Wetenschap
Plastic-kaslandbouw:een nieuw bodemprofielontwerp voor mondiale duurzaamheid en verbeterde gewasproductie
Een onderzoeksteam heeft een nieuw conceptueel raamwerk ontwikkeld voor het ontwerpen van bodemprofielen voor plastic kassen die tegemoetkomen aan de behoeften van kleine boeren. Het bodemprofiel omvat vier functionele lagen:een bodemmulchlaag om verdamping te voorkomen, een wortel-koolstoflaag voor voedingsstoffen, CO2 en warmteopwekking, een bodem-koolstofmengsellaag voor buffering en toevoer van voedingsstoffen, en een waterconserveringslaag om water en voedingsstoffen op te slaan.
Dit betaalbare en duurzame profielontwerp, geïllustreerd door het zandmulchen in Almería, Spanje, en het verzonken profiel in Shouguang, China, houdt een grote belofte in voor het wereldwijd verbeteren van de tuinbouwproductie. Toekomstig onderzoek zal zich richten op het aanpassen van deze profielen aan lokale omstandigheden en het optimaliseren van de organische input om zowel de plant- als de bodemgezondheid te verbeteren, en uiteindelijk duurzame landbouwpraktijken te ondersteunen.
Plastic kassen, waaronder hoge tunnels en zonnekassen, spelen een cruciale rol bij het beschermen van tuinbouwgewassen tegen verschillende soorten stress, waardoor productie het hele jaar door mogelijk is. Deze kassen, die wereldwijd 4,8 miljoen hectare beslaan, creëren unieke microklimaten voor Anthrosols, die aanzienlijk verschillen van bodems in de volle grond.
Ondanks hun economische voordelen lijden plastic-broeikasbodems vaak onder ernstige degradatie als gevolg van intensief agrochemisch gebruik, wat leidt tot bodemverzuring, verzilting en verhoogde uitstoot van broeikasgassen. Alternatieve methoden zoals grondloze substraten of hydrocultuursystemen bieden hoge opbrengsten, maar zijn voor veel kleine boeren onbetaalbaar. Er is een dringende behoefte aan het begrijpen en ontwerpen van kosteneffectieve bodemprofielen voor deze omgevingen om de duurzaamheid te verbeteren en het levensonderhoud van kleine boeren te ondersteunen.
Een onderzoek gepubliceerd in Vegetable Research op 2 april 2024, heeft tot doel tegemoet te komen aan de unieke eisen van plastic-kasbodems.
In deze studie werd een gedetailleerd ontwerp van een bodemprofiel toegepast en gestructureerd om de omstandigheden voor tuinbouwgroei te optimaliseren. Dit profiel bestaat uit vier verschillende lagen:een mulchlaag om verdamping te voorkomen en de luchtvochtigheid te reguleren; een wortel-koolstoflaag die is ontworpen om koolstofhoudende verbindingen te ontvangen voor het genereren van voedingsstoffen, CO2 en warmte; een bodem-koolstofmengsellaag die dient als buffer om voedingsstoffen en water op te slaan, terwijl ook toxische metabolieten worden afgebroken; en een waterbesparende laag die is ontworpen om water en voedingsstoffen vast te houden en uitspoeling te verminderen.
Elke laag is op maat gemaakt om de specifieke uitdagingen aan te pakken waarmee planten in plastic-kasomgevingen worden geconfronteerd, zoals lagere temperaturen, hoge luchtvochtigheid en verlies van voedingsstoffen. En de diepte van deze vier lagen hangt af van de specifieke eisen van een lokale bodem en klimaat. Twee typische voorbeelden van dit concept zijn samengevat:het zandmulchprofiel in Almería, Spanje en het verzonken profiel in Shouguang, China. Het ontwerp maakt effectief gebruik van lokale hulpbronnen zoals mest en klei, waardoor het kosteneffectief en geschikt is voor kleine boeren.
In Almería is het gebruik van mest en zandmulchen succesvol gebleken bij het verbeteren van de bodemwarmte en de beschikbaarheid van voedingsstoffen, wat heeft geleid tot een hogere winstgevendheid vergeleken met meer technologie-intensieve grondloze culturen. Op dezelfde manier maakt het verzonken profiel in Shouguang gebruik van lokale klei om een gunstig microklimaat te creëren voor wortelontwikkeling en vochtretentie, waardoor de uitspoeling van voedingsstoffen aanzienlijk wordt verminderd in vergelijking met traditionele open veldsystemen.
Jinlong Dong, de hoofdonderzoeker van het onderzoek, zegt:"Dit bodemprofielontwerp is betaalbaar en kosteneffectief voor kleine boeren om tuinbouwproducten duurzaam te produceren, daarom is het de moeite waard om wereldwijd toegepast te worden." Deze innovatieve benadering van bodembeheer in plastic kassen onderstreept het belang van het aanpassen van landbouwpraktijken aan lokale omstandigheden en tegelijkertijd het verbeteren van de duurzaamheid en productiviteit.