Verfasst von LE Drinkwater1 und SS Snapp2
Abstrakt
Die Intensivierung der Landwirtschaft hat die Produktionskapazität von Agrarökosystemen erheblich erhöht, hatte jedoch unbeabsichtigte Umweltfolgen, einschließlich der Verschlechterung der Boden- und Wasserressourcen und der Veränderung der biogeochemischen Kreisläufe. Aktuelle Nährstoffmanagementstrategien zielen darauf ab, lösliche anorganische Nährstoffe direkt an Pflanzen zu liefern und räumlich und zeitlich entkoppelte Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorkreisläufe zu haben. Infolgedessen werden landwirtschaftliche Ökosysteme in einem Zustand der Nährstoffsättigung gehalten und sind von Natur aus undicht, da chronische Überschüsse an Stickstoff und Phosphor erforderlich sind, um die Ertragsziele zu erreichen. Eine signifikante Reduzierung der Nährstoffüberschüsse kann nur erreicht werden, wenn eine Vielzahl von intrinsischen Ökosystemprozessen auf mehreren Skalen verwaltet werden, um Elementarkreisläufe zu koppeln. Anstatt sich ausschließlich auf lösliche, anorganische pflanzenverfügbare Pools zu konzentrieren, würde ein ökosystembasierter Ansatz darauf abzielen, organische und mineralische Reservoire mit längeren mittleren Verweilzeiten zu optimieren, auf die über mikrobiell und pflanzenvermittelte Prozesse zugegriffen werden kann. Die strategische Verwendung verschiedener Nährstoffquellen, einschließlich anorganischer Düngemittel, in Kombination mit einer Zunahme der Pflanzenvielfalt zur Erweiterung der funktionellen Rolle von Pflanzen in Agrarökosystemen wird zur Wiederherstellung der gewünschten Agrarökosystemfunktionen beitragen.
Um Pflanzen zu entwickeln, die in dieser Umgebung gedeihen können, ist die Auswahl von Sorten und den damit verbundenen Mikroorganismen, die Zugang zu einer Reihe von Nährstoffpools haben, von entscheidender Bedeutung. Durch das integrierte Management biogeochemischer Prozesse, die den Kreislauf von Nährstoffen und Kohlenstoff regulieren, in Kombination mit erhöhten Reservoirs, die leichter im Boden verbleiben, wird der Bedarf an überschüssigen Nährstoffzusätzen in der Landwirtschaft erheblich verringert.