Das langjährige Broadbalk-Feldexperiment in Rothamsted zeigt, dass es möglich ist, die Weizenerträge über fast 200 Jahre mit anorganischen Düngemitteln oder organischem Dung entweder zu erhalten oder zu steigern. Dies geht aus einer in der Zeitschrift Advances in Agronomy veröffentlichten Übersicht hervor. Um dies zu erreichen, waren jedoch Änderungen im Management bestimmter Teile des Experiments notwendig, um Bodenacidität, Unkräuter und Krankheiten zu kontrollieren.
„Langzeitexperimente (LTEs) sind eine wichtige Informationsquelle für die Bewertung der Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Systeme“, sagte Paul Poulton, der Hauptautor der Studie. „Diese Übersicht zeigt deutlich, dass Behauptungen, wir hätten nur noch eine begrenzte Anzahl von Ernten übrig, im Allgemeinen nicht zutreffen und dass selbst bescheidene Düngemittel- und Agrochemikalien-Einsätze die Erträge erhalten können.“
Das Broadbalk-Weizenexperiment startete 1843 und ist das älteste fortlaufende LTE der Welt. Die Versuchsfläche ist in 20 Streifen unterteilt. Einige dieser Streifen erhielten unterschiedliche Behandlungen mit Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K). Ein Streifen erhielt seit Beginn des Experiments keine Zugabe und dient als Kontrolle. Neben ihm befindet sich ein Streifen, dem seit Beginn Rinderdung zugesetzt wurde. Dies geschah ursprünglich als Vergleich mit chemischen Anwendungen und ging der ökologischen Bewegung um fast ein Jahrhundert voraus.
1968 und später wurden größere Änderungen am Experiment vorgenommen, um zeitgenössische Innovationen in der Landwirtschaft zu berücksichtigen. Dazu gehörten die Einführung von Winterweizensorten mit kurzen Halmen, der Wechselanbau von Weizen mit anderen Kulturen und die Erprobung höherer N-Düngerraten (bis zu 288 kg N pro Hektar). Weitere Änderungen umfassten den Einsatz von Herbiziden und anderen Agrochemikalien, ausgenommen in ausgewählten Abschnitten. Eine regelmäßige Kalkung wurde fortgesetzt, um einen neutralen Boden-pH-Wert zu erhalten.
Die neue Übersicht berichtet über die Erträge und Bodenveränderungen seit 1968 und fasst andere Studien zusammen, einschließlich des Vorkommens von Unkräutern, Schädlingen und Krankheiten, der Auswirkungen von Behandlungen auf die Nitrat- und Phosphatbewegung ins Drainagewasser, Treibhausgasflüsse, Messungen von N- und Schwefel (S)-Einträgen aus der Atmosphäre und viele andere Faktoren.
Der Wechsel zu Weizensorten mit kurzen Halmen führte zu einer Verdoppelung der Kornausbeute. Im Durchschnitt tendierten die Erträge von kontinuierlich angebautem Weizen bei N-Raten bis zu 240 oder 288 kg pro Hektar dazu zu steigen, während der erste Weizen in der Fruchtfolge nach einer zweijährigen Pause oft weniger Stickstoff benötigte, um den maximalen Ertrag zu erreichen. Die besten Erträge überschreiten in einigen Jahren jetzt 12 Tonnen pro Hektar.
Jedoch besteht dort, wo Dünger über viele Jahre angewendet wurde oder wo die größten Mengen an Stickstoffdünger zugegeben wurden, ein hohes Risiko für den Verlust von stickstoffhaltigen Verbindungen ins Entwässerungssystem. Eine solche Beobachtung war möglich, da das Experiment eine Einrichtung zur Sammlung von Drainagewasser aus einem Abschnitt der Behandlungen hat.
Auf einem Boden, der wahrscheinlich seit Jahrhunderten für den Ackerbau genutzt wurde, bevor das Experiment begann, ist der organische Kohlenstoffgehalt im Boden (SOC) mit etwa 1% relativ niedrig. Die Zugabe von Dünger über viele Jahre zu einigen Parzellen erhöhte die Kohlenstoffvorräte um etwa das Dreifache.
„Das Experiment und die daraus gewonnenen Daten, zusammen mit dem Archiv von Pflanzen- und Bodenproben, bieten Wissenschaftlern weiterhin eine wertvol
le Ressource, um unser grundlegendes Verständnis landwirtschaftlicher Systeme zu erweitern und eine solide Basis für praktische Managementstrategien zur Verbesserung der Nachhaltigkeit zu bieten“, sagte Poulton.
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