Forscher der Clemson University suchen in der Vergangenheit nach Antworten für die Gegenwart

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Dieses Projekt wird sich positiv auf Familienbetriebe und das Mittelschichtsystem im ländlichen Amerika auswirken.

So wie Familienmitglieder sich gegenseitig pflegen, können sich bestimmte Pflanzen gegenseitig unterstützen, wenn sie gemeinsam gepflanzt werden.

Der Anbau von zwei oder mehr Feldfrüchten nahe beieinander wird als Zwischenfruchtanbau bezeichnet. Vor langer Zeit entdeckten die Cherokee- und Irokesen-Indianer die Vorteile des gemeinsamen Anbaus von Bohnen, Mais und Kürbis, um ein zentrales Nahrungsmittelsystem zu entwickeln. Jede Kulturpflanze bietet den anderen beiden Kulturpflanzen etwas Wichtiges. Bohnen nehmen Stickstoff aus der Luft auf und wandeln ihn in Nitrate um, wodurch der Boden für Mais und Kürbis gedüngt wird. Im Gegenzug werden die Bohnen durch das Umwickeln der Maisstängel gestützt. Kürbisblätter dienen als Bodenbedeckung zwischen Mais und Bohnen und verhindern so, dass Unkraut das Feld überwuchert. Diese drei Pflanzen gedeihen zusammen besser als Begleiter, als wenn sie einzeln gepflanzt werden.

Der Clemson-Forscher Sruthi Narayanan greift diese Idee des Zwischenfruchtanbaus oder der Begleitfruchtproduktion auf und wendet sie auf eine Studie an, bei der es um die Zwischensaat von Zwischenfrüchten mit Bio-Mais, einer Nutzpflanze, geht. Zwischensaat und Zwischenfruchtanbau sind im Grunde das gleiche Prinzip, aber wenn Zwischenfrüchte mit Cash Crops angebaut werden, wird der Begriff „Zwischensaat“ verwendet.

„Manchmal ist es sinnvoll, in der Vergangenheit nach Antworten auf aktuelle Probleme zu suchen“, sagte Narayanan, ein Pflanzenökophysiologe am Clemson Department of Plant and Environmental Sciences, der diese vom US-Landwirtschaftsministerium finanzierte Studie für nachhaltige Landwirtschaftsforschung und -bildung leitet . „In der Antike wurde der Mischanbau genutzt, um für beide Seiten vorteilhafte Ökosysteme und funktionell vielfältige Pflanzengemeinschaften zu schaffen und so die Produktion einzelner Pflanzen zu steigern. Unser Projekt beinhaltet die Zwischensaat einer Zwischenfrucht in eine Maispflanze, um die Interaktion zwischen Boden und Pflanze zu verbessern, den Ressourceneinsatz zu reduzieren, die Produktivität des Anbausystems zu verbessern und vieles mehr.“

Für diese Studie werden Forscher Zwischenfrüchte – Buchweizen, Klee und Erbsen (Ackererbsen und Kuherbsen) – vergleichen, die in eine Bio-Maisernte eingesät werden. Diese Vergleiche umfassen die Zwischenfrüchte, die in Acker- und Direktsaatsituationen mit Standard-, Niedrig- und Hochsaatmengen gepflanzt werden.

Diese Zwischenfrüchte wurden ausgewählt, weil sie nur sehr wenig Konkurrenz zu begleitenden Nutzpflanzen darstellen und gleichzeitig die mikrobiellen Gemeinschaften, den Nährstoffkreislauf, die natürliche Schädlingsbekämpfung und die Vorteile der Biodrillung in südlichen Böden verbessern. Die Forscher sagen, dass dies die biologische Vielfalt und die Ökosystemleistungen verbessern sowie die Bodengesundheit und Nachhaltigkeit in ökologischen Getreideproduktionssystemen verbessern wird, was zu einer gesunden Umwelt führen könnte, die zu gesunden Landwirten, Viehzüchtern und Nutztieren und letztendlich zu gesunden Gemeinschaften führen könnte.

Reduzierte Bodenbearbeitung und maschinelle Bodenbearbeitung werden die Bodenerosion verringern und ein geringerer Einsatz von Betriebsmitteln wird dazu beitragen, das Austreten/Versickern landwirtschaftlicher Betriebsmittel in das Grundwasser oder andere Gewässer zu verringern und so eine sicherere Lebensumgebung für die Menschen zu schaffen. Ein geringerer Einsatz von Betriebsmitteln verringert auch die Möglichkeit einer Exposition gegenüber Pestiziden und anderen potenziell schädlichen Pflanzeneinsätzen.

An diesem Projekt sind Forscher aus verschiedenen Disziplinen der Clemson University, der South Carolina State University, der Temple University und der University of Georgia beteiligt, die die Studie aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten werden, um sicherzustellen, dass mehr Menschen davon profitieren.

Einer der Forscher ist Rongzhong Ye, ein Clemson-Bodenwissenschaftler, der am Pee Dee Research and Education Center (REC) stationiert ist. Ye untersucht die Stickstoffdynamik im Boden und mikrobielle Gemeinschaften, die mit dem Stickstoffkreislauf verbunden sind. Stickstoff ist wichtig für das Pflanzenwachstum (Struktur), die pflanzliche Nahrungsverarbeitung (Stoffwechsel) und die Bildung von Chlorophyll. Ohne ausreichend Stickstoff können Pflanzen nicht größer werden und nicht genügend Nahrung produzieren.

„Dies wird den Landwirten in South Carolina zugute kommen, da es ein Verständnis für die Verteilung, Umwandlung und den Verbleib landwirtschaftlicher Nährstoffe im ökologischen Landbau vermittelt“, sagte Ye. „Es kommt der Umwelt zugute, indem es den Stickstoffverlust aus Sickerwässern (flüssigen Schadstoffen) und Treibhausgasemissionen reduziert und so die Effizienz der Stickstoffnutzung erhöht.“

David Lamie, Clemson Extension-Spezialist für Agrarwirtschaft und ländliche Entwicklung am Sandhill REC, wird wirtschaftliche Analysen des Projekts liefern und bei Outreach-Programmen helfen.

Um herauszufinden, wie die Zwischensaat das Leben der Landwirte verbessern kann, umfasst das Projektteam auch diversifizierte und unterversorgte Landwirte, darunter Frauen und Familienbauern.

„Dieses Projekt wird sich eher positiv auf Familienbetriebe und das Mittelschichtsystem im ländlichen Amerika als auf das industrielle Agrarsystem auswirken“, sagte Narayanan. „Wir haben eine Reihe von Outreach-Aktivitäten geplant, um Gruppen darüber aufzuklären, was wir während unserer Studie finden. Die Projektergebnisse werden dazu beitragen, die Lebensqualität von Produzenten, Gemeinden und Verbrauchern zu verbessern.“

Weitere Teammitglieder von Clemson sind Christopher Talley, Diana Vossbrinck und Matthew Smith. An diesem Projekt sind neben Clemson-Forschern auch Forscher anderer Universitäten und Verbände beteiligt, darunter Carmen Blubaugh von der University of Georgia, Meghnaa Tallapragada von der Temple University und Josh Idassi von der South Carolina State University. James Matson von Matson Consulting ist der externe Gutachter.

Weitere Teammitglieder sind Sarah Seehaver vom Southern Cover Crops Council, Edward Hunt von der University of North Carolina in Pembroke, Kristie Wendelberger vom Southeast Organic Center am Rodale Institute, Mark Dempsey von der Carolina Farm Stewardship Association, Gordon Mikell von USDA/NRCS und Mary Cromley von der South Carolina Corn and Soybean Association.

Die Studie wird voraussichtlich bis März 2025 andauern.

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Die genetische Vielfalt von Nutzpflanzen kann zur Ernährungssicherheit beitragen, die menschliche Gesundheit verbessern und die Nachhaltigkeit von Anbausystemen gewährleisten. Durch die Erforschung der Genetik versucht Kresovich zu verstehen, wie sich Merkmale auf die Widerstandsfähigkeit und Ernährung von Pflanzen auswirken, um die Landwirtschaft voranzubringen.