URBANA, ILLINOIS, USA – Weltweit sind Überschwemmungen intensiver und häufiger geworden. Allein in den letzten paar Monaten gab es Hochwasser in New Jersey und New York, Libyen sowie Griechenland. Es tötete Tausende von Menschen und verursachte große Schäden an Infrastruktur, Ackerland und Viehbeständen. Dies wiederum belastet die Landwirtschaft, was zu steigender Ernährungsunsicherheit führen kann.
Verglichen mit der sichtbaren Zerstörung sind die Folgen für die Böden subtiler, aber nicht weniger dramatisch. Überschwemmungen können die Biologie und die Gesundheit des Bodens beeinträchtigen, ebenso wie die nützlichen Mikroorganismen und größeren Lebewesen wie Insektenlarven, Nematoden, Springschwänze und Erdwürmer, die im Boden leben und dort grundlegende Funktionen erfüllen: Sie verwerten Ernterückstände, recyclen Nährstoffe, stimulieren das Pflanzenwachstum und wehren Stressoren wie Insekten ab. Wird dieses symbiotische Ökosystem geschädigt, hat das weitreichende Auswirkungen auf die Getreideerträge.
Mein Labor an der Universität von Illinois hat kürzlich den Einfluss von Überschwemmungen auf Bodenmikroben und landwirtschaftliche Grunderzeugnisse wie Mais oder Tomaten untersucht. Dabei konnten wir – ebenso wie andereWissenschaftler – zeigen, dass extrem nasse Bedingungen erhebliche Ernteverluste verursachen können, die beispielsweise auf verringertes Pflanzenwachstum und unbepflanzte Böden zurückgehen.
Obwohl die Forschungen bis jetzt nicht sehr umfangreich sind, haben sie auch gezeigt, dass Überschwemmungen negativ auf die Bodenfunktion und die Gemeinschaften der Bodenmikroben wirken können. Ein Experiment mit Sommerweizen ergab, dass das Hochwasser nützliche Mikroorganismen zerstörte und zu mehr Pflanzenschädlingen führte. Und eine weitere Untersuchung zeigte, dass solche Wetterextreme die mikrobiale Biomasse und den Bestand von Bodenpilzen verringern.
Außerdem stehen die überlebenden Mikroorganismen, sobald sich das Hochwasser zurückzieht, vor einem grundlegend veränderten Lebensraum. Abhängig von den Bedingungen können sie ihren Bestand schnell erholen oder aber langsam sterben. Ohne ein gesundes und funktionales Bodenmikrobiom werden Nährstoffe nicht wiederverwertet und Pflanzen geschwächt, was Angriffe von Eindringlingen – wie Insekten oder Pathogene – ermöglicht.
Dies ist schlecht für die Pflanzen, aber auch für die Menschen. Gesunde Böden sind die Grundlage für eine gesunde Nahrungsmittelproduktion: Wir brauchen sie, um Pflanzen mit hohem Nährstoffwert anzubauen. Untersuchungen verschiedener Anbaumethoden haben die wichtige – und oft zu wenig berücksichtigte – Rolle herausgestellt, die der Boden für die Nährstoffdichte der angebauten Pflanzen spielt. Dies legt nahe, dass wir den Einfluss von Überschwemmungen auf ernährungsrelevante Feldfrüchte stärker erforschen müssen – auch in Hinsicht darauf, wie das Hochwasser die Biologie, das Volumen und die Gesundheit der Böden sowie die nützlichen Bodenmikroben beeinträchtigt.
Dringender noch müssen Forscher die Eingriffe untersuchen, die nach der Überschwemmung dazu beitragen können, die Pflanzengesundheit zu unterstützen, die Bodenfruchtbarkeit wieder herzustellen und die Erholung der dort lebenden Mikro- und anderen Organismen zu fördern. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, als Eindämmungsstrategie zur Wiederbelebung wassergeschädigter Pflanzen direkt nach der Überschwemmung Stickstoffdünger aufzutragen.
Leider kann die Erholung von Bodenmikroben und größeren Organismen länger dauern als die der Pflanzen. Dies kann ein oder mehrere Jahre in Anspruch nehmen – abhängig von mehreren Faktoren wie der Dauer und Schwere des Hochwassers oder des Bodenzustands davor. Eine der Maßnahmen, um diesen Organismen zu helfen, ist die Abdeckung der Pflanzen.
Diese Forschungsbemühungen sollten durch Modelluntersuchungen ergänzt werden, wo zukünftige Überschwemmungen stattfinden und wie lang sie anhalten könnten. Experimente unter sämtlichen Umweltbedingungen durchzuführen, von denen manche erst noch erzeugt werden müssen, ist nicht sinnvoll. Also ist Flutmodellierung ein wichtiges Werkzeug, um Hypothesen zu testen und verschiedene Szenarien zu analysieren – insbesondere hinsichtlich der Bodenqualität, Mikrobengemeinschaften und Pflanzengesundheit.
Daten aus Forschungsinitiativen und Modellstudien sollten weit verbreitet und mit Regierungen sowie Menschenrechtsorganisationen diskutiert werden. So können Politiker und Mitglieder der Zivilgesellschaft Strategien und Interventionen entwickeln, um flutbedingte Bodendegradierung zu verhindern.
Weltweit müssen die Länder die Zusammenhänge zwischen Hochwasser, Bodenqualität, Pflanzengesundheit und Ernährungsunsicherheit verstehen. Nur wenn wir die unsichtbare Welt mikroskopischen Lebens kennen, die das Rückgrat unserer Landwirtschaft ist, können wir uns umfassend vorbereiten und wissenschaftlich fundierte Maßnahmen entwickeln, um die schädlichen Folgen von Überschwemmungen für die Pflanzenproduktion zu verringern. Da extreme Wetterereignisse zunehmen und stärker werden, ist es an der Zeit, unseren Boden nicht mehr wie Dreck zu behandeln.
Aus dem Englischen von Harald Eckhoff
URBANA, ILLINOIS, USA – Weltweit sind Überschwemmungen intensiver und häufiger geworden. Allein in den letzten paar Monaten gab es Hochwasser in New Jersey und New York, Libyen sowie Griechenland. Es tötete Tausende von Menschen und verursachte große Schäden an Infrastruktur, Ackerland und Viehbeständen. Dies wiederum belastet die Landwirtschaft, was zu steigender Ernährungsunsicherheit führen kann.
Verglichen mit der sichtbaren Zerstörung sind die Folgen für die Böden subtiler, aber nicht weniger dramatisch. Überschwemmungen können die Biologie und die Gesundheit des Bodens beeinträchtigen, ebenso wie die nützlichen Mikroorganismen und größeren Lebewesen wie Insektenlarven, Nematoden, Springschwänze und Erdwürmer, die im Boden leben und dort grundlegende Funktionen erfüllen: Sie verwerten Ernterückstände, recyclen Nährstoffe, stimulieren das Pflanzenwachstum und wehren Stressoren wie Insekten ab. Wird dieses symbiotische Ökosystem geschädigt, hat das weitreichende Auswirkungen auf die Getreideerträge.
Mein Labor an der Universität von Illinois hat kürzlich den Einfluss von Überschwemmungen auf Bodenmikroben und landwirtschaftliche Grunderzeugnisse wie Mais oder Tomaten untersucht. Dabei konnten wir – ebenso wie andereWissenschaftler – zeigen, dass extrem nasse Bedingungen erhebliche Ernteverluste verursachen können, die beispielsweise auf verringertes Pflanzenwachstum und unbepflanzte Böden zurückgehen.
Obwohl die Forschungen bis jetzt nicht sehr umfangreich sind, haben sie auch gezeigt, dass Überschwemmungen negativ auf die Bodenfunktion und die Gemeinschaften der Bodenmikroben wirken können. Ein Experiment mit Sommerweizen ergab, dass das Hochwasser nützliche Mikroorganismen zerstörte und zu mehr Pflanzenschädlingen führte. Und eine weitere Untersuchung zeigte, dass solche Wetterextreme die mikrobiale Biomasse und den Bestand von Bodenpilzen verringern.
Außerdem stehen die überlebenden Mikroorganismen, sobald sich das Hochwasser zurückzieht, vor einem grundlegend veränderten Lebensraum. Abhängig von den Bedingungen können sie ihren Bestand schnell erholen oder aber langsam sterben. Ohne ein gesundes und funktionales Bodenmikrobiom werden Nährstoffe nicht wiederverwertet und Pflanzen geschwächt, was Angriffe von Eindringlingen – wie Insekten oder Pathogene – ermöglicht.
Dies ist schlecht für die Pflanzen, aber auch für die Menschen. Gesunde Böden sind die Grundlage für eine gesunde Nahrungsmittelproduktion: Wir brauchen sie, um Pflanzen mit hohem Nährstoffwert anzubauen. Untersuchungen verschiedener Anbaumethoden haben die wichtige – und oft zu wenig berücksichtigte – Rolle herausgestellt, die der Boden für die Nährstoffdichte der angebauten Pflanzen spielt. Dies legt nahe, dass wir den Einfluss von Überschwemmungen auf ernährungsrelevante Feldfrüchte stärker erforschen müssen – auch in Hinsicht darauf, wie das Hochwasser die Biologie, das Volumen und die Gesundheit der Böden sowie die nützlichen Bodenmikroben beeinträchtigt.
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Dringender noch müssen Forscher die Eingriffe untersuchen, die nach der Überschwemmung dazu beitragen können, die Pflanzengesundheit zu unterstützen, die Bodenfruchtbarkeit wieder herzustellen und die Erholung der dort lebenden Mikro- und anderen Organismen zu fördern. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, als Eindämmungsstrategie zur Wiederbelebung wassergeschädigter Pflanzen direkt nach der Überschwemmung Stickstoffdünger aufzutragen.
Leider kann die Erholung von Bodenmikroben und größeren Organismen länger dauern als die der Pflanzen. Dies kann ein oder mehrere Jahre in Anspruch nehmen – abhängig von mehreren Faktoren wie der Dauer und Schwere des Hochwassers oder des Bodenzustands davor. Eine der Maßnahmen, um diesen Organismen zu helfen, ist die Abdeckung der Pflanzen.
Diese Forschungsbemühungen sollten durch Modelluntersuchungen ergänzt werden, wo zukünftige Überschwemmungen stattfinden und wie lang sie anhalten könnten. Experimente unter sämtlichen Umweltbedingungen durchzuführen, von denen manche erst noch erzeugt werden müssen, ist nicht sinnvoll. Also ist Flutmodellierung ein wichtiges Werkzeug, um Hypothesen zu testen und verschiedene Szenarien zu analysieren – insbesondere hinsichtlich der Bodenqualität, Mikrobengemeinschaften und Pflanzengesundheit.
Daten aus Forschungsinitiativen und Modellstudien sollten weit verbreitet und mit Regierungen sowie Menschenrechtsorganisationen diskutiert werden. So können Politiker und Mitglieder der Zivilgesellschaft Strategien und Interventionen entwickeln, um flutbedingte Bodendegradierung zu verhindern.
Weltweit müssen die Länder die Zusammenhänge zwischen Hochwasser, Bodenqualität, Pflanzengesundheit und Ernährungsunsicherheit verstehen. Nur wenn wir die unsichtbare Welt mikroskopischen Lebens kennen, die das Rückgrat unserer Landwirtschaft ist, können wir uns umfassend vorbereiten und wissenschaftlich fundierte Maßnahmen entwickeln, um die schädlichen Folgen von Überschwemmungen für die Pflanzenproduktion zu verringern. Da extreme Wetterereignisse zunehmen und stärker werden, ist es an der Zeit, unseren Boden nicht mehr wie Dreck zu behandeln.
Aus dem Englischen von Harald Eckhoff