so genannten "Dunklen Erden", die im Laufe der Zeit als Nebenprodukt beim Kochen, bei der Zersetzung von Tieren und bei der Ausbringung von Dung entstanden sind.

Biokohle könnte eine "großartige Möglichkeit" sein, pflanzenverfügbaren Kohlenstoff im Boden zu binden, sagte Levesque und fügte hinzu, dass Biokohle auch wie ein Wasserschwamm wirkt.

Ihre 2012 begonnene Forschung hat gezeigt, dass mit Biokohle behandelter Lehmboden drastisch weniger Lachgas freisetzt, was der Atmosphäre zugute kommt und mehr Kohlenstoff im Boden bindet, wo er das Pflanzenwachstum fördern kann.

Einige Arten von Biokohle steigerten die Erträge von Gewächshaustomaten und Paprika um 32% bzw. 54%, während weniger Dünger benötigt wurde, da Biokohle die Vermehrung von Bakterien anregt, die das Pflanzenwachstum fördern.

Es sind jedoch noch weitere Forschungen erforderlich, bevor Wissenschaftler wissen, wie effektiv Biokohle verschiedene Arten von Böden auf der ganzen Welt regenerieren könnte, sagte sie.

Das norwegische Unternehmen Desert Control hat 18 Jahre und 25 Millionen Dollar in die Entwicklung von flüssigem Ton zur Verbesserung des Bodens investiert. Letztes Jahr hat das Unternehmen sein Produkt in ein Stück Wüste in den USA injiziert, wo sich der Ton mit dem Sand verbindet, um Wasser und Nährstoffe besser zurückzuhalten.

Vorläufige Daten aus einem fünfjährigen Versuch zeigten, dass die Herzen von Römersalat in mit Lehm behandeltem Sand im Durchschnitt 21-53% größer waren als Römersalat, der unter den gleichen Bedingungen ohne Lehm angebaut wurde, sagte Robert Masson, ein Beamter der University of Arizona's Yuma County Cooperative Extension, der die Pflanzen anbaute.

Im November unterzeichnete Desert Control einen Vertrag über 182.000 Dollar mit der Limoneira Company, die zunächst 4.000 Bäume auf zwei ihrer Zitrusfarmen in den von der Dürre betroffenen Bundesstaaten Kalifornien und Arizona mit flüssigem Ton behandeln wird. Abhängig von den Ergebnissen beabsichtigt Limoneira, die Anwendung im vierten Quartal auszuweiten.

Jede Anwendung reicht für bis zu fünf Jahre.

"Deckfrüchte und Direktsaat sind gute Praktiken, aber sie reichen bei weitem nicht aus", sagte Sivertsen.

In Malaysia stellt Nutrition Technologies "Bodenverbesserer" aus Frass her - den Abfällen und der Haut von Larven der Schwarzen Soldatenfliege. Die Kompostierung von Frass führte zu einer 12%igen Erhöhung der pflanzennährenden organischen Substanz im Boden, die sonst mit der Zeit abnimmt, so die Untersuchungen des Unternehmens.

Nutrition Technologies, das 2015 gegründet wurde, verkauft monatlich durchschnittlich 200 Tonnen Frass in Malaysia, hauptsächlich an Landwirte, die ihn auf Blattgemüse, Gurken und Obst ausbringen, sagte Martin Zorrilla, Chief Technology Officer des Unternehmens.

Das Unternehmen hat in seiner letzten Finanzierungsrunde im September 20 Millionen Dollar erhalten.

Zwar verkaufen die meisten malaysischen Düngemittelhersteller inzwischen Frass, aber die Mengen sind noch zu gering, um die Aufmerksamkeit globaler Agrarunternehmen zu erregen, so Zorrilla.

"Letztendlich ist der Boden ein lebendes System. Das ist einer der Gründe, warum natürliche Prozesse so lange brauchen, um Boden aufzubauen und warum es so leicht ist, ihn zu verlieren", sagte er.