Gundlegende Agroforstprinizipien in Mollesnejta

Definition von Agroforst

Der Begriff Agroforst beschreibt Landnutzungssysteme, bei denen auf der gleichen Fläche aus­dauernde Gehölzpflanzen (z.B. Bäume, Sträucher, Palmen, Bambus) sowie landwirtschaftliche Kulturen und/oder Tiere in einer räumlichen oder zeitlichen Konstellation genutzt werden. Zusätzlich wird vorausgesetzt, dass zwischen diesen beiden Komponenten Interaktionen stattfinden, die sowohl ökologisch als auch ökonomisch sein können (Nair 1993).

Diese Definition impliziert folgende Punkte:

• Agroforstsysteme enthalten normalerweise mindestens zwei oder mehrere Pflanzenarten (oder Pflanzen und Tiere), von denen mindestens eine ein ausdauerndes Gehölz ist.
• Agroforstsysteme haben zwei oder mehrere „Outputs“
• Sogar das einfachste Agroforstsystem ist ökologisch (strukturell und funktionell) und ökonomisch komplexer als eine Monokultur.

Wechselwirkungen in Agroforstsystemen

Der Erfolg eines Agroforstsystems ist in hohem Maße von der Effizienz der Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Systemkomponenten abhängig. Beim Entwurf eines Agroforstsystems ist deshalb darauf zu achten, dass die räumliche und zeitliche Nutzung von Ressourcen so optimiert wird, dass positive Interaktionen maximiert und negative minimiert werden. Besondere Beachtung ist den Interaktionen von Gehölzen und landwirtschaftlichen Kulturen zu schenken. Da Bäume tiefer wurzeln können als Kulturpflanzen, sind sie in der Lage tiefer gelegene Bodenhorizonte zu erschließen. Dies kann dazu führen, dass die Bäume als sogenannte „Basenpumpe“ dienen, d.h. dass sie mineralische Stoffe aufnehmen und diese über den Laubabwurf in den oberen Horizonten verfügbar machen (Spektrum 2000). Wenn stickstofffixierende Bäume eingesetzt werden, kann über dieses Prinzip auch die Stickstoffversorgung verbessert werden. Zudem können sie Wasser, welches für die Kulturpflanzen unerreichbar ist, über den Mechanismus des „hydraulic lifts“ in die oberen Horizonte abgeben (Caldwell et. al 1998). Durch die Bäume wird in der Regel auch das Mikroklima verbessert. Beschattung führt zu geringeren Temperaturen unter der Baumkrone, so dass die Evaporation des Bodens gemindert wird und Feuchtigkeit länger im Boden verweilt (Rodriguez-Echeverria 20016). Des Weiteren führt der Abwurf von Laub zur Bildung einer Streuschicht, die die Evaporation weiter verringert. Das Wurzelwerk der Bäume stabilisiert den Boden und vermindert somit Erosion. Bei der Auswahl von Bäumen und Kulturpflanzen sollte zudem auf deren Wurzeltiefe, bzw. –form geachtet werden, um eine bestmögliche räumliche Ausnutzung der Bodenhorizonte zu erreichen und negative Effekte zu vermeiden.

Negative Interaktionen entstehen meist durch Konkurrenz um Ressourcen, aber auch durch Effekte wie Allelopathie (Wachstumshemmung anderer Pflanzen durch Freisetzung von chemischen Stoffen), Schädigungen durch Nutztiere sowie Schädlinge und Krankheiten. Ressourcenkonflikte lassen sich durch sorgfältige Planung und regelmäßige Pflege eines Agroforst­systems größtenteils vermeiden. Mangel an Licht, lässt sich z.B. durch den regelmäßigen Rückschnitt der Bäume verhindern.

Rückschnitt

Der Rückschnitt der Bäume in Agroforstsystemen ist vor allem wichtig um die Bäume in der Jugendphase bzw. Reifephase zu halten, damit sie eine hohe Produktivität erbringen. Durch den regelmäßigen Schnitt wird verhindert, dass sich das Verhältnis von photosynthetisch aktivem Gewebe zu photosysnthetisch inaktivem Gewebe verschlechtert und damit immer genug Kohlenstoff für neues Wachstum vorhanden ist (Smith & Smith 2009).

Duguma et al. (1988) konnten in Alley Cropping Systemen mit Leguminosenbäumen und Mais bzw. Kuhbohne zudem zeigen, dass ein sehr intensiver monatlicher Schnitt der Bäume die Produktivität der angebauten Kulturen erhöht. Andererseits verringerte sich mit zunehmender Intensität des Schnittes die Menge an Stickstoff die von den Bäumen fixiert wird. Die höhere Produktivität der Kulturen führen sie auf die geringere Beschattung durch die Bäume zurück. Je nach Lichtbedarf der Kultur kann also auch die Schnittintensität zu Gunsten von höherer Stickstofffixierung variiert werden.

Des Weiteren ist das anfallende Schnittmaterial unerlässlich für die Rückführung von Nährstoffen sowie für den Aufbau von organischer Substanz im Boden. Zudem dient es als Mulchschicht dazu, den Bodenfeuchtegehalt zu regulieren. Dicke Äste oder ganze Stämme von abgestorbenen oder überalterten Bäumen können zur Herstellung von Pflanzenkohle (biochar) verwendet werden.

Herstellung von Pflanzenkohle

Zur Herstellung von Pflanzenkohle wird in Mollesnejta der sog. Kontiki-Ofen verwendet. Dieser wurde vom Ithaka-Institut in der Schweiz entworfen um in kurzer Zeit eine relativ große Menge an Pflanzenkohle herzustellen. Der Ofen besteht aus einem konischen Kessel, der von einem Metallmantel umgeben wird. Durch diesen Aufbau ergibt sich zwischen Mantel und Kessel ein Sog, der verhindert, dass Sauerstoff von außen in den Kessel eindringen kann. So wird verhindert, dass das Brennmaterial mit Sauerstoff in Kontakt kommt und anstatt zu verbrennen wird es nun pyrolisiert und bleibt als Holzkohle übrig. Durch Pflanzenkohle können die Bodeneigenschaften positiv beeinflusst werden (Ding et. al 2016). Bei den physikalischen Eigenschaften sind dies v.a. erhöhte Wassers-peicherkapazität, sowie Porosität und eine verringerte Lagerungsdichte. Erhöhte Kationenaustausch­kapazität (KAK), pH-Wert sowie Konzentration von Ca2+, K+, Mg2+ und Na+ sind Beispiele für Veränderungen der chemischen Boden­eigenschaften. Die KAK wird auf Grund der großen Oberfläche und starken Porosität der Pflanzenkohle erreicht. Da Pflanzenkohle immer auch einen gewissen Anteil an Asche enthält, kommt es zur Erhöhung der Kationenkonzentrationen, die wiederum eine Erhöhung des pH-Werts bewirken. Durch all diese Verbesserungen wird das Pflanzenwachstum erheblich gesteigert. Die in Mollesnjta hergestellte Pflanzenkohle wird zudem mit Urin abgelöscht. Dadurch wird sie mit Stickstoff und Phosphor aufgeladen, der dann für die Pflanzen zur Verfügung steht.

Ruedos

Ein besonderes Agroforstpinzip in Mollesnejta, bedingt durch den erodierten und sehr steinigen Boden, sind die sog. „Ruedos“ (auf Deutsch: Umkreis). Grundlage sind Pflanzlöcher von einem Meter Durchmesser und Tiefe. In dieses wird in die Mitte die Primärart gesetzt. Meist sind dies Obstbäume, wie z.B. Apfel, Feige oder Pfirsich. Des Weiteren werden westlich und östlich der Primärart noch zwei Leguminosenbäume gepflanzt, die nur eine relativ kurze Lebensdauer (bis zu 20 Jahren) haben. In Molllesnejta ist dies, auf Grund seiner hohen Wuchsleistung, meist Tagasaste. Zusätzlich werden in den freien verbliebenen Raum Samen von ein- bis zweijährigen Pflanzen gesät sowie kurzlebige ausdauernde Pflanzen (bis zu 10 Jahren). Dadurch erreicht man von Anfang an eine hohe Biodiversität sowie hohe Dichte der Pflanzen. Die beiden Begleitbäume (Leguminosen) dienen dazu, dass Mikroklima zu verbessern. Während der Trockenzeit beschatten sie zudem den Boden und schützen die Primärart vor zu starker Sonneneinstrahlung.

Quellen

Caldwell, M.M., E.D. Dawson, J.H. Richards 1998, Hydraulic lift: consequences of water efflux from the roots of plants, Oecologia 113, 151-161

Ding, Y., Y. Liu, S. Liu, Z. Li, X. Tan, X. Huang,G. Zeng, L. Zhou, B. Zheng 2016, Biochar to improve soil fertility. A review, Agron. Sustain. Dev., 36

Duguma, B., B.T. Kang, D.U.U. Okal 1988, Effect of pruning intensities of three woody leguminous species gown in alley cropping with maize and cowpea on an alfisol, Agroforestry Systems 6, 19-35

Nair, P.K.R. 1993, An introduction to Agroforestry, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht

Rodriguez-Echeverria, S., Y.M. Lozano, R.D. Bardgett 2016, Mechanisms and consequences of facilitation in plant communities – Influence of soil microbiota in nurse plant systems, Functional Ecology 30, 30–40

Smith, T.M., R.L. Smith 2009, Ökologie, Pearson Studium, München

Spektrum 2000, Lexikon der Geowissenschaften, Spektrum Akade­mischer Verlag Heidelberg,
http://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/basenpumpe/1433