In seinem 35. Jahr seines Bestehens wurde der Farming Systems Trial (FST) bei Rodale Institute zeigt weiterhin durch wissenschaftliche Forschungsdaten, dass der ökologische Landbau konventionellen Systemen hinsichtlich des Aufbaus, der Erhaltung und der Wiederauffüllung der Bodengesundheit überlegen ist. Dies ist der Schlüssel zur regenerativen Landwirtschaft, da sie die Grundlage für ihr gegenwärtiges und zukünftiges Wachstum bildet.
FST ist Amerikas am längsten laufender Vergleich von ökologischem und chemischem Landbau. Es wurde 1981 gegründet, um zu untersuchen, was passiert Bodengesundheit und landwirtschaftliche Produktivität beim Übergang von konventionell bis organisch Landwirtschaft.
Während Praktiken des ökologischen Landbaus zu höheren Gehalten an organischer Bodensubstanz (SOM) und damit zu einem höheren Nährstoff- und Wasserversorgungspotenzial für Pflanzen führen, ist der Übergang zum ökologischen Landbau in der Regel mit einer Verzögerungszeit von mehreren Jahren verbunden, in der die Erträge leiden und Anforderungen an den Input stellen können Zunahme, wenn der Wiederaufbau von Bodenmikrobengemeinschaften mit Pflanzen um Stickstoff und andere verfügbare Nährstoffe konkurriert (Simmons und Coleman, 2008). Dies zeigte sich im anfänglichen Rückgang der Renditen bei der FST in den ersten fünf Übergangsjahren.
Über diesen Zeitraum hinaus erholte sich das organische System und produzierte konstant Mais- und Sojabohnenerträge, die dem herkömmlichen System entsprachen oder dieses übertrafen. Organische Systeme funktionieren besonders gut in Jahren der Dürre. Während eines Zeitraums von 5 Jahren zwischen 1988 und 1998, als der Gesamtniederschlag von April bis August weniger als 14 Zoll betrug (im Vergleich zu 20 Zoll in normalen Jahren), waren die durchschnittlichen Bio-Maiserträge um 31% höher als bei herkömmlichen Systemen. Diese Leistung kann auf eine höhere SOM in organischen Systemen zurückgeführt werden. Die folgenden Bilder, die im September 2015 nach einer langen Trockenperiode aufgenommen wurden, zeigen, wie sich Mais im organischen System im Vergleich zum herkömmlichen System verhalten kann.
Die obigen Bilder veranschaulichen die Bedeutung eines gesunden Bodens für den Anbau gesunder Pflanzen. Die Analyse der FST-Daten über einen Zeitraum von 35 Jahren hat ergeben, dass die Bodengesundheit im organischen System im Laufe der Zeit weiter zugenommen hat, während das konventionelle System im Wesentlichen unverändert geblieben ist (Abbildung 6).
Die organische Bodensubstanz in organischen Ackerbausystemen stieg von 3.3% im Jahr 1981 auf etwa 4.5% im Jahr 2013, was einer Nettozunahme von 27% entspricht (Abbildung 6). Im konventionellen System änderte sich SOM von 3.3% auf 3.6% - eine Nettozunahme von nur 8%. Andere Bauernhöfe innerhalb Rodale Institute haben eine SOM-Konzentration von bis zu 6% gemeldet (Moyer, Jeff; Duffield Ross; Persönliche Mitteilung). Organische Bodensubstanz ist für die Pflanzenproduktivität sehr wichtig, da sie sowohl die Nährstoff- als auch die Wassernutzungseffizienz erhöht. Studien haben gezeigt, dass SOM das 20-fache seines Gewichts an Wasser halten kann (Johnson et al., 2005). Hudson (1994) zeigte, dass „mit jeder Erhöhung der SOM um 1% die verfügbare Wasserhaltekapazität im Boden um 3.7% zunahm“.
Die Zugabe von organischer Substanz zum Boden erhöht seine Wasserhaltekapazität hauptsächlich, weil organische Substanz die Bodenmakroaggregate erhöht, daher die Anzahl der Mikroporen und Makroporen im Boden (Bot und Benites, 2005). Organische Stoffe tun dies entweder durch „Zusammenkleben“ von Bodenpartikeln oder durch die Schaffung günstiger Lebensbedingungen für Bodenmikroorganismen, die wiederum Bodenpartikel durch Produktion verschiedener organischer Verbindungen wie Glomalin oder durch Einwirkung von Pilzhyphen „zusammenkleben“ können (Sylvia et al., 2005).
Die Analyse von 35-jährigen Daten aus dem FST ergab auch, dass das durch den Boden sickernde Wasservolumen in den organischen Systemen 15 bis 20% größer war als im herkömmlichen System. Dieses Wasser hilft nicht nur, das Grundwasser wieder aufzuladen, sondern steht auch für Nutzpflanzen zur Verfügung, insbesondere in Zeiten von Wasserstress. Höhere Mais- und Sojabohnenerträge in organischen Systemen im Vergleich zu herkömmlichen Systemen während Trockenstressperioden können auf einen höheren Bodenwassergehalt in den organischen Systemen in Verbindung mit einer höheren saisonalen Verfügbarkeit essentieller Pflanzennährstoffe zurückgeführt werden.