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Moderne Landwirtschaft
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Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz neu veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.
Invasive, gebietsfremde Arten sind schlecht für Ökosysteme. Sie verringern die Biodiversität und unterbrechen Nahrungsketten, einschließlich unserer eigenen.
Die Geschichte ist voll von Beispielen für die absichtliche und unbeabsichtigte Einführung invasiver Arten. Die Einführung von Aga-Kröten in Nordaustralien in den 1930er Jahren zur Bekämpfung von Ackerkäfern führte zum Rückgang vieler einheimischer Raubtiere. Der Pilz, der Kastanienfäule verursacht, hat sich über infizierte Baumschulbestände nach Nordamerika eingeschlichen; Vier Milliarden Bäume starben in 40 Jahren.
Es ist leicht genug, die Verwüstung durch invasive Pflanzenarten zu sehen, schauen Sie einfach aus Ihrem Fenster:Gefleckte Flockenblume, eurasische Schafgarbe und Riesenbärenklau haben die Gemeinschaften in ganz Nordamerika komplett verändert.
Was ist mit Lebewesen im Boden? Wurden sie von invasiven Arten befallen? Welche Arten sind ausgestorben? Welche breiten sich aus? Es ist wichtig, den Boden als unsichtbares Ökosystem zu betrachten, da viele landwirtschaftliche Praktiken die absichtliche Zugabe von Mikroben zum Boden, Biodünger, beinhalten.
Biodünger sind Mikroben, die speziell für die Anwendung im Boden gezüchtet werden. Es gibt viele Mikroben, die als Biodünger verwendet werden, einschließlich Bakterien und Pilze, und die häufigste Anwendung ist die Verbesserung des Nährstoffstatus der Pflanzen. Diese Produkte werden von einigen als nachhaltigere Alternative zu synthetischen Düngemitteln angesehen.
Die Verwendung von Mykorrhizapilzen – Pilzen, die auf Pflanzenwurzeln wachsen – als Biodünger wird immer häufiger. Sie als eine Art Dünger anzuwenden, ist sinnvoll, weil diese Pilze in Pflanzenwurzeln wachsen und den Pflanzen helfen, mehr Nährstoffe aus dem Boden zu gewinnen.
Unternehmen ermutigen Landwirte, Biodünger zu verwenden, mit dem Versprechen, dass Biodünger zu gesünderen Böden führen. Die Zahl der Unternehmen, die Mykorrhizapilze herstellen, ist in den letzten zehn Jahren dramatisch gestiegen – aber es gibt keine einfache Möglichkeit zu wissen, was sie verkaufen, wo es verwendet wird und wie viel in die Umwelt freigesetzt wird.
Die Wurzelstruktur von rotem Daikon-Rettich. Landwirten werden Biodüngemittel verkauft, um den Ernteertrag zu steigern. Foto von Slavica Stajic, Shutterstock.
Mein Labor untersucht, wie sich Mykorrhiza-Biodünger in der Umwelt bewegen und wie sie heimische Ökosysteme beeinflussen. Da Mykorrhizen ein wichtiger Bestandteil aller Ökosysteme sind, kann die Einführung eines gebietsfremden Mykorrhizapilzes unbeabsichtigte Folgen für einheimische Mykorrhizen und Ökosysteme im Allgemeinen haben.
Die Anwendung von Biodüngemitteln und Mykorrhiza-Produkten beinhaltet die Einführung potenziell invasiver Arten. Diese Produkte, die der Umgebung, in der sie platziert werden, fremd sind, müssen sich in einer neuartigen Umgebung unter einer Vielzahl von Bedingungen etablieren. Dazu müssen sie gegen einheimische Pilze antreten und diese ersetzen. Dies ist die Definition einer invasiven Art.
Die Verwendung von Biodüngemitteln ist möglicherweise kein großes Problem, wenn diese Produkte dort bleiben, wo wir sie einsetzen, wie im Gewächshaus oder auf dem Feld eines Landwirts. Aber wenn wir in den letzten 24 Monaten eines über Mikroben gelernt haben, dann dass sie sich bewegen, und zwar schnell. Es gibt Hinweise darauf, dass sich Mykorrhizapilze über große Entfernungen, durch atmosphärische Strömungen oder sogar als Passagiere von Zugvögeln bewegen können.
In allen Ökosystemen verbinden Mykorrhizapilze Pflanzen in einer Gemeinschaft durch Hyphen – dünne Pilzstränge, die Nährstoffe zu Pflanzen transportieren. Auf diese Weise werden Mykorrhizapilze und ihre pflanzlichen Wirte zu einem Superorganismus – mit Pflanzen, die zu verschiedenen Arten gehören, die über Mykorrhizahyphen (die Filamente, aus denen das Netzwerk eines Pilzes besteht) verbunden sind.
Einige Pilze im Boden können nützlich sein, andere können das Ökosystem des Bodens schädigen. Foto von Perova Evgeniya, Shutterstock.
Auf diese Weise können Pflanzen Bedingungen an anderen Stellen im Netzwerk erkennen, indem sie Warnchemikalien durch Hyphen erhalten, wenn sich irgendwo im Netzwerk ein Pflanzenfresser befindet, und die Abwehrchemikalien erhöhen, bevor ein Angriff erfolgt. Mykorrhizapilze können auch den Zuckerfluss aus dem Blätterdach verändern, wenn ein Sämling beschattet wird und mehr Kohlenstoff benötigt.
Das Problem ist, dass die Wissenschaft nicht versteht, wie sie von Biodüngemitteln beeinflusst werden, obwohl diese Netzwerke für Ökosysteme von entscheidender Bedeutung sind. Derzeit gibt es keine Forschung darüber, wie Mykorrhiza-Netzwerke durch die Einführung von Biodüngemitteln beeinflusst werden oder was dies für Ökosysteme bedeutet. Es gibt auch keine Forschung außerhalb meines Labors darüber, wie weit sich diese Produkte bewegen. Aber die Wissenschaft ist sich über eines im Klaren:Sobald wir diese Organismen in die Umwelt freisetzen, verlieren wir die Fähigkeit, sie zu kontrollieren.
Das ist der springende Punkt:Wir wissen nicht, welche Bedrohung Biodünger für Ökosysteme darstellen. Dennoch werden diese Produkte weiterhin weltweit vermarktet und auf den Markt gebracht, mit wenig oder keiner Regulierung. In Kanada gelten sie nach dem Fertilizer Act, dem Bundesgesetz zur Überwachung der Sicherheit von Düngemitteln und Bodenergänzungen, als Bodenzusatzstoffe. Die Regulierung konzentriert sich auf die Toxizität von Biodüngemitteln für Menschen und andere Tiere, nicht auf ihr Risiko als invasive Art.
Ein besserer Rahmen könnte das Pflanzenschutzgesetz sein, das Pflanzen, Land- und Forstwirtschaft vor der Ausbreitung von Pflanzenschädlingen schützen soll. Während Mykorrhizapilze keine Schädlinge sind, sind sie nicht in allen Kontexten universell vorteilhaft. Diese Pilze können zum Beispiel als Kohlenstoffableiter für Pflanzen fungieren und unter bestimmten Bedingungen ihr Wachstum unterdrücken. Es ist nicht übertrieben zu sagen, dass sie in einigen Fällen als Pflanzenschädlinge wirken könnten.
Wenn Biodüngemittel nicht universell für alle Pflanzen unter allen Bedingungen von Vorteil sind, stellen sie eine echte Bedrohung für die Biodiversität des Bodens und vielleicht sogar für die Pflanzenvielfalt dar. Wenn Biodünger lokale Pilze verdrängen, könnte dies die Zusammensetzung und Produktivität von Pflanzengemeinschaften verändern. Dies ist ein Problem für natürliche Systeme, aber auch für die Land- und Forstwirtschaft.
Wir müssen diese Produkte besser regulieren, um sicherzustellen, dass sie keine Bedrohung für Ökosysteme darstellen. Die dünne Erdschicht auf unserem Planeten ist die Heimat der Lebewesen, die unsere Ökosysteme am Laufen halten – wir dürfen sie in unserem Bestreben, die Landwirtschaft nachhaltiger zu gestalten, nicht vergessen.
Miranda Hart ist mikrobielle Ökologin an der University of British Columbia Okanagan.
