Wasser- und Stickstoffmanagement steigert die Produktivität von Weizen und Mais.

Chinesische Forscher trugen 131 Studien zum Wasser- und Stickstofftransport in Weizen-Mais-Fruchtfolgen zusammen und analysierten diese. Die Übersichtsarbeit zeigte, dass die Kombination von Bewässerung, Düngung und Bodenbearbeitungsmethoden Produktivitätssteigerungen, eine effiziente Ressourcennutzung und eine geringere Umweltbelastung fördert.

Die Bewässerung beeinflusst direkt die Feuchtigkeitsverteilung und die Stickstoffmobilität im Boden. Methoden wie die Tropf- und Unterflurbewässerung bieten die höchste Effizienz bei der Wasser- und Stickstoffnutzung. Diese Techniken reduzieren Verluste durch Verdunstung, Auswaschung und Verflüchtigung. Traditionelle Methoden wie die Furchen- und Streifenbewässerung sind weniger präzise und bergen ein höheres Risiko für Stickstoffverluste.

Stickstoffdünger

Der Einsatz von Stickstoffdüngern mit Langzeitwirkung erwies sich als wirksamer als herkömmliche Düngemittel. Die fraktionierte Ausbringung über den gesamten Wachstumszyklus hinweg, wobei die Dosierung an den Pflanzenbedarf angepasst wurde, führte zu geringeren Ammoniakemissionen und einer höheren Nährstoffaufnahme. Die Zugabe von Biokohle und Stallmist trug ebenfalls zur Stickstoffspeicherung und zur Verbesserung der Bodenbeschaffenheit bei.

Die Bodenbearbeitung mit Stroh, Mulch und Biokohle spielt eine zentrale Rolle bei der Wasserspeicherung und Stickstoffstabilisierung. Diese Maßnahmen erhöhen den Gehalt an organischer Substanz, die Porosität und die mikrobielle Aktivität, reduzieren die Auswaschung und fördern die effiziente Nährstoffaufnahme durch die Wurzeln. Biologisch abbaubare Folien zeigten eine ähnliche Leistung wie Kunststoffe, bieten aber ökologische Vorteile.

Die Integration von Bewässerung, Düngung und Bodenmanagement führte zu Synergieeffekten im Produktionssystem. Die Weizen-Mais-Fruchtfolge profitierte positiv von der koordinierten Bewirtschaftung mit besserer Wurzelentwicklung, höherer Biomasseakkumulation und gesteigertem Kornertrag. Modelle wie HYDRUS und DSSAT wurden zur Simulation dieser Effekte eingesetzt.

Lokale Gegebenheiten

Die Studie unterstreicht die Notwendigkeit, die Bewirtschaftungsmethoden an die lokalen Boden-, Klima- und Wasserverfügbarkeitsbedingungen anzupassen. Die Effizienz des Systems hängt von der sorgfältigen Auswahl der Bewässerungsmethode, der Düngemittelart, der Ausbringungsmenge sowie der physikalischen und biologischen Bodenbearbeitung ab. Die Forschung empfiehlt den kombinierten Einsatz von Präzisionstechnologien und bodenschonenden Maßnahmen.

Weitere Informationen unter doi.org/10.3390/agriculture15232442