Ernährung und Landwirtschaft

Da die Weltbevölkerung bis 2050 auf geschätzt 9,7 Milliarden Menschen wachsen wird<a href='https://population.un.org/wpp/Publications/Files/WPP2019_Highlights.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>, werden wir mehr Land besiedeln und vor allem mehr Lebensmittel brauchen. Wie wir in früheren Kapiteln bereits gesehen haben, hat das Roden von Land für die Landwirtschaft einen signifikanten Einfluss auf die Umwelt<a href='https://ourworldindata.org/land-use#' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Um die wachsende Bevölkerung nachhaltig ernähren zu können, werden wir mehr Lebensmittel pro Fläche produzieren müssen<a href='https://royalsociety.org/~/media/Royal_Society_Content/policy/publications/2009/4294967719.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Dies ist gleichbedeutend mit einer Steigerung der Erträge.

Die Ernteerträge beschreiben die Menge der Ernte, die von einer bestimmten Anbaufläche während eines Erntezyklus geerntet wurde<a href='https://data.oecd.org/agroutput/crop-production.htm' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Heute liegen die Ernteerträge in der Regel bei 20-80 % dessen, was sie sein könnten<a href='https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.environ.041008.093740' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Diese Ertragslücke ist in Entwicklungsländern besonders groß<a href='https://www.pnas.org/content/108/50/20260' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>, weshalb wir unsere Bemühungen zur Verbesserung der weltweiten Ernteerträge auf diese Länder richten sollten<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429012003346' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://link.springer.com/article/10.1007/s12571-015-0434-0' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

In diesem Kapitel werden wir uns mit den Faktoren befassen, die die Ernteerträge niedrig halten - wie das Wetter, die Pflanzengesundheit und die Bodenqualität - und dann sehen, was wir tun können, um diese Probleme zu lösen.

Pflanzen benötigen Licht<a href='http://www.plantphysiol.org/content/176/2/990' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a> und CO₂<a href='https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/effects-of-rising-atmospheric-concentrations-of-carbon-13254108/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>, um sich zu ernähren (dieser Prozess heißt Photosynthese<a href='https://www.britannica.com/science/photosynthesis' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>). Aber die größte Beschränkung der Ernte entsteht durch Temperatur- und Wasserverhältnisse<a href='https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5489704/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://link.springer.com/article/10.1051%2Fagro%3A2008021' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1365-3040.2007.01727.x' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Ohne Wasser ist es für die Pflanzen schwierig, sich zu ernähren und Nährstoffe zu bekommen<a href='https://link.springer.com/article/10.1051%2Fagro%3A2008021' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15143435/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://ps.ueb.cas.cz/pdfs/phs/2000/02/03.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Pflanzen nutzen Wasser auch, um sich zu kühlen<a href='https://www.researchgate.net/publication/327317421_Comparative_Study_of_Transpiration_in_Cooling_Effect_of_Tree_Species_in_the_Atmosphere' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>, also brauchen sie bei hohen Temperaturen mehr davon<a href='https://royalsociety.org/~/media/Royal_Society_Content/policy/publications/2009/4294967719.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Wenn die Temperatur zu hoch wird, sind Pflanzen gestresst, was Wachstum und Photosynthese einschränken kann<a href='https://www.researchgate.net/publication/236638908_Physiological_Biochemical_and_Molecular_Mechanisms_of_Heat_Stress_Tolerance_in_Plants' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Es wird erwartet, dass der Klimawandel die Temperaturen erhöht und die Verfügbarkeit von Wasser in vielen Regionen verringert, wodurch verheerende Verluste bei der Ernte entstehen könnten<a href='https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1365-3040.2007.01727.x' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='http://www.plantphysiol.org/content/plantphysiol/160/4/1686.full.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.pnas.org/content/114/35/9326' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Problem 2: Schädlinge, Unkraut und Krankheiten

Weltweit verlieren wir 20-40 % der Erträge durch Schädlinge, Unkraut und Krankheiten vor der Ernte<a href='https://read.oecd-ilibrary.org/agriculture-and-food/oecd-fao-agricultural-outlook-2012_agr_outlook-2012-en#page77' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.nature.com/articles/s41559-018-0793-y.epdf?author_access_token=MyBtUyjP4EETMEPsZHbtRNRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0N2tyDNBunCIaNaZLkp0l4KlbYfcWYAF-cp8qsu0X0F97c09poYPg6-6oGQDttRhM2ss1tJ3YZuSiUdV_2CKgYgfyCAKhdr9kCQ2qCsOSjlzA%3D%3D' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Sowohl der Klimawandel als auch der jährliche Anbau derselben Nutzpflanzenarten auf denselben Böden, tragen zu diesen Verlusten bei<a href='https://apsjournals.apsnet.org/doi/pdf/10.1094/MPMI-22-5-0498' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3226977/pdf/rsif20071136.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.phyto.43.113004.133839' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-94-011-2004-3_7' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Landwirte säen Pflanzen, die am besten für ihre jeweilige Umgebung geeignet sind

Allerdings sind diese Monokulturen auch viel anfälliger für Schädlinge und Krankheiten: Wenn ein Schädling den Schutzmechanismen von nur einer Pflanze umgeht, kann das ganze Feld vernichtet werden, und die Wahrscheinlichkeit, dass eine Krankheit sich überträgt und weitere Pflanzen infiziert, ist höher<a href='https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1365-3059.2010.02411.x' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.annualreviews.org/doi/10.1146/annurev.phyto.43.113004.133839' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.nature.com/articles/nature20140' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>!

Die größte biologische Bedrohung für den Ernteertrag ist Unkraut: Ohne den Einsatz von Pflanzenschutzstrategien würde Unkraut einen Verlust von 32 % der Ernte verursachen<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261219403002540' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Maßnahmen zur Unkrautbekämpfung wie Herbizide und das Durchmischen des Bodens (auch Pflügen genannt) verhindern über zwei Drittel der Verluste durch Unkraut<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261219403002540' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Werden jedoch zu viele Herbizide eingesetzt, ist es wahrscheinlich, dass die Unkräuter eine natürliche Resistenz gegen sie entwickeln<a href='https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ps.1842' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.nature.com/articles/s41559-018-0470-1' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Die Entfernung von Unkraut durch das Pflügen trägt außerdem zu Bodenschäden bei<a href='https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007%2F978-90-481-3585-1_173' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Bodenschäden erhöhen die Emissionen des Landwirtschaftssektors, da der in der Erde gespeicherte Kohlenstoff freigesetzt wird

Geschädigte Böden sind matschiger, wodurch Nutztiere im Schlamm stecken bleiben

Geschädigte Böden beinhalten nicht genügend Nährstoffe, um Pflanzenwachstum zu ermöglichen

Geschädigte Böden speichern weniger Wasser

Pflanzen auf geschädigten Böden bilden keine Wurzeln

Geschädigte Böden sind anfälliger für Erosion durch Wind und Wasser

Stickstoff, Phosphor und Kalium sind drei der wichtigsten Nährstoffe zur Unterstützung des Pflanzenwachstums<a href='https://royalsociety.org/~/media/Royal_Society_Content/policy/publications/2009/4294967719.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Ein Mangel an einem dieser Elemente wird die Ernteerträge erheblich einschränken<a href='http://www.plantphysiol.org/content/127/2/390' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Bisher haben wir drei Probleme diskutiert, die die Ernteerträge signifikant senken: Bodenqualität, Schädlinge und Klima. Aber was können wir tun, um sie zu lösen?

Lösung 1: Verbesserung der Bodenqualität

Das ganze biologische Material, tot oder lebendig, das sich in der Erde befindet, wird organische Substanz genannt<a href='https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-1-4020-8433-1_3' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.agric.wa.gov.au/measuring-and-assessing-soils/what-soil-organic-carbon' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Der Schlüssel zur Verbesserung der Bodenqualität ist, den Anteil organischer Substanz in der Erde zu erhöhen<a href='https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/sustainable-agriculture-23562787/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Warum?

Bei weniger störender Bodenbearbeitung können Pflanzenreste und Wurzeln sich zersetzen und Teil des Bodens werden

Bei weniger störender Bodenbearbeitung wird die Bodenstruktur geschützt und verhindert, dass der Boden Kohlenstoff und Nährstoffe verliert

Bei weniger störender Bodenbearbeitung ist das Säen von Pflanzen einfacher

Wenn Boden brach liegt, verliert er mehr Wasser durch Verdunstung und es gibt ein größeres Risiko, dass er durch Wind und Regen weggespült wird<a href='https://www.researchgate.net/publication/6119001_The_role_of_conservation_agriculture_in_sustainable_agriculture' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Außerdem sind brache Felder anfälliger für Unkraut<a href='https://www.researchgate.net/publication/6119001_The_role_of_conservation_agriculture_in_sustainable_agriculture' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Um dieses Problem zu umgehen, können zwischen Anbauzeiten schnell wachsende „Deckpflanzen“ wie Roggen oder Buchweizen gepflanzt werden, um mit Unkraut zu konkurrieren und den Boden zu schützen<a href='http://www.fao.org/3/a0100e/a0100e0b.htm#bm11' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.britannica.com/topic/cover-crop' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.researchgate.net/publication/6119001_The_role_of_conservation_agriculture_in_sustainable_agriculture' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Alternativ kann eine organische Schutzschicht, zum Beispiel Stroh, auf dem Boden verteilt werden<a href='https://ec.europa.eu/environment/archives/soil/pdf/biodiversity_report.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.researchgate.net/publication/6119001_The_role_of_conservation_agriculture_in_sustainable_agriculture' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198706000250' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Das nennt man Mulchen<a href='https://bnrc.springeropen.com/articles/10.1186/s42269-020-00290-3' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Auch effizientere Bewässerung kann weitere Bodenschäden verhindern und zu höheren Erträgen trotz geringerem Wasserverbrauch führen<a href='https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/07900627.2019.1576508?journalCode=cijw20' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://academic.oup.com/jxb/article/58/2/147/534071' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='http://www.fao.org/3/a-i6459e.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/2/025002' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

In natürlichen Systemen besteht ein Nährstoffkreislauf zwischen den Pflanzen und der Erde, wenn die Pflanzen im gleichen Boden wachsen und sterben<a href='https://www.eea.europa.eu/signals/signals-2019-content-list/infographics/agriculture/view' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Wenn wir das Land bewirtschaften, wird der Kreislauf jedoch unterbrochen, da wir die Pflanzen ernten und diese die Nährstoffe nicht mehr an den Boden zurückgeben können<a href='https://conservancy.umn.edu/bitstream/handle/11299/197962/fruit-vegetable-nutrient-cycling-soil-fertility.pdf?sequence=1&isAllowed=y' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Agrarökologie ist eine Strategie in der Landwirtschaft, die versucht, den natürlichen Kreislauf nachzubilden<a href='https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fsufs.2019.00096/full' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.agroecologynow.com/wp-content/uploads/2018/10/EPW-Agroecology-Michel_P_Pimbert2.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Durch Nutzung der Beziehungen zwischen Pflanzen, Tieren und ihrer Umwelt minimiert das agrarökologische System den Bedarf an externer Düngung und erhöht die Produktivität und Nachhaltigkeit, während Verschmutzung und Abfallprodukte verringert werden<a href='http://www.fao.org/3/i9037en/i9037en.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://pdfs.semanticscholar.org/b816/9568a5cc126c705ca0251cf6e45a2b711312.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Unterschiedliche Pflanzen benötigen unterschiedliche Mengen an Nährstoffen<a href='https://www.sare.org/Learning-Center/Books/Crop-Rotation-on-Organic-Farms/Text-Version/Physical-and-Biological-Processes-In-Crop-Production/Crop-Rotation-Effects-on-Soil-Fertility-and-Plant-Nutrition' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Wenn man daher verschiedene Pflanzen auf demselben Feld anbaut, gleichzeitig oder abwechselnd, werden die verfügbaren Nährstoffe effizienter genutzt, ohne sie vollständig aufzubrauchen<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351989420304790' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Mischkulturanbau erhöht die Vielfalt eines landwirtschaftlichen Systems<a href='https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/sustainable-agriculture-23562787/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='http://www.fao.org/3/i9037en/i9037en.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='http://www.fao.org/3/I9021EN/i9021en.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Das hilft, da vielfältige Systeme besser mit natürlichen oder ökonomischen Problemen umgehen können<a href='https://academic.oup.com/bioscience/article/61/3/183/238071' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='http://www.fao.org/3/i9037en/i9037en.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Lass uns ein Beispiel eines solchen Systems genauer betrachten. Bei der Agroforstwirtschaft werden Nutzpflanzen (teilweise auch Nutztiere) zusammen mit Bäumen auf dem gleichen Feld angebaut (und gehalten)<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B0123485304002447' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Was ist daran so gut<a href='https://pdfs.semanticscholar.org/b816/9568a5cc126c705ca0251cf6e45a2b711312.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://sites.evergreen.edu/agroforestry/wp-content/uploads/sites/202/2016/04/Interspecific_interactions_in_temperate_agroforest.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-8137.2012.04088.x' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>?

Die Bäume selbst speichern eine beachtliche Menge an Kohlenstoff in ihrem Holz und ihren Wurzeln<a href='https://www.unece.org/forests/outlook/carbonsinks.html' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Außerdem können gesündere Böden mehr CO₂ aus der Atmosphäre absorbieren<a href='https://link.springer.com/article/10.1007/s10457-017-0147-9' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jpln.200800030' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Wenn verschiedene Pflanzen auf dem gleichen Acker wachsen, ist es unwahrscheinlicher, dass sie von Schädlingen und Krankheiten befallen werden<a href='http://www.fao.org/3/a0100e/a0100e0b.htm#bm11' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://academic.oup.com/bioscience/article/61/3/183/238071' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Einige Pflanzen können Schädlinge sogar abwehren, indem sie spezielle chemische Signale in die Luft abgeben<a href='http://www.plantphysiol.org/content/121/2/325' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Andere Pflanzen locken Schädlinge von Nutzpflanzen weg, und diese zwei Pflanzenarten können in Kombination eingesetzt werden, um Schädlinge von Nutzpflanzen zu vertreiben und sie an andere Orte zu locken.

Zum Beispiel kann die Stängelbohrer-Raupe die Maisernte in Ost- und Südafrika um bis zu 80 % reduzieren<a href='https://www.infonet-biovision.org/sites/default/files/613.gatsby_occasional_paper.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Wird aber in der Nähe Napiergras angepflanzt, werden die Motten vom Mais weggelockt, weil sie ihre Eier lieber auf dem Napiergras ablegen<a href='https://www.infonet-biovision.org/sites/default/files/613.gatsby_occasional_paper.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0958166913007210?token=762F2286BA787C797C1704882888ECBC53FCEDAA30B01C8CD183A81395AEED8882A181F6BF0FA40A99E7FCAB820E3525' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Eine andere Pflanze namens Bettlerkraut (Desmodium uncinatum) produziert besondere chemische Substanzen, die die Motten vertreiben. Wenn Bettlerkraut direkt neben dem Mais gepflanzt wird, werden die Motten also auch vom Mais weggetrieben. Außerdem schützt das Bettlerkraut die Pflanzen vor parasitärem Unkraut und bietet somit doppelten Schutz<a href='https://www.infonet-biovision.org/sites/default/files/613.gatsby_occasional_paper.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0958166913007210?token=762F2286BA787C797C1704882888ECBC53FCEDAA30B01C8CD183A81395AEED8882A181F6BF0FA40A99E7FCAB820E3525' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>!

Zusammen eingesetzt bewirken Napiergras und Bettlerkraut einen starken "Push-Pull"-Schutz und schützen Mais vor Insekten und Unkraut, ohne dass Pestizide oder Unkrautbekämpfungsmittel eingesetzt werden müssen<a href='https://www.infonet-biovision.org/sites/default/files/613.gatsby_occasional_paper.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Zusätzlich zum Schutz der Nutzpflanzen, können andere Pflanzenarten auch eingesetzt werden, um den Boden nährstoffreicher zu machen. Einige Pflanzenarten wie Erbsen und Bohnen<a href='https://ec.europa.eu/environment/archives/soil/pdf/biodiversity_report.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://link.springer.com/article/10.1007/s13593-015-0297-y' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a> können den Stickstoffgehalt des Bodens erhöhen, weil sie ein besonderes Verhältnis mit einer bestimmten Gruppe von Bakterien haben, die in ihren Wurzeln leben<a href='https://academic.oup.com/jxb/article/66/8/2167/499736' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Diese Bakterien reichern den Stickstoff aus der Atmosphäre an und geben ihn der Pflanze im Austausch für Nahrung und Unterschlupf<a href='https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-genet-110410-132549?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori%3Arid%3Acrossref.org&rfr_dat=cr_pub%3Dpubmed' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/biological-nitrogen-fixation-23570419/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Teile dieses Stickstoffs gelangen in die umliegende Erde<a href='https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-011-0055-7_1' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Daher kann es den Bedarf an Dünger reduzieren, diese Pflanzen im Wechsel oder in Kombination mit anderen Nutzpflanzen anzubauen<a href='https://ec.europa.eu/environment/archives/soil/pdf/biodiversity_report.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-94-011-0055-7_1' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Lösung 3: Precision Farming/Präzisionslandwirtschaft

Die Bodenqualität kann innerhalb eines Feldes variieren, zum einen räumlich und zum anderen mit den wechselnden Jahreszeiten<a href='https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/note/join/2014/529049/IPOL-AGRI_NT%282014%29529049_EN.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Die Präzisionslandwirtschaft verwendet Technologien, um diese Veränderungen zu messen und zu korrigieren. Durch ortsspezifische Erfassung und Probenentnahme kann der Einsatz von landwirtschaftlichen Ressourcen (wie Wasser, Dünger und Pestiziden) optimiert werden, wodurch die Erträge maximiert und Abfallprodukte minimiert werden<a href='https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-resource-100518-093929' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.mdpi.com/2071-1050/9/8/1339/htm' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://euractiv.eu/wp-content/uploads/special-report/euractiv_special_report_-_innovation_feeding_the_world_0-1.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Präzisionslandwirtschaft kann sowohl ökonomische als auch ökologische Kosten reduzieren<a href='https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-resource-100518-093929' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.mdpi.com/2071-1050/9/8/1339/htm' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Aber wie?

Die Gesundheit und der Nährstoffbedarf der Pflanzen können durch Sensoren, die an Traktoren angebracht sind, überwacht werden. Außerdem können Drohnen über das Feld fliegen und dabei Unkraut oder andere Schädlinge erkennen<a href='https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev-resource-100518-093929' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/note/join/2014/529049/IPOL-AGRI_NT%282014%29529049_EN.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Durch künstliche Intelligenz und GPS können die Routen der Traktoren optimiert werden, wodurch Bodenbelastung und Spritverbrauch so gering wie möglich gehalten werden<a href='https://www.mdpi.com/2071-1050/9/8/1339/htm' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/note/join/2014/529049/IPOL-AGRI_NT%282014%29529049_EN.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. In einigen Fällen kann der Einsatz von Traktoren sogar ganz vermieden werden!

Es wurden autonome Roboter entwickelt, die Dünger und Pestizide direkt an den nötigen Stellen ausbringen<a href='https://www.smallrobotcompany.com/meet-the-robots#weed-mapping' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Dadurch können Arbeitskosten, Bodenverdichtung und die CO₂-Emissionen des Betriebs reduziert werden<a href='https://www.intechopen.com/books/agricultural-robots-fundamentals-and-applications/hybrid-powered-autonomous-robots-for-reducing-both-fuel-consumption-and-pollution-in-precision-agric' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Roboter könnten auch Unkraut jäten, zum Beispiel indem das Unkraut kleine Elektroschocks bekommt. Damit würden chemische Herbizide vermieden werden<a href='https://www.smallrobotcompany.com/meet-the-robots#weed-mapping' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='http://rootwave.com/rootwave-working-with-small-robot-company-to-create-a-weed-zapping-autonomous-robot/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Die Technologie ist noch nicht ausgereift

Er verbraucht mehr Energie als der konventionelle Ackerbau

Roboter sind nicht billig und die hohen Kosten haben viele Landwirte, vor allem in Entwicklungsländern, vor dem Umstieg auf diese Technologie abgehalten<a href='https://euractiv.eu/wp-content/uploads/special-report/euractiv_special_report_-_innovation_feeding_the_world_0-1.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Der Transfer neuer und alter Technologien in diese Regionen wird von entscheidender Bedeutung sein, wenn wir genügend Lebensmittel produzieren wollen<a href='https://www.pnas.org/content/108/50/20260' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378429012003346' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://link.springer.com/article/10.1007/s12571-015-0434-0' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Dies erfordert erhebliche Investitionen sowie den Austausch von Wissen und Ressourcen zwischen verschiedenen Ländern<a href='https://www.pnas.org/content/108/50/20260' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.unccd.int/sites/default/files/documents/2017-09/UNCCD_Report_SLM.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Offensichtlich müssen Änderungen an den traditionellen Anbaumethoden vorgenommen werden. Dabei werden sowohl natürliche als auch technologische Lösungen benötigt, um die Ernteerträge zu steigern und gleichzeitig den Abfall- und Ressourcenverbrauch zu reduzieren. Aber was wäre, wenn wir die Nutzpflanzen selbst verbessern könnten?