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Moderne Landwirtschaft
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Plasticulture bezieht sich auf die Verwendung von Kunststoff in der Landwirtschaft. Dies kann die Bodenbegasung, die Bewässerung, die Verpackung landwirtschaftlicher Produkte und den Schutz der Ernte vor Niederschlägen umfassen. Plastik kommt auch als Mulch- oder Gewächshausabdeckung vor.
Während Plastikkultur als eine Möglichkeit für Landwirte angepriesen wurde, Pflanzen mit weniger Wasser und weniger Düngemitteln und Pestiziden effizient anzubauen, wurde sie auch als ökologisch nicht nachhaltig in Frage gestellt. Zu den genannten Problemen gehören die Kontamination von Boden, Wasser und Nahrung; Luftverschmutzung; und große Mengen an Plastikmüll.
Hier vertiefen wir uns in die Vor- und Nachteile dieses heißen Themas und decken auf, wie nachhaltig Plastikkultur ist.
Die Geschichte der Plastikkultur begann mit der Massenproduktion von Kunststoffen, die in den 1930er Jahren begann. Forscher entdeckten, dass eine Art von Kunststoff, Polyethylen, aufgrund seiner Haltbarkeit, Flexibilität und chemischen Beständigkeit gut für landwirtschaftliche Zwecke geeignet war. Als Alternative zu Glas wurde es erstmals in den 1940er Jahren als Baumaterial für Gewächshäuser verwendet. Die weitverbreitete Verwendung von Plastik als künstlicher Mulch folgte bald.
Plastikmulch, bei dem Plastikfolien verwendet werden, die den Boden mit Löchern bedecken, durch die Pflanzen wachsen können, wurde in den 1960er Jahren im Handel erhältlich. Seitdem ist es die am weitesten verbreitete Form der Plastikkultur geworden.
Plastikmulch kann die Ernteerträge steigern durch:
Eine weitere Anwendung von plasticulture ist heute die luftdichte Abdeckung von Silage oder anderem Futtergetreide. Flexible Kunststofffolien können eng um geerntete Körner und Strohballen gewickelt werden; Dadurch bleiben sie monatelang oder länger trocken und frisch.
Polyvinylchlorid oder PVC und Polyethylen werden beide üblicherweise in Rohren für Bewässerungs- und Hydrokultursysteme verwendet. Diese relativ leichten Kunststoffrohrmaterialien sind außerdem korrosionsbeständig, was sie zu einer attraktiven Alternative zu Metallrohren macht. Pflanztöpfe, Kisten und andere Behälter auf Erdölbasis, die aus strapazierfähigem, aber leichtem Kunststoff hergestellt sind, stellen eine weitere bedeutende Kategorie der Plastikkultur dar.
Die vielleicht visuell auffälligste Form der Plastikkultur ist ihre Verwendung beim Bau von Gewächshäusern und hohen Tunnelstrukturen (Hoophouses), die es ermöglichen, viele Pflanzen in einer schützenden Innenumgebung anzubauen.
Diese Strukturen absorbieren die Wärme und das Licht der Sonne, regulieren gleichzeitig die Wachstumstemperaturen und schützen die Pflanzen vor Witterungseinflüssen. Sie werden häufig aus Polycarbonatplatten hergestellt, die Festigkeit und Haltbarkeit bieten. Anschließend wird eine dünne Folie aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer oder EVA verwendet, um die Tunnel abzudecken.
Gewächshäuser und Tunnel aus Kunststoff können eine größere Kohlenstoffspeicherung im Boden fördern, indem sie den erwärmenden Kohlenstoff im Boden binden, anstatt ihn in die Atmosphäre abzugeben. Sie werden auch mit einem geringeren Wasserverbrauch in Verbindung gebracht und tragen zum Schutz vor Pflanzenschädlingen bei, was besonders im ökologischen Landbau nützlich ist.
Leider werden die potenziellen Umweltvorteile von plasticulture oft durch nachteilige Umweltauswirkungen wie Treibhausgasemissionen, Verschmutzung von Boden, Wasser, Luft und Lebensmitteln sowie die Erzeugung enormer Mengen an Kunststoffabfällen aufgewogen.
Nirgendwo werden die Vorteile und Folgen der Plastikkultur vielleicht besser veranschaulicht als in den weitläufigen Gewächshäusern von Almería in Südspanien, einem der trockensten Orte Europas.
Diese intensiven landwirtschaftlichen Betriebe schützen die Pflanzen vor dem Wind, während streng kontrollierte Bewässerungssysteme dazu beitragen, Wasser zu sparen und die Verdunstung zu verhindern. Hier hat die Plastikkultur die Ernteerträge dramatisch gesteigert und die lokale Wirtschaft verändert. Riesige Plastikgewächshäuser bedecken die trockene Landschaft und produzieren große Mengen an Obst und Gemüse.
Spanien hat zwar die größte Konzentration an Kunststoffgewächshäusern, liegt aber mengenmäßig immer noch mit Abstand an zweiter Stelle hinter China. Kunststoff-Gewächshäuser haben sich in China seit ihrer Einführung in den 1970er Jahren stark verbreitet, und China verfügt heute über etwa 90 % der Kunststoff-Gewächshäuser weltweit. Eine landwirtschaftliche Kunststofffolie, wie sie zum Mulchen verwendet wird, steigerte die Ernteerträge in China erheblich, aber ihre wachsende Umweltverschmutzung hat begonnen, die Produktivität umzukehren.
Nicht recycelte landwirtschaftliche Kunststoffe stellen ein enormes Abfallvolumen dar, das weitere Umweltgefahren verursacht, wenn es vergraben, verbrannt oder auf Mülldeponien entsorgt wird. Dies ist ein besonderes Problem in Entwicklungsländern, denen es an einer angemessenen Infrastruktur zur Abfallbewirtschaftung mangelt, aber auch ein enormes Dilemma für Industrieländer.
In den Vereinigten Staaten werden jedes Jahr Millionen Tonnen Kunststofffolien für Mulch, Reihenabdeckungen und Gewächshausabdeckungen verwendet – und das schließt Kunststoffe nicht ein, die in Bewässerungsrohren, Schläuchen, Verpackungen und Lagern verwendet werden.
Eine Studie über Kunststoffgewächshäuser in China ergab, dass sie mit größeren klimaverändernden Treibhausgasemissionen wie Kohlendioxid und Lachgas in Verbindung gebracht werden, die auch für die Luftverschmutzung verantwortlich sind, indem sie zu Feinstaub und Ozon beitragen.
Herkömmliche Kunststoffe sind erdölbasierte Produkte, die aus fossilen Brennstoffen hergestellt werden. Der Kunststoffherstellungsprozess pumpt nicht nur klimaverändernde Treibhausgase in die Atmosphäre, sondern verursacht auch Luft- und Wasserverschmutzung, die Arbeiter und umliegende Gemeinden beeinträchtigen kann.
Eine weitere aufkommende Besorgnis betrifft die Frage, wie viel Plastikkultur zum Vorhandensein von Mikroplastik in Boden und Wasser beitragen könnte.
Insbesondere dünne Mulchfolie neigt dazu, sich in winzige Plastikstücke zu zersetzen, was die Bodenqualität beeinträchtigen und Mikroben und andere im Boden lebende Lebewesen beeinträchtigen kann. Die Plastikpartikel werden durch Regen und Bewässerung in Oberflächengewässer und schließlich Ozeane gespült, und sie können auch von Pflanzen aufgenommen werden und möglicherweise in das Nahrungssystem gelangen.
Eine Reihe neuerer Studien hat Mikroplastik in Flüssen und Ozeanen, Fischen, Schalentieren und menschlichen Abfällen nachgewiesen, wobei letztere darauf hindeuten, dass Menschen erhebliche Mengen an Mikroplastik aufnehmen. Den Beitrag der Plastikkultur zu diesem Problem herauszuarbeiten, ist ein Bereich aufkommender Forschung.
Darüber hinaus setzt das Verbrennen von Kunststoff persistente Umweltschadstoffe frei, die als Dioxine bekannt sind, während das Vergraben oder Verbringen des Kunststoffs auf Mülldeponien zu Auswaschungen führt.
Und obwohl Pflanzen, die in Plastikgewächshäusern angebaut werden, möglicherweise weniger Pestizide benötigen, bedeutet die Tatsache, dass Gewächshäuser die Vegetationsperioden verlängern und zusätzliche Ernten ermöglichen können, dass sie häufig der Ort eines insgesamt stärker konzentrierten Düngemittel- und Pestizideinsatzes sind. Diese Pestizide und Düngemittel können in den Boden gelangen, ihn versauern und das Grundwasser verschmutzen.
Darüber hinaus können sich chemische Zusatzstoffe in Kunststoffen im Boden anreichern, mit noch unbekannten Auswirkungen auf unsere Nahrungs- und Wasserversorgung. Eine Studie aus dem Jahr 2019 ergab, dass das Mulchen von Kunststoffen die Anreicherung von Phthalatestern (Weichmachern) in Weizenkörnern und deren Böden in Konzentrationen signifikant erhöhte.
Während ein Teil des im Gewächshausbau verwendeten schweren Kunststoffs recycelt oder wiederverwendet werden kann, ist dies bei einem erheblichen Teil nicht der Fall. Noch weniger des leichteren Kunststoffs, der beim Mulchen verwendet wird, wird recycelt, da er sehr dünn und oft mit Pestiziden, Schmutz und Düngemitteln verunreinigt ist, was die Wiederverwendung oder das Recycling arbeitsintensiv und teuer macht.
In den USA wurde der Großteil der landwirtschaftlichen Kunststoffe, die in den letzten Jahren zum Recycling geborgen wurden, nach Vietnam, China und Malaysia verschifft, aber diese Länder haben solche Verbringungen jetzt verboten. Das bedeutet, dass jetzt mehr landwirtschaftliche Kunststoffe auf Deponien entsorgt oder verbrannt werden.
Wissenschaftler beginnen mit der Entwicklung biologisch abbaubarer Alternativen zu herkömmlichen Mulchfolien aus Kunststoff. Biologisch abbaubare Stoffe können durch Bodenmikroben in Kohlendioxid, Wasser und andere natürliche Substanzen umgewandelt werden. Anstatt wie ihre herkömmlichen Gegenstücke aus Polyethylen entfernt zu werden, können diese wieder in den Boden gepflügt werden.
Aber obwohl sie biologisch abbaubar sind, bleiben Fragen zu den langfristigen Auswirkungen von biologisch abbaubaren Kunststoffen auf Bodenökosysteme. Darüber hinaus werden biologisch abbaubare Kunststoffe immer noch aus Erdölprodukten hergestellt und können Zusatzstoffe mit nachteiligen Auswirkungen auf die Umwelt enthalten.
Aus diesen Gründen hat Australien kürzlich vollständig biologisch abbaubare Kunststoffe verboten. Die Europäische Union hat eine Norm für biologisch abbaubare Mulchfolien entwickelt, die fordert, dass sie Ökosysteme nicht schädigen, indem sie Beschränkungen für schädliche Komponenten festlegen.
Eine überraschende Quelle der Plastikkultur ist der ökologische Landbau, da Plastikmulchen und Gewächshäuser den Biobauern helfen können, die Pflanzen vor Unkräutern und Schädlingen zu schützen. Stroh- und Papiermulch bieten vielversprechende Alternativen, aber sie bleiben für viele Erzeuger zu kostspielig und arbeitsintensiv.
Pflanzgefäße stellen eine weitere Möglichkeit dar, Plastikmüll zu bekämpfen. Pflanzbare Behälter aus natürlichen Materialien wie Torf, Kuhdung, Reis, Zellstoff, Kokosnuss oder Papier können mit Pflanzen in den Boden gepflanzt werden.
Eine weitere Alternative sind Pflanzgefäße aus Naturmaterialien, die nicht bepflanzt, sondern kompostiert werden können. Schließlich gibt es recycelte biobasierte Kunststoffbehälter, die manchmal mit Naturfasern gemischt werden und sich allmählich biologisch abbauen.
Obwohl die Verwendung von mehr biologisch abbaubaren Kunststoffen und kunststofffreien Alternativen die mit der Plastikkultur verbundenen Umweltprobleme nicht vollständig lösen kann, tragen sie dazu bei, die schädlichen Auswirkungen von Kunststoffen in der Landwirtschaft erheblich zu bekämpfen.
Je mehr Erzeuger, Verbraucher und Regierungen nachhaltige Alternativen zu landwirtschaftlichen Kunststoffen unterstützen – und gleichzeitig Praktiken wie Wassereinsparung und reduzierten Einsatz von chemischen Düngemitteln und Pestiziden verstärken –, desto gesünder werden unsere Gemeinschaften, unser Ernährungssystem und unser Planet sein.
