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Diversifizierung für mehr Ertrag

Die brasilianische Savanne (Cerrado) wird erst seit verhältnismäßig kurzer Zeit ackerbaulich bewirtschaftet. Heute aber trägt vor allem der Bundesstaat Mato Grosso wesentlich zur Produktion von Agrarerzeugnissen des Landes bei.

Anfangs gab es für die Landwirte große Herausforderungen. Eine davon waren die ursprünglich sehr nährstoffarmen Böden. Es war nötig, den pH-Wert durch Aufkalken zu verbessern sowie den Phosphor- und den Kaligehalt zu heben. Diese hohen Investitionen waren die Grundvoraussetzung für die Ertragsfähigkeit der Böden und die Basis für die Rentabilität der landwirtschaftlichen Nutzung überhaupt.

Die Zeitachse zeigt auch die Entwicklung der Getreideerträge in der Region (Abb.1).

Mit der Weiterentwicklung der Landwirtschaft in diesen Gebieten wurden die Produktionsverfahren komplexer und die Bewirtschaftung intensiver (Abb. 2). Die Verkürzung der Anbauzyklen für Sojabohnen, Mais und Baumwolle in Kombination mit der Aussaat von Soja Mitte September und Anfang Januar ermöglichte eine bessere Ausnutzung der Vegetationszeit.
Das jetzige Ackerbausystem besteht aus dem aufeinanderfolgenden Anbau von Sojabohnen/Mais und/oder Sojabohnen/Baumwolle zur zweiten Ernte – zurzeit werden mehr als 60 % der landwirtschaftlichen Fläche des Bundesstaates auf diese Weise genutzt.

Der zweimalige Anbau warf Fragen auf, mit denen man sich bisher aus wissenschaftlicher Sicht nur wenig beschäftigt hat. Denn meistens wird bei den Forschungsarbeiten nur eine Kultur isoliert betrachtet und nicht im Zusammenhang mit einer anderen im selben Anbaujahr.
Die Intensivierung führte zu günstigeren Bedingungen für Unkräuter, Schadinsekten, Fadenwürmer und Krankheiten. Dazu kamen Resistenzen. Vor diesem Hintergrund wurden in Mato Grosso über einen längeren Zeitraum einige Versuche durchgeführt.

2008 entschied sich die MT Stiftung, eine Versuchsreihe zur Untersuchung der Auswirkungen von Fruchtwechsel, Fruchtfolge und Monokultur-Systemen zu beginnen – mit Sojabohnen als Hauptfrucht, um die Auswirkung der Reihenfolge der Kulturen auf den Sojabohnenertrag und auf die Bodenfruchtbarkeit zu analysieren. Der Langzeitversuch wird unter Praxisbedingungen auf Versuchsflächen der Stiftung durchgeführt. Diese befinden sich auf der Cachoeira Farm (17° 09' S, 54° 45' W und 490 m Höhe), nahe der Autobahn BR-163, bei Itiquira. Der Boden ist sehr lehmig. Er wurde über mehr als 30 Jahre mit mineralischen Nährstoffen und mit Kalk versorgt und gilt daher als fruchtbar. Die acht Anbauvarianten des Versuchs sind in Tabelle 1 beschrieben und decken folgende Bereiche ab: verschiedene Fruchtfolgen, die Kombination mit Zwischenfrüchten, Fruchtwechsel und Monokulturen.

Während der elf Versuchsjahre konnten einige wichtige Ergebnisse beobachtet werden. Die Menge an Stroh zwischen den Verfahren ist bei Systemen mit Fruchtwechsel und Fruchtfolge deutlich höher (Abb. 4). Bei Verfahren mit Fruchtfolge ist es wichtig, die Unterschiede der Stroharten und der Bewurzelung bei verschiedenen Spezies zu betrachten – sie alle erschließen das Bodenprofil auf jeweils ganz unterschiedliche Weise.

Der Ertrag von Sojabohnen, der Hauptfrucht des Versuchs, wird durch die verschiedenen Produktionsverfahren beeinflusst und ist über die Jahre gestiegen. Der Anstieg des Produktivitätsniveaus aller Verfahren während der letzten drei Vegetationsperioden ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass ertragreichere Sorten benutzt wurden, die erst vor Kurzem auf den brasilianischen Markt kamen. Der Durchschnittsertrag für diesen Zeitraum ist bei den Verfahren mit Fruchtfolge oder Fruchtwechsel deutlich höher als bei Monokultur.

Über einen Zeitraum von sechs Ernten (2008/2009 bis 2013/2014) hatte die unterschiedliche Bewirtschaftung keinen Einfluss auf die Ertragsfähigkeit. Unterschiede ergaben sich ab der Ernte 2014/15. Der Hauptgrund dafür war eine Kombination aus Wasserstress und einer extrem frühen Sojabohnensorte. Dies unterstreicht die Pufferfähigkeit von Lehmböden mit guter Nährstoffversorgung, wie sie auf dem Versuchsbetrieb der MT Stiftung vorherrschen. Für die Landwirte lautet die wichtigste Botschaft: Durchhalten mit dem Direktsaat-System – die guten Ergebnisse stellen sich nämlich nicht gleich nach der Einführung ein, sondern im Laufe der Jahre, wenn sich das System stabilisiert.

Bisher ist kein deutliches Ertrags-Plus von Soja bei Fruchtfolgesystemen im Vergleich zu Fruchtwechselsystemen erkennbar. Allerdings werden weitere Auswertungen vorgenommen. So will man feststellen, inwieweit Fruchtfolgevarianten dazu beitragen können, die Bodenbiologie zu verbessern. Abb. 6 zeigt, wie die Humusbildung die Fruchtbarkeit gerade von tropischen Böden verändern kann.

Abb.6. Ansicht der Bodenoberfläche, 0 bis 10 cm Schicht für Sojabohnen/Brache, Sojabohnen/Mais und Sojabohnen/Fruchtfolgesysteme. Mit der Zeit und mit der Entstehung von verschiedenen Mulcharten und -mengen auf der Oberfläche wird der Boden immer dunkler. Die drei Produktionsmethoden weisen in der 0 bis 10 cm Schicht folgenden Gehalt an organischer Substanz auf: jeweils 3,2 %, 3,8 % und 4,0 %.  Fotos: C. Kappes (2016)

Im Versuch wurden mikrobiologische Analysen durchgeführt, die die Bodenenzyme genauer aufschlüsseln, die sich auf den Kohlenstoff-, Schwefel- und Phosphorzyklus auswirken. So konnten Indikatoren für die biologische Qualität des Bodens definiert werden. Produktionsverfahren mit einer höheren Strohmenge bringen eine größere biologische Aktivität.
Diese Parameter zeigen, wie viel Stroh in tropischen Böden notwendig ist, um das gesamte biologische Potential zu aktivieren. Bei manchen Anbausystemen war die biologische Aktivität bei Bewirtschaftungsverfahren mit einer hohen Strohmenge achtmal so hoch wie bei der Monokultur-Bewirtschaftung von Sojabohnen. Diese Ergebnisse fließen in die Routineuntersuchungen von Bodenforschungslabors mit ein und werden bald für die Landwirte zur Verfügung stehen, um mikrobiologische Informationen über unterschiedliche Böden auf unterschiedlichen Betrieben zu sammeln.

Fazit

Nach elf Versuchsjahren mit acht verschiedenen Bewirtschaftungssystemen lässt sich für den Bundesstaat Mato Grosso Folgendes sagen: Die Produktivität von Sojabohnen ist eng verbunden mit der verwendeten Anbaumethode. Dort, wo mehr Stroh im Boden vorhanden war, war die Ertragsfähigkeit der Sojabohnen höher. Bei Systemen, bei denen eine größere Vielfalt an Spezies angebaut wird (Fruchtfolge), ist der Sojaertrag immer noch ähnlich wie bei weniger vielfältigen Systemen (Fruchtwechsel). Allerdings sind höhere Werte für mikrobiologische Aktivität im Boden feststellbar. Dies zeigt, in welchem Maß es sinnvoll ist, die Getreideproduktion beizubehalten und damit ein Bewirtschaftungssystem mit einer höheren Strohmenge zu haben. Die Folge ist dann ein Anstieg des Humusgehaltes im Boden.
Da es sich um einen Langzeitversuch handelt, wird er durch die MT Stiftung noch weitere Jahre fortgeführt, um die Auswirkung der Bewirtschaftungssysteme auf die Ertragsfähigkeit von Sojabohnen noch intensiver zu untersuchen. Bald werden weitere Analysen, z.B. zur Kohlenstoffbindung, folgen. Ziel ist es, die Auswirkung der Kulturenvielfalt einzuschätzen. Dies soll dazu beitragen, die Landwirtschaft, vor allem aber den Ackerbau in der Savanne noch nachhaltiger zu machen.