In recente jaren, beleidsmakers over de hele wereld hebben initiatieven gelanceerd om de hoeveelheid "organische stof in de bodem, " of SOM, als een manier om de bodemgezondheid te verbeteren en de landbouwproductie te stimuleren. Verrassend genoeg, echter, er is beperkt bewijs dat deze strategie de gewasopbrengst daadwerkelijk zal verbeteren.

Een nieuw artikel van Yale-onderzoekers kwantificeert deze relatie tussen organische stof in de bodem en gewasopbrengsten op mondiaal niveau. Schrijven in het journaal BODEM , ze bevestigen dat grotere concentraties organisch materiaal inderdaad grotere opbrengsten opleveren, maar slechts tot op zekere hoogte.

specifiek, ze vinden dat het verhogen van de organische koolstof in de bodem - een veel voorkomende maatstaf voor organische stof in de bodem - de opbrengst verhoogt totdat de concentraties ongeveer 2 procent bereiken, op welk niveau ze de neiging hebben om een ​​verzadigingspunt te bereiken. Daarna, zeggen de onderzoekers, de stijging van de SOM begint een verminderd rendement op te leveren.

Zelfs nog, ze ontdekken dat ongeveer tweederde van de landbouwgrond die bestemd is voor twee van 's werelds belangrijkste basisgewassen - maïs en tarwe - onder die drempel van 2 procent valt, wat wijst op het enorme potentieel voor landbouwbeleid dat meer organische stof in de bodem bevordert.

"Het uitgangspunt voor zoveel duurzame landbeheerpraktijken is dat als je de organische stof in de bodem verhoogt, je de productie verhoogt, " zei Emily Oldfield, een doctoraat student aan de Yale School of Forestry &Environmental Studies (F&ES) en hoofdauteur van het artikel. "Maar als je in de literatuur duikt, er zijn maar heel weinig empirische studies die die relatie daadwerkelijk rechtstreeks kwantificeren."

"Deze resultaten laten zien dat het waardevol is om op feiten gebaseerde SOM-doelen vast te stellen voor veel initiatieven op het gebied van landbeheer, " zei ze. "Ze suggereren ook dat we moeten afstappen van een kwalitatieve 'meer is beter'-benadering van bodemgezondheidsbeleid en naar specifieke regionale en lokale doelen die meetbare landbouwresultaten kunnen bereiken."

Co-auteurs van het artikel zijn Mark Bradford, hoogleraar bodem- en ecosysteemecologie bij F&ES, en Stephen Wood, een wetenschapper bij The Nature Conservancy. BODEM is een interactief open access tijdschrift van de European Geosciences Union.

Het is algemeen bekend dat het opbouwen en onderhouden van organische stof in de bodem essentieel is voor de gezondheid van de bodem. (SOM verwijst naar organisch materiaal in de bodem, inclusief plantaardig en dierlijk materiaal dat in ontbinding is.) Het versterkt het vermogen van de bodem om water en voedingsstoffen vast te houden, ondersteunt structuur die drainage en beluchting bevordert, en helpt het verlies van bovengrond door erosie te minimaliseren.

Voor jaren, beleidsmakers hebben de rol van organische stof in de bodem benadrukt in een reeks programma's, inclusief de "4 per 1, 000"-initiatief van de Soils for Food Security - dat voortkwam uit de COP21-onderhandelingen - en het "Framework for a Federal Strategic Plan for Soil Science" van de VS.

En toch als het gaat om zijn rol bij het bevorderen van de productie van gewassen, er is een verrassend gebrek aan kwantitatief bewijs, zegt Bradford. Voor Bradford, deze leemte in kennis is al bijna tien jaar een knagende zorg; een rapport van de National Research Council uit 2010 over duurzame landbouw beschreef organische stof als de hoeksteen van de meeste initiatieven op het gebied van duurzaamheid en bodemkwaliteit, hij herinnert zich, maar bood geen informatie over hoeveel er daadwerkelijk nodig was om de gewasopbrengst te verhogen en de bemesting te verminderen.

"Ik vertelde mensen altijd hoe belangrijk organische stof in de bodem was, en toch was hier een nationale synthese van onze wetenschappelijke toporganisatie die zei dat we niet de gegevens hadden om iets zinnigs te zeggen, "Zei Bradford. "Ons document is de eerste echt synthetische poging om cijfers naar buiten te brengen als leidraad voor de praktijk door te helpen bij het vaststellen van doelen."

Om dit te doen, ze verzamelden bestaande gegevens over gewasopbrengsten van maïs en tarwe die werden gecombineerd met metingen van organische stof in de bodem op locaties over de hele wereld. Ze ontdekten dat de grootste winst in opbrengst optrad tussen concentraties van 0,1 procent en 2 procent. Bijvoorbeeld, opbrengsten waren 1,2 keer hoger op 1 procent dan 0,5 procent. Maar die winsten hebben de neiging om af te vlakken wanneer de concentraties 2 procent bereiken.

"Het resultaat is dat we nu cijfers hebben, niet alleen niet-geverifieerde ideeën, dat als u organische stof opbouwt, u de resultaten kunt verbeteren, zoals minder kunstmest en een hogere opbrengst, " zei Bradford. "Het is een plek om te beginnen met het versterken van de inspanningen voor bodembeheer voor een gezonde planeet en verbeterde voedselzekerheid."

De analyse biedt waardevolle inzichten voor beleidsmakers en onderzoekers bij het evalueren van de relatie tussen koolstof in de bodem en gewasopbrengst, zei Hout, een Yale-afgestudeerde die nu een toegepaste wetenschapper is bij de Nature Conservancy.

En hoewel het onderzoek een globale analyse vertegenwoordigt, hij zei, de methodologie zal het gemakkelijker maken om doelen te identificeren op specifieke landbouwlocaties over de hele wereld. "Omdat alle locaties verschillende drempels hebben voor hoeveel een bodemeigenschap kan worden gewijzigd en welk niveau van een bodemeigenschap 'goed' is voor die plaats, ' zei Hout.

Bradford toegevoegd:"We willen nu werken aan het verfijnen van deze relaties voor specifieke regio's en zelfs specifieke boerderijen, en we hopen samenwerkingsverbanden aan te gaan met landbouwbedrijven om deze mogelijkheid te realiseren."