Een nieuwe studie van onderzoekers van de Universiteit van Minnesota en de Iowa State University stelt vast dat het diversifiëren van vruchtwisselingen de negatieve milieu- en gezondheidseffecten aanzienlijk kan verminderen. terwijl de winstgevendheid voor de boeren behouden blijft.

Het onderzoek, onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Milieuwetenschap en -technologie , constateert dat het toevoegen van kleine granen en voedergewassen zoals luzerne aan de conventionele maïs-soja-rotatie, die de productie in Minnesota domineert, Iowa en andere Corn Belt-staten, kan de negatieve milieueffecten aanzienlijk verminderen en tegelijkertijd de landbouweconomieën ondersteunen.

"Boeren hebben lang vruchtwisseling toegepast om de productiviteit van hun land te behouden, " zei Natalie Hunt, universitair docent bij de afdeling Bioproducts and Biosystems Engineering aan het U of M's College of Food, Landbouw- en natuurlijke hulpbronnenwetenschappen en College of Science and Engineering. "We laten zien dat het toevoegen van meer gewassen aan de conventionele maïs-soja-rotatie gunstig is voor zowel de boeren als het milieu."

Het werk was gebaseerd op gegevens van een grootschalige, veldexperiment op lange termijn op Marsden Farm van de Iowa State University. Het experiment, gestart in 2001, vergelijkt de prestatiekenmerken van een tweejarige maïs-soja-rotatie met die van een driejarige maïs-soja-haver-rotatie en een vierjarige maïs-soja-haver-alfalfa-rotatie.

"Dit nieuwe artikel voegt belangrijke inzichten toe in de milieueffecten en de gevolgen voor de menselijke gezondheid van conventionele en meer diverse teeltsystemen, " zei Matt Liebman, hoogleraar Agronomie en de H.A. Wallace bijzonder leerstoel voor duurzame landbouw aan de Iowa State University. "Dit soort informatie is belangrijk voor het ontwikkelen van duurzame en veerkrachtige manieren om te boeren en tegelijkertijd de planeet te beschermen."

De onderzoekers keken naar vervuiling door zowel de landbouw als de toeleveringsketen, inclusief de productie van meststoffen, brandstof en herbiciden. Ze combineerden veldexperimentgegevens met emissiedatasets en een luchtkwaliteitsmodel, om emissies en schade als gevolg van klimaatverandering te schatten, menselijke gezondheid via vervuiling en de hoeveelheid fossiele brandstoffen die bij elk teeltsysteem horen.

Ze ontdekten dat de belangrijkste oorzaak van milieuschade kunstmest is, waarvoor veel fossiele brandstof nodig is om te produceren. Verder, wanneer kunstmest wordt toegepast op gewassen, er komen broeikasgassen en verontreinigende stoffen vrij die de luchtkwaliteit schaden, voornamelijk ammoniak. Door kleine granen en ruwvoer toe te voegen aan rotaties, er is minder kunstmest nodig en er wordt minder vervuiling uitgestoten.

De toevoeging van een enkel klein graangewas kan het gebruik van fossiele brandstoffen verminderen, vervuiling en schade met ongeveer de helft, volgens het onderzoek. De studie vond ook meer diverse rotatiesystemen:

• gebruikte 56% minder fossiele brandstoffen;
• genereerde 54% minder uitstoot van broeikasgassen;
• en had de schade als gevolg van de uitstoot van broeikasgassen en luchtverontreinigende stoffen 42% lager dan het conventionele maïs-sojasysteem.

"Het opnieuw integreren van landbouwpraktijken van slechts een paar generaties geleden heeft het potentieel om positieve milieuvoordelen op te leveren, ' zei Hunt.

Meer dan 30 wetenschappelijke artikelen die zijn gepubliceerd naar aanleiding van het werk op de Marsden Farm-site hebben betrekking op gewasopbrengsten, bodemeigenschappen, onkruid, economische kosten en opbrengsten, ecologische processen en andere onderwerpen. In eerder werk, de onderzoekers toonden aan dat het diversifiëren van gewassen bodemerosie en verlies van nutriëntenafvoer kan verminderen. Deze studie breidt hun eerdere bevindingen uit met vervuiling in de lucht.

"Het landbouwlandschap in het Midwesten werd veel minder divers na de Tweede Wereldoorlog, omdat synthetische meststoffen en pesticiden op grotere schaal werden gebruikt, en aangezien de veeteelt grotendeels was losgekoppeld van de gewasproductie", zei Liebman. "Ons werk laat zien dat terugkeer naar meer diverse vruchtwisselingen een win-win-winsituatie kan zijn voor boeren, het publiek en het milieu."