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KI: Der Beginn einer neuen Ära der Lebensmittelherstellung?

Von Berenice Di Biase , 26.04.2024

Die Landwirtschaft steht vor beispiellosen Herausforderungen. Um nur einige zu nennen: unvorhersehbares und extremes Wetter aufgrund des Klimawandels, ökologische Degradation und Verlust der Biodiversität, steigende Nahrungsmittelnachfrage aufgrund einer wachsenden Bevölkerung. Um die landwirtschaftliche Produktion aufrechtzuerhalten, ohne die Klima- und Umweltbedrohungen zu verschärfen, müssen innovative Lösungen eingesetzt werden. Eine davon ist künstliche Intelligenz (KI). Das Aufkommen der KI hat es uns ermöglicht, große Datensätze in allen Formen und Größen zu analysieren und daraus zu lernen, was die Entwicklung der Präzisionslandwirtschaft zur Optimierung des landwirtschaftlichen Managements beschleunigt.

Satellitendaten für Entscheidungsfindung

Ein widerstandsfähiges und nachhaltiges globales Ernährungssystem ist zweifellos auf die Wiederherstellung und den Erhalt der Bodengesundheit angewiesen. Böden sind extrem heterogen; selbst auf kleinen räumlichen Skalen variieren die physikalisch-chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens stark. KI bietet die Möglichkeit, die Produktivität zu steigern, indem von einem universellen Ansatz zu einem bodenzentrierten Präzisionsansatz übergegangen wird, wenn es um den Einsatz landwirtschaftlicher Betriebsmittel, Bewässerung und Anbausysteme geht.

Moderne Satellitenmissionen bieten eine Fülle öffentlich zugänglicher Daten, die zur Überwachung der Bodengesundheit genutzt werden können. Beispielsweise bietet der europäische Sentinel-2 hochauflösende Daten (10 Meter x 10 Meter) von einem multispektralen Bildsensor mit 13 Spektralbändern. Diese einzelnen Spektralbänder können kombiniert werden, um ein Signal abzuleiten, das spezifische Bodeneigenschaften und Bodenparameter wie Bodenfeuchtigkeit, organischen Kohlenstoffgehalt und Nährstoffgehalte vorhersagen kann.

Durch die Integration dieser Daten mit KI-Algorithmen können detaillierte Bodenkarten erstellt werden, die Echtzeiteinblicke in die Bodenbedingungen über weite landwirtschaftliche Flächen hinweg bieten. Diese Karten ermöglichen es Landwirt:innen, die genaue Menge an Düngemitteln, Wasser und anderen Betriebsmitteln genau dort anzuwenden, wo sie benötigt werden, wodurch Abfall reduziert und die Erträge gesteigert werden. Darüber hinaus unterstützt die KI-gesteuerte Überwachung der Bodengesundheit die frühzeitige Erkennung von Bodendegradation, wodurch rechtzeitige Maßnahmen ergriffen werden können, um langfristige Schäden zu verhindern und nachhaltige Anbaumethoden zu fördern.

Ertrags- und ökologisches Management: Präzise Pestizidanwendung

Es wird geschätzt, dass jährlich 20-40% der globalen Erträge durch Schädlinge und Krankheitserreger verloren gehen, was die Ernährungssicherheit gefährdet und die Nahrungsmittelungleichheit verschärfen kann. Pflanzenschutzmittel bieten bei richtiger Anwendung einen entscheidenden Schutz gegen Ertragsverluste.

Der weltweite Pestizideinsatz wächst stetig und hat sich seit den 90er Jahren mehr als verdoppelt. Im Jahr 2021 schätzte die FAO den gesamten globalen Verbrauch an Pestizidwirkstoffen auf 3,5 Millionen Tonnen, was dem Gewicht von über 600.000 Elefanten entspricht. Der übermäßige Einsatz von Pflanzenschutzmitteln wie Pestiziden birgt mehrere ökologische Bedrohungen. Unangemessene Pestizidnutzung wurde mit Biodiversitätsverlust, Rückgang der Bestäuber und Kontamination von Böden und Grundwasser in Verbindung gebracht – wodurch die langfristige Nachhaltigkeit und Produktivität unserer Ernährungssysteme sowie die menschliche Gesundheit gefährdet werden könnten.

Eine Lösung zu finden, die darauf abzielt, den Pestizideinsatz zu reduzieren und gleichzeitig die Ertragsstabilität, den Umweltschutz und ein nachhaltiges und regeneratives Ernährungssystem zu fördern, ist nicht trivial. Die Reduktion von Pestizidspritzungen während der Anbauperiode könnte die Erträge mindern, während die Verringerung der angewendeten Dosis die Wirksamkeit des Produkts verringern und das Risiko einer genetischen Resistenz der Schädlinge gegen das Produkt erhöhen könnte. Wie könnte hier eine Lösung aussehen? Vielleicht liegt die Antwort in der Technologie, denn der Pestizideinsatz könnte durch die Einführung gezielterer Anwendungsschemata reduziert werden.

Fortschrittliche Algorithmen auf Basis von Bilderkennung, die durch KI unterstützt werden, ermöglichten die Entwicklung von auf Traktoren montierten Herbizidspritzern, die Unkräuter innerhalb eines Sekundenbruchteils erkennen und mit Herbizid besprühen. Obwohl die Unkrauterkennung auf Bildanalyse die am weitesten entwickelte Anwendung ist, können diese Spritzgeräte darüber hinaus mit hochmodernen KI-Systemen und Sensoren ausgestattet werden, die eine präzise Anwendung von Pestiziden, Herbiziden und Düngemitteln gewährleisten. Durch den Einsatz von Variable Rate Technology (VRT) können diese Spritzgeräte die Menge der aufgebrachten Chemikalien basierend auf Echtzeitdaten zu Bodenbedingungen, Feuchtigkeitsgehalt und Schädlingsvorkommen anpassen. GPS-Leitsysteme verbessern die Genauigkeit weiter, indem sie es den Landwirt:innen ermöglichen, Felder gleichmäßig ohne Überlappungen oder ausgelassene Stellen zu bearbeiten. Zusätzlich sammeln und analysieren diese Spritzgeräte während des Betriebs Daten, die Erkenntnisse liefern, die zukünftige Anwendungen verfeinern, Abfall reduzieren und die Umweltauswirkungen minimieren.

Mit der Zeit Schritt halten: KI-gesteuerte Entwicklung neuer Pflanzenschutzmittel

Geläufige Pestizide haben normalerweise ein breites Spektrum an Zielorganismen, was bedeutet, dass sie bei Anwendung auch Organismen jenseits des beabsichtigten Schädlings beeinflussen können. Breitbandpestizide, obwohl effektiv gegen eine Vielzahl von Schädlingen, stellen erhebliche Risiken für Nichtzielorganismen dar, einschließlich essentieller Bestäuber wie Bienen. Die unterschiedslose Natur dieser Chemikalien hat zur Folge, dass sie nicht zwischen schädlichen Schädlingen und nützlichen Organismen unterscheiden, was zu erheblichen ökologischen Störungen führen kann.

Um hier ein Beispiel zu geben: Organophosphat-basierte Pestizide sind eine der am häufigsten verwendeten Pestizidklassen. Der primäre Wirkmechanismus von Organophosphat-Insektiziden ist die Hemmung eines biochemischen Prozesses, der bei vielen Organismen geläufig ist. Das Pestizid hemmt das Enzym Acetylcholinesterase, was zur Akkumulation von Acetylcholin führt, einem Schlüsselneurotransmitter, der für die Funktion des Nervensystems entscheidend ist, und tötet schließlich das Insekt. Da der biochemische Weg, der ins Visier genommen wird, über verschiedene Lebensformen hinweg konserviert ist, können diese Organophosphate, wenn sie aufgenommen werden, auch die Tierwelt schädigen.

Jedoch unterliegt die Entwicklung von Pflanzenschutzmitteln sowohl methodisch als auch ideologisch einem Wandel. Es gibt eine wachsende Nachfrage nach Pestiziden, deren Wirkprinzip biochemische Wege ins Visier nimmt, die nur bei den Zielschädlingen verbreitet sind, wodurch negative Auswirkungen auf breitere Organismen reduziert werden. Ähnlich wie die Wirkstoffentdeckung in der Pharmaindustrie hat KI die Entwicklung und Entdeckung von Pflanzenschutzmitteln revolutioniert. Durch den Einsatz von KI und maschinellem Lernen können Wissenschaftler:innen große Chemikalienbibliotheken durchsuchen und kleine Moleküle identifizieren, die speziell auf Schädlinge abzielen, ohne Nichtzielorganismen zu beeinträchtigen.

KI-gesteuerte Methoden rationalisieren den Pestizid-Entdeckungsprozess durch die computergestützte Durchsuchung umfangreicher virtueller Bibliotheken. Maschinelle Lernmodelle, insbesondere solche, die auf DNA-kodierten kleinen Molekülbibliotheken trainiert sind, analysieren Bindungsaffinitäten und strukturelle Muster, um vielversprechende Kandidaten vorherzusagen. Diese Modelle nutzen eine neue Generation der Sequenzierung, die eine schnelle und effiziente Identifizierung von Molekülen mit gewünschten Eigenschaften ermöglicht. Folglich kann KI subtile Muster und Interaktionen entdecken, die menschlicher Analyse entgehen könnten, wodurch die Präzision der Zielmolekülauswahl verbessert wird. Dieser Ansatz beschleunigt nicht nur die Entwicklung umweltfreundlicher Pestizide, sondern reduziert auch erheblich Kosten und Zeit, was ihn zu einer wichtigen Innovation in der nachhaltigen Landwirtschaft macht.

Fazit

Zusammenfassend bietet die Integration von künstlicher Intelligenz in die Landwirtschaft eine transformative Möglichkeit, die Herausforderungen zu bewältigen, denen der Sektor heute gegenübersteht. Von der Optimierung der Bodengesundheit und der Steigerung der Ernteerträge bis hin zur Reduzierung des Pestizideinsatzes und der Entdeckung sichererer Pflanzenschutzprodukte stehen KI-gesteuerte Technologien an der Spitze der nachhaltigen und präzisen Landwirtschaft.

Wenn wir in die Zukunft blicken, wird der fortgesetzte Fortschritt und die Einführung von KI in der Landwirtschaft entscheidend sein, um die wachsenden Nahrungsmittelbedürfnisse einer expandierenden Weltbevölkerung zu erfüllen und gleichzeitig die negativen Auswirkungen des Klimawandels und der ökologischen Degradation zu mindern. Wir bei Soilytix reiten auf dieser Welle des technologischen Wandels. Wir nutzen KI, um zu verstehen, wie die landwirtschaftliche Produktivität auf Feldebene durch gezielte Interventionen verbessert und gleichzeitig unsere Böden geschützt werden können. Außerdem entwickeln wir unsere eigenen Fernerkennungsalgorithmen, um Bodenbeprobungsstrategien zu verbessern und effizienter zu gestalten.

Durch die Nutzung dieser technologischen Innovationen können wir den Weg für ein widerstandsfähigeres, nachhaltigeres und gerechteres globales Lebensmittelsystem ebnen.

 

Quellen:

• Douglas, M. R. et al. Putting pesticides on the map for pollinator research and conservation. Sci Data 9, 571 (2022).
• Kashani, M., Ghorbani, M. A., Shahabi, M., Naganna, S. R. & Diop, L. Multiple AI model integration strategy—Application to saturated hydraulic conductivity prediction from easily available soil properties. Soil and Tillage Research 196, 104449 (2020).
• Lushchak, V. I., Matviishyn, T. M., Husak, V. V., Storey, J. M. & Storey, K. B. Pesticide toxicity: a mechanistic approach. EXCLI J 17, 1101–1136 (2018).
• McCloskey, K. et al. Machine Learning on DNA-Encoded Libraries: A New Paradigm for Hit Finding. Med. Chem. 63, 8857–8866 (2020).
• Savary, S. et al. The global burden of pathogens and pests on major food crops. Nat Ecol Evol 3, 430–439 (2019).
• Sun, Z., Liu, F., Wu, H. & Zhang, G.-L. Developing a national black soil map of China through machine learning classification. CATENA 240, 107993 (2024).
• Zanin, A. R. A. et al. Reduction of pesticide application via real-time precision spraying. Sci Rep 12, 5638 (2022).
• https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-2/Introducing_Sentinel-2
• https://www.fao.org/pest-and-pesticide-management/about/understanding-the-context/en/
• https://www.unep.org/news-and-stories/story/bees-bans-and-broad-spectrum-pesticides

Warum Böden eine Datenschatzkammer für das Verständnis von Ökosystemgesundheit sind

Von Dr. Hannah Schragmann , 08.05.2024

Seit der Verabschiedung des Kunming-Montreal Global Biodiversity Frameworks im Jahr 2022 erhält das Thema Biodiversität und Gesundheit der Ökosysteme endlich die Aufmerksamkeit, die es verdient. Wenn es jedoch darum geht, hier Fortschritt zu messen, basieren die verwendeten Methoden oft hauptsächlich auf Fernerkundung: Das bedeutet, dass wir Ökosysteme von oben betrachten und ihre Gesundheit anhand der Parameter beurteilen, die wir aus dem Weltraum sehen können. Wir betrachten die Kronendichte, räumliche Parameter, Veränderungen in der Landnutzung – und wenn es um den Boden geht, vielleicht Farbe oder Struktur.

Auf diese Weise übersehen wir jedoch zwei Punkte: Erstens bilden unsere Böden die Grundlage für die gesamte oberirdische Biodiversität und sind somit eine integrale Säule jeder Biodiversitätsanalyse. Viele Biodiversitätsmethodologien berücksichtigen derzeit jedoch keine Bodenindikatoren zur Messung der Biodiversität – oder wenn doch, machen sie die Analyse optional. Dies ist ein großes Problem, da gesunde Böden, die sich durch ihre Fähigkeit auszeichnen, wichtige Ökosystemfunktionen wie den Nährstoff- und Kohlenstoffkreislauf bereitzustellen, die Basis für gesunde Ökosysteme bilden. Sie müssen verstanden werden, um Erkenntnisse über die Auswirkungen von Veränderungen in der Landnutzung und den Fortschritt der Biodiversität abzuleiten. Zweitens, wenn Böden als wichtige Säule einbezogen werden, können sie nicht nur durch Fernerkundung analysiert werden. Der Boden ist eine lebendige, komplexe Substanz, die wir erst jetzt dank neuer Analysetools wie Umwelt-DNA (eDNA) und Fortschritten in der Wissenschaft zu verstehen beginnen.

Bodendaten als Frühindikator für Kohlenstofftrends und Entwicklung der oberirdischen Biodiversität

Bodengesundheit ist also wichtig – aber warum sollten wir anfangen, sie zu messen? Ganz einfach: Der Boden bildet die Grundlage für die gesamte oberirdische Biodiversität – und damit eine unglaubliche Datenschatzkammer. Veränderungen in der oberirdischen Biodiversität (wie eine Zunahme einer bestimmten Spezies, z.B. Kaninchen) können oft weit im Voraus vorhergesagt werden, indem man Veränderungen im Bodennahrungsnetz betrachtet. Während Bioakustik und Kamerafallen uns helfen können zu verstehen, wie viele Kaninchen wir gerade in einem Ökosystem finden, können sie nur bei der Quantifizierung des Status quo helfen. Aber für eine Zunahme von Kaninchen müssen neue Nahrungsquellen vorhanden sein, die Kaninchen fressen können. Und wovon sich Vögel und Tiere ernähren, z.B. Würmer oder Pflanzen, wird alles vom Boden bereitgestellt – und kann durch eine Untersuchung des Bodenmikrobioms frühzeitig erkannt werden.

Alles beginnt im Boden und alles hinterlässt Spuren im Boden. Das bedeutet, dass das Verständnis von Veränderungen im Bodennahrungsnetz es uns ermöglicht, frühzeitig Veränderungen vorherzusagen und den Erfolg von z.B. veränderten Landnutzungspraktiken schon nach kurzer Zeit zu bewerten. Was unter der Erde passiert, beeinflusst direkt das oberirdische Ökosystem – es kann nur einige Zeit dauern, bis sich die Veränderungen in einer veränderten Vielfalt von Pflanzen, Bäumen, Tieren oder Vögeln zeigen.

Die Entschlüsselung des Bodenlebens ist jedoch keine einfache Aufgabe: Boden ist die komplexeste Substanz auf der Erde – und Veränderungen seiner Funktionalität können nicht von oben verfolgt werden. Daher muss man in den Boden hineinzoomen und seine organische Schicht betrachten – den Teil des Bodens, der lebt, kommuniziert und sich ständig weiterentwickelt. Wir tun dies, indem wir eDNA aus Bodenproben extrahieren und die gefundenen Organismen mit einer breiten Palette von Bibliotheken vergleichen, um genau zu verstehen, was im Boden passiert, wie er funktioniert und sich entwickelt. Dies ermöglicht es uns nicht nur zu verstehen, was im Boden lebt, sondern auch, wie das Bodenleben funktioniert.

Aber was ist eDNA genau und wie analysieren wir sie? Genau wie Menschen ihre eigene genetische Fußspur haben, ihre einzigartige DNA, so hinterlässt auch unsere Umwelt ihre Spuren. Lebewesen hinterlassen ihre Spuren überall dort, wo sie sind, durch verschiedene Sekrete, Haut oder Haare, die alle DNA enthalten – environmental DNA (eDNA) ist nichts anderes als DNA, die von Organismen in die Umwelt abgegeben wird. eDNA, die im Boden, Wasser oder sogar in der Luft abgelagert wird, kann extrahiert und als Barcode für den Organismus verwendet werden, um seine Identifikation mit molekularbiologischen Werkzeugen zu ermöglichen. Bei Soilytix sind wir Experten für die Extraktion und Analyse von eDNA aus Bodenproben und machen so den biologischen Fingerabdruck von Böden sichtbar.

Die Verwendung von eDNA hilft uns, das Bodenmikrobiom zu entschlüsseln – und ermöglicht es uns, seine Gesundheit und seine Fähigkeit zur Bereitstellung grundlegender Ökosystemfunktionen zu verstehen. Ein gesunder Boden ist voller Leben – und eine wichtige Kohlensoffsenke. Mit der eDNA-Analyse können wir verstehen, wie die mikrobielle Verarbeitungseinheit im Boden funktioniert, und dadurch wichtige Erkenntnisse über das zukünftige Kohlenstoffspeicherpotenzial des Bodens gewinnen: Wir helfen nicht nur zu verstehen, wie viel Kohlenstoff im Boden gespeichert ist (was derzeit die Standardmethode zur Untersuchung des organischen Kohlenstoffs im Boden ist), sondern wir können auch die Fähigkeit des Bodens analysieren, Kohlenstoff kontinuierlich und effektiv in der Zukunft zu speichern. Durch die Bewertung der Kohlenstoffnutzungseffizienz des Bodens (CUE) haben wir einen völlig neuen Frühindikator entwickelt, der es uns ermöglicht, zukünftige Vorhersagen zu treffen – und unsere Landnutzungspraktiken entsprechend den Ergebnissen frühzeitig anzupassen.

Alles beginnt im Boden. Alles endet im Boden. Aber unsere Böden werden weltweit zunehmend erschöpft: Derzeit sind mehr als 40% der globalen Böden degradiert. Der Hauptgrund dafür ist die intensive landwirtschaftliche Nutzung.

Glücklicherweise beginnt die Gesellschaft endlich zu erkennen, dass wir unsere Art der Landwirtschaft ändern müssen, dass im Interesse der Ernährungssicherheit und der Klimaregulierung die regenerative Landwirtschaft die Bodengesundheit aktiv fördern, wiederherstellen und verbessern muss. Wenn es jedoch darum geht, die regenerative Landwirtschaft zu fördern, wird der Boden oft als Standardorganismus behandelt, der mit Einheitslösungen behandelt werden kann. So wird der Boden allerdings nicht als die lebendige Substanz betrachtet, die er ist, die je nach spezifischer Geografie und Geologie immer anders aussieht und funktioniert. Selbst auf einem einzigen Feld können Sie viele verschiedene Bodentypen und viele verschiedene Zustände der funktionalen Bodenbiodiversität finden.

Außerdem leben wir in einer Zeit, in der wir nur das schätzen, was quantifiziert werden kann. Das bedeutet: Um etwas zu schützen, müssen wir in der Lage sein, Veränderungen und Fortschritte angemessen zu verfolgen. Derzeit wird auf nationaler und europäischer Ebene der Boden oft nur anhand seiner chemischen Parameter analysiert, während die Bodenbiologie übersehen wird. Aber wir müssen seine Fähigkeit zur Bereitstellung grundlegender Ökosystemfunktionen und seine Gesundheit betrachten, um fundierte Entscheidungen im Hinblick auf eine bessere Landnutzungspraxis treffen zu können. Die Quantifizierung der Vorteile gesunder Böden und die Auswirkungen ihrer Degradation werden auch helfen zu verstehen, welche enormen Kosten auf uns zukommen, wenn wir nicht jetzt Maßnahmen zum Schutz unserer Böden ergreifen.

Ausgehend von der Präzisionsmedizin und Biochemie sind wir bei Soilytix überzeugt, dass wir den Boden verstehen müssen, wie wir jetzt das menschliche Blut verstehen können – nur so können wir ihn schützen, seine Gesundheit verbessern, den Einsatz von Pestiziden reduzieren und nachhaltig die Erträge steigern, können wir zukünftige Entwicklungen auf Ökosystemebene und Effekte auf die Nahrungskette vorhersagen.

Wir müssen dringend handeln und unsere Böden schützen – aber dafür müssen wir sie verstehen. Unsere Böden sind kein Schmutz und auch nicht nur eine Schicht, die man vom Weltraum aus beurteilen kann. Unsere Böden leben – und wir müssen sie kennenlernen.

Mit freundlichen Grüßen aus dem Boden,

Ihr Soilytix-Team

 

Quellen:

• https://www.fao.org/fileadmin/­user_upload/world_soil_day/­infographic/­GSP_WSD20_Infographic_A3_004b.pdf
• https://www.fao.org/fileadmin/­user_upload/soils-2015/­docs/EN/­EN_Print_IYS_food.pdf

 

Weiterführende Informationen:

• Life in the soil was thought to be silent. What if it isn’t? (Knowable Magazin, February 2022): https://knowablemagazine.org/­content/article/living-world/­2022/­life-soil-was-thought-be­-silent-what-if-it-isnt
• Roots (2022 Arte Documentary Series – only in German): https://www.arte.tv/de/videos/­107211-003-A/roots/
• Kiss the Ground (2020 Netflix Documentary Movie): https://kissthegroundmovie.com/

Lasst uns den fruchtbaren Boden feiern, der die Grundlage allen terrestrischen Lebens bildet

Von Dr. Hannah Schragmann und Berenice Di Biase, 22.04.2024

Heute ist Earth Day. Und unsere Erde, wie wir sie kennen, besteht aus üppigen grünen Landschaften, blühendem Leben und um dies alles zu erhalten, jede Menge Boden. Doch das war nicht immer so. In der 4,5 Milliarden Jahre alten Geschichte unseres Planeten sind Böden sehr jung – ihr Aufbau begann erst vor 450 Millionen Jahren. Um die Bedeutung von Böden zu verstehen, reisen wir zurück in der Zeit und stellen uns vor, wie der Planet Erde aussah, bevor sich Böden entwickelten: steinig, staubig und lebensfeindlich. Klingt wie der Mars, oder? Als Pflanzen ihr Leben an Land begannen, fingen auch die Böden an, sich zu entwickeln, und zusammen mit ihnen Pilze, Nematoden und Milben, welche die Grundlage unserer Nahrungsnetze bilden. In nur 20 Millionen Jahren wurde unser gesamtes Ökosystem transformiert: Die Bildung von meterdicken Böden ermöglichte die Entwicklung von Wäldern, die heute global 80% der Amphibienarten, 75% der Vogelarten und 68% der Säugetierarten beherbergen. Der Prozess der Bodenbildung verdeutlicht die vernetzte und zyklische Natur allen Lebens: Wenn die Lebensphase von Pflanzen und Tieren endet, beginnt eine neue Phase, da ihre Überreste dem Boden zurückgeführt werden. Bakterien und Pilze zerlegen die dem Boden zurückgeführte Materie in kleinere, wiederverwendbare Komponenten, die vom Bodenbiom und wachsenden Pflanzen konsumiert werden können. Der von Mikroorganismen angetriebene Zersetzungsprozess ist entscheidend, da er zur Bildung von organischem Bodenmaterial und Humus führt und gleichzeitig Nährstoffe zur Unterstützung neuer Lebensformen freisetzt. Das bedeutet auch, dass Boden eine lebenswichtige nicht erneuerbare Ressource ist: Es dauert mindestens 500 Jahre, um 1 cm Oberboden wiederherzustellen.

Warum Bodengesundheit so wichtig ist

Der Boden ist die fruchtbare Schicht, die unseren Planeten umgibt, er ist die Haut unserer Erde – und eine lebendige, sehr komplexe Substanz. Und genauso wie unsere Haut uns schützt, für uns atmet, wir nicht ohne sie leben könnten, könnten wir nicht ohne gesunde Böden leben. Paul Valéry sagte einmal: Haut ist das Tiefste im Menschen. Und dasselbe gilt auch für den Boden: Der Boden ist das Tiefste auf der Erde. Es gibt einen Grund, warum unser Planet Erde heißt. Also lasst uns an diesem Tag der Erde die Erde unter unseren Füßen, lasst uns den Boden feiern! Denn der Boden beherbergt nicht nur eine große Menge an Leben – er bildet die Grundlage allen terrestrischen Lebens. Beginnen wir mit dem ersten Punkt: Unsere Böden sind ein wahrer Hotspot der Biodiversität, wobei 25% der globalen Biodiversität von Böden beherbergt wird. In nur einer Tasse dieses “Schmutzes” haben Forscher bis zu 100 Millionen Organismen aus mehr als 5.000 Arten gezählt und damit das rege Leben im Boden hervorgehoben. Aber dieses Leben ist nicht nur wegen seiner Reichhaltigkeit und Schönheit schützenswert – unser lebendiger Boden erfüllt wichtige Ökosystemfunktionen:

• Nährstoffmineralisierung: Mikroben wandeln Nährstoffe in für Pflanzen aufnehmbare Formen um
• Bioremediation: Mikrobielle Aktivität kann Schwermetalle entgiften und so die Kontamination von Wasserquellen verhindern
• Basis der Nahrungskette: Kleine Wirbellose ernähren sich von Bodenmikroben und werden wiederum von Vögeln usw. konsumiert
• Aufbau von organischem Bodenkohlenstoff: Kohlenstoff muss durch das Mikrobiom verarbeitet werden, um den Bestand an organischem Bodenkohlenstoff aufzubauen

Gesunde Böden zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, diese wichtigen Ökosystemfunktionen zu erfüllen – und wurden durch einen langen biochemischen Prozess aufgebaut. Böden sind der größte Kohlenstoffspeicher an Land und stellen direkt oder indirekt 95% unserer Nahrung bereit. Um das Leben auf der Erde, so wie wir es kennen, einschließlich unseres eigenen, zu erhalten, müssen Böden geschützt werden.

Sich verschlechternde Bodengesundheit erfordert dringende Aufmerksamkeit

Alles beginnt im Boden. Alles endet im Boden. Aber unsere Böden, die Haut unserer Erde und die Grundlage für alle oberirdischen Ökosysteme, werden weltweit ausgebeutet: Derzeit sind mehr als 40% der globalen Böden degradiert. Der Hauptgrund dafür sind Landnutzungsänderungen und schädliche Bewirtschaftungspraktiken, insbesondere im Zusammenhang mit der Landwirtschaft. Glücklicherweise beginnt die Gesellschaft zu erkennen, dass wir unsere Herangehensweise an den Boden ändern müssen, dass wir im Interesse der Ernährungssicherheit und der Klimaregulierung die Bodengesundheit aktiv fördern, wiederherstellen und verbessern müssen. Das Bodenmikrobiom bietet uns ein Fenster, um unsere Böden zu verstehen. Ausgehend von unserer Expertise in Präzisionsmedizin und Biochemie sind wir bei Soilytix davon überzeugt, dass das Verständnis und die Entschlüsselung der komplexen biologischen Schicht des Bodens der Schlüssel zur erfolgreichen Umsetzung von Lösungen zur Wiederherstellung, Verbesserung und Förderung der Bodengesundheit ist. Unsere Böden sind kein Schmutz, und sie sind nicht nur eine Schicht, die man aus dem Weltraum über Satellitenbilder beurteilen kann – wie es derzeit oft der Fall ist (bitte lest unseren nächsten Blogbeitrag für eine detaillierte Betrachtung dieser Thematik). Unsere Böden leben – und wir müssen sie kennenlernen. Von der Erde mit Respekt, Euer Soilytix Team

Wollt ihr mehr über Bogengesundheit, Bodenmonitoring und Biodiversität erfahren? Folgt unserem Blog oder folgt uns auf LinkedIn. 

Quellen: 

• • https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/soils-2015/docs/EN/EN_Print_IYS_food.pdf 

• • Life in the soil was thought to be silent. What if it isn’t? (Knowable Magazin, February 2022): https://knowablemagazine.org/content/article/living-world/2022/life-soil-was-thought-be-silent-what-if-it-isnt 

• • https://www.unep-wcmc.org/en/news/earths-biodiversity-depends-on-the-worlds-forests 

• • https://impact.ed.ac.uk/research/climate-environmental-crisis/how-soils-changed-life-on-earth/

• • https://www.fao.org/fileadmin/user_upload/world_soil_day/infographic/GSP_WSD20_Infographic_A3_004b.pdf 

• • https://www.nature.com/scitable/knowledge/library/soil-carbon-storage-84223790/#:~:text=Soil%20organic%20carbon%20(SOC)%20levels,respiration%2C%20and%20decomposition%20are%20key.

Weiterführende Informationen: 

• • Life in the soil was thought to be silent. What if it isn’t? (Knowable Magazin, February 2022): https://knowablemagazine.org/content/article/living-world/2022/life-soil-was-thought-be-silent-what-if-it-isnt 

• • Roots (2022 Arte Documentary Series – only in German): https://www.arte.tv/de/videos/107211-003-A/roots/ 

• Kiss the Ground (2020 Netflix Documentary Movie): https://kissthegroundmovie.com/