Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Humusschwund durch Klimawandel?

27.08.2015

Stagnierende Ernteerträge bedrohen Böden

Die Ernteerträge vieler wichtiger Kulturen in Europa stagnieren seit den 90er-Jahren, wodurch der Eintrag organischer Substanz in den Boden ebenfalls zurückgeht – die entscheidende Quelle für die Humusbildung.


Immer häufiger liegen die Temperaturen über dem Optimum fürs Pflanzenwachstum – wie diesen Sommer, was die Humusbildung und Bodenqualität verschlechtert. (Bild: Fotolia)

Unter dem Einfluss des Klimawandels könnten die Humusvorräte landwirtschaftlich genutzter Böden abnehmen, dafür haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) Hinweise gefunden. Für die Funktionalität des Bodens ist Humus der Schlüsselfaktor, weshalb dies die landwirtschaftliche Produktion bedroht – und zwar weltweit.

In ihrer Analyse, veröffentlicht in Science of the Total Environment (2015), haben Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) die Erntestatistiken der Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO) für EU-Länder seit den 60er-Jahren ausgewertet.

Bei den drei wichtigsten Getreidesorten Weizen, Gerste und Mais stagnieren die Erträge in Mittel- und Nordeuropa seit nunmehr 20 Jahren. „Der Stillstand der Erträge ist erst seit einigen Jahren statistisch nachweisbar“, erklärt Studienautor Dr. Martin Wiesmeier vom Lehrstuhl für Bodenkunde auf dem TUM-Campus in Freising. Dieses Ergebnis stimmt mit weiteren Studien überein, die auf der ganzen Welt Ernterückgänge vor allem bei Getreide feststellen.

„Da es einen starken Zusammenhang zwischen Ernteerträgen und dem Eintrag organischer Substanz in den Boden gibt, muss sich der Stillstand der Ernteerträge auch auf die Humusvorräte der Böden auswirken“, sagt Wiesmeier von der TU München – „vor allem vor dem Hintergrund einer konstanten Temperaturerhöhung.“

Da es durch steigende Temperaturen zu einem verstärkten Humusabbau kommt, gleichzeitig aber die Nachlieferung organischer Substanz stagniert, „muss man langfristig mit einem Humusschwund rechnen“, schlussfolgert er.

Klimawandel und geänderte EU-Agrarpolitik als mögliche Ursachen?

Die Ursache für die stagnierenden Erträge ist noch nicht geklärt, hängt aber wahrscheinlich mit verschiedenen Faktoren zusammen: „Da in den 90er-Jahren die gemeinsame EU-Agrarpolitik unter neue Vorzeichen gestellt wurde, kamen unter anderem weniger Düngemittel zum Einsatz und Leguminosen wurden seltener in der Fruchtfolge eingesetzt“, erklärt Mitautor der Analyse Dr. Rico Hübner vom Lehrstuhl für Strategie und Management der Landschaftsentwicklung, ebenfalls in Weihenstephan – „andere Autoren vorhergegangener Studien hatten dies als Grund für den Erntestillstand diskutiert.“

Weitaus stärker könnten jedoch die klimatischen Veränderungen durch den Klimawandel ins Gewicht fallen: Die immer häufiger über dem Optimum fürs Pflanzenwachstum liegenden hohen Temperaturen, wie in diesem Sommer, Verschiebungen der Vegetationsperioden und häufigere Dürrephasen.

„All das führt zwangsläufig zu einer stagnierenden Biomasseproduktion der Kulturen und weniger Eintrag von organischem Material in den Boden“, sagt Wiesmeier – damit sind auf dem Feld verbleibende Gräser und andere Ernterückstände gemeint. Seit den 80er-Jahren sind zudem die Viehbestände in Europa stark gesunken. „Die Ausbringung von organischem Dünger, einer weiteren wichtigen Eintragsquelle für organische Substanz, ist daher ebenfalls rückläufig“, ergänzt der TUM-Wissenschaftler.

Für eine Abnahme der Humusvorräte durch stagnierende Ernteerträge gibt es bereits erste Hinweise. So wurden in den vergangenen Jahren für nahezu alle EU-Länder, die von einer Stagnation der Erträge betroffen sind, erste Anzeichen für einen Humusschwund in Ackerböden gefunden.

Interdisziplinäre Forschungsgruppe

Während in vielen Studien bislang mit einem zukünftigen Humusanstieg als Resultat des Klimawandels gerechnet wird, deutet das Ergebnis der aktuellen Analyse der TUM-Wissenschaftler auf den gegenteiligen Effekt: Wenn der Eintrag organischer Substanz stagniert, werden die Böden auf lange Sicht einen Teil ihres Humus verlieren. „Entwickelt sich das so weiter, dann könnte das die Bodenfruchtbarkeit und Wasserspeicherkapazität negativ beeinflussen“, folgert Bodenkundler Wiesmeier – „was letztendlich zu schlechteren Ernten führen könnte – ein Teufelskreis.“

Um dem Problem zu begegnen, sollten für den Humusaufbau positive Maßnahmen noch deutlich häufiger in der Landwirtschaft eingesetzt werden. „Hierzu zählen die Diversifizierung der Fruchtfolge, die Gründüngung und Winterbegrünung zur Erosionsminderung, eine optimierte Bodenbearbeitung, der ökologische Landbau, die Agroforstwirtschaft sowie das Belassen von Ernterückständen auf den Feldern“ erklärt Hübner. Die Autoren der Studie fordern zudem eine interdisziplinäre Erforschung der Ursachen, „denn ein Fachgebiet alleine kann das Problem nicht lösen“.

Publikation:
Martin Wiesmeier, Rico Hübner, Ingrid Kögel-Knabner: Stagnating crop yields: An overlooked risk for the carbon balance of agricultural soils? Science of the Total Environment 2015.
doi:10.1016/j.scitotenv.2015.07.064
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969715304071

Kontakt:
Dr. Martin Wiesmeier
Technische Universität München 

Tel.: +49 8161 71 -3679

wiesmeier@wzw.tum.de

www.soil-science.com


Die Technische Universität München (TUM) ist mit rund 500 Professorinnen und Professoren, 10.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern und mehr als 37.000 Studierenden eine der forschungsstärksten Technischen Universitäten Europas. Ihre Schwerpunkte sind die Ingenieurwissenschaften, Naturwissenschaften, Lebenswissenschaften und Medizin, ergänzt um Wirtschafts- und Bildungswissenschaften. Die TUM handelt als unternehmerische Universität, die Talente fördert und Mehrwert für die Gesellschaft schafft. Dabei profitiert sie von starken Partnern in Wissenschaft und Wirtschaft. Weltweit ist sie mit einem Campus in Singapur sowie Niederlassungen in Brüssel, Kairo, Mumbai, Peking und São Paulo vertreten. An der TUM haben Nobelpreisträger und Erfinder wie Rudolf Diesel und Carl von Linde geforscht. 2006 und 2012 wurde sie als Exzellenzuniversität ausgezeichnet. In internationalen Rankings gehört sie regelmäßig zu den besten Universitäten Deutschlands.
www.tum.de

Dr. Martin Wiesmeier | Technische Universität München

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Einblicke unter die Oberfläche des Mars
21.07.2017 | Jacobs University Bremen gGmbH

nachricht Tauender Permafrost setzt altes Treibhausgas frei
19.07.2017 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten