Is meer organische stof in de bodem altijd beter?

In de afgelopen jaren hebben beleidsmakers over de hele wereld initiatieven gelanceerd om de hoeveelheid "organische stof in de bodem" of SOM te verhogen, als een manier om de bodemgezondheid te verbeteren en de landbouwproductie te stimuleren. Verrassend genoeg is er echter beperkt bewijs dat deze strategie daadwerkelijk de oogstopbrengst zal verbeteren.

Een nieuw artikel van onderzoekers van Yale kwantificeert deze relatie tussen organische stof in de bodem en gewasopbrengsten op mondiaal niveau. Schrijven in het tijdschrift SOIL , bevestigen ze dat grotere concentraties organisch materiaal inderdaad grotere opbrengsten opleveren - maar slechts tot op zekere hoogte.

Concreet vinden ze dat het verhogen van organische koolstof in de bodem - een veelgebruikte proxy voor organische stof in de bodem - de opbrengsten verhoogt totdat de concentraties ongeveer 2 procent bereiken, op welk niveau ze de neiging hebben om een ​​verzadigingspunt te bereiken. Daarna, zeggen de onderzoekers, begint de toename van SOM minder rendement op te leveren.

Toch vinden ze dat ongeveer tweederde van de landbouwgronden die bestemd zijn voor twee van 's werelds belangrijkste stapelgewassen - maïs en tarwe - onder die drempel van 2 procent vallen, wat suggereert dat er een enorm potentieel is voor landbouwbeleid dat meer organische stof in de bodem bevordert. .

"Het uitgangspunt voor zoveel duurzame landbeheerpraktijken is dat als je de organische stof in de bodem verhoogt, je de productie gaat verhogen", zegt Emily Oldfield, een Ph.D. student aan de Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) en hoofdauteur van het artikel. "Maar als je in de literatuur graaft, zijn er maar heel weinig empirische studies die die relatie daadwerkelijk direct kwantificeren."

"Deze resultaten tonen aan dat het waardevol is om evidence-based SOM-doelen te stellen voor veel initiatieven op het gebied van landbeheer", zei ze. "Ze suggereren ook dat we moeten afstappen van een kwalitatieve 'meer is beter'-benadering van het bodemgezondheidsbeleid en naar specifieke regionale en lokale doelen die meetbare landbouwresultaten kunnen behalen."

Het is algemeen bekend dat het opbouwen en onderhouden van organische stof in de bodem de sleutel is tot een gezonde bodem. (SOM verwijst naar organisch materiaal dat in de bodem wordt aangetroffen, inclusief plantaardig en dierlijk materiaal dat aan het ontbinden is.) Het versterkt het vermogen van de bodem om water en voedingsstoffen vast te houden, ondersteunt structuur die drainage en beluchting bevordert, en helpt het verlies te minimaliseren van bovengrond door erosie.

Beleidsmakers hebben jarenlang de rol van organische stof in de bodem benadrukt in een reeks programma's, waaronder de "4 per 1.000 ” initiatief van de Soils for Food Security – die voortkwam uit de COP21-onderhandelingen – en het Amerikaanse “Framework for a Federal Strategic Plan for Soil Science .”

Maar als het gaat om zijn rol bij het bevorderen van de productie van gewassen, is er een verrassend gebrek aan kwantitatief bewijs, zegt Mark Bradford, co-auteur van het artikel en hoogleraar bodem- en ecosysteemecologie. Voor Bradford is deze leemte in kennis al bijna tien jaar een knagende zorg; een rapport van de National Research Council uit 2010 over duurzame landbouw beschreef organisch materiaal als de hoeksteen van de meeste initiatieven op het gebied van duurzaamheid en bodemkwaliteit, herinnert hij zich, maar bood geen informatie over hoeveel er daadwerkelijk nodig was om de gewasopbrengst te verhogen en de toepassing van kunstmest te verminderen.

"Ik vertelde mensen altijd hoe belangrijk organisch materiaal in de bodem was, en toch was hier een nationale synthese van onze wetenschappelijke toporganisatie die zei dat we niet over de gegevens beschikten om iets zinnigs te zeggen," zei Bradford. "Onze paper is de eerste echt synthetische poging om cijfers te gebruiken om de praktijk te begeleiden door te helpen bij het vaststellen van doelen."

Om dit te doen, verzamelden ze bestaande gegevens over gewasopbrengsten van maïs en tarwe, die werden gecombineerd met metingen van organische stof in de bodem op locaties over de hele wereld. Ze ontdekten dat de grootste opbrengstwinst plaatsvond tussen concentraties van 0,1 procent en 2 procent. De opbrengsten waren bijvoorbeeld 1,2 keer hoger bij 1 procent dan bij 0,5 procent. Maar die winsten vlakken meestal af wanneer de concentraties 2 procent bereiken.

"Het resultaat is dat we nu cijfers hebben, niet alleen niet-geverifieerde ideeën, dat als je organisch materiaal bouwt, je resultaten kunt verbeteren - zoals minder kunstmest en een hogere opbrengst", zei Bradford. "Het is een plek om te beginnen met het ondersteunen van inspanningen op het gebied van bodembeheer voor een gezonde planeet en verbeterde voedselzekerheid."

De analyse biedt waardevolle inzichten voor beleidsmakers en onderzoekers bij het evalueren van de relatie tussen bodemkoolstof en gewasopbrengst, zegt Wood, afgestudeerd aan Yale en nu toegepast wetenschapper bij de Nature Conservancy.

En hoewel het onderzoek een globale analyse vertegenwoordigt, zei hij, zal de methodologie het gemakkelijker maken om doelen te identificeren op specifieke landbouwlocaties over de hele wereld. "Omdat alle locaties verschillende drempels hebben voor hoeveel een bodemeigenschap kan worden gewijzigd en welk niveau van een bodemeigenschap 'goed' is voor die plaats," zei Wood.

Bradford toegevoegd:"We willen nu werken aan het verfijnen van deze relaties voor specifieke regio's en zelfs specifieke boerderijen, en we hopen partnerschappen aan te gaan met landbouwbedrijven om deze mogelijkheid te realiseren."

Nog een laatste opmerking van Kathy. Ik nam contact op met Emily Oldfield om te vragen of ze al werk heeft verricht over hoe dit zich verhoudt tot weiden en weilanden. Ze zegt dat dit iets is dat ze in de toekomst hopen te onderzoeken.