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Costa Rica macht den Weg frei für klimafreundliche Agrarkultur

Costa Rica liegt laut dem Happy Planet Index weltweit auf Platz eins für umweltfreundliche Methoden. Außerdem ist das Land der weltweit führende Produzent von Ananas. Mit Hilfe von IAEA und der Lebensmittel und Agrarkultur Organisation der Vereinten Nationen (FAO), untersuchen Experten aus Costa Rica die Nutzung von Nukleartechnologie, um den Bauern zu helfen, Obst und andere Agrarprodukte effizienter und ökologischer anzubauen.


(Video: Svetlomir Slavchev/IAEA)

Sie überprüfen, inwiefern ein neuer Boden-Zusatzstoff dabei helfen könnte, sowohl den Pestizid- und Düngereinsatz als auch Treibhaus-Emissionen zu reduzieren. 

"Die meisten Bauern verwenden mehr Dünger und Pestizide als Ananas benötigen und ein Großteil davon wird als Treibhausgas in die Atmosphäre aufgenommen oder verschmutzt Flüsse und das Grundwasser", sagte Cristina Chinchilla, Agrarwissenschaftlerin am Forschungszentrum für Umweltverschmutzung (CICA) an der Universität Costa Rica.

CICA Experten arbeiten mit der IAEA und der FAO zusammen, um die Nutzung von Biokohle zu erforschen, ein Kohlenstoff haltiges Material, das aus natürlichen Überresten entsteht. In anderen Teilen der Welt konnte nachgewiesen werden, dass Biokohle die Fruchtbarkeit des Bodens verbessern und so die negativen Einflüsse von Chemikalien auf die Umwelt minimieren kann. 

Ananas und Biokohle
Costa Rica produziert als Nebenprodukt pro Ernte, also alle 18 Monate, mehr als 10 Millionen Tonnen an Ananas Resten. Deswegen hat das CICA entschieden, diese zu nutzen, um Biokohle herzustellen.

Die Ananasreste zu minimieren ist sehr wichtig, sagte Chinchilla, da sie eine gute Brutmöglichkeit für die Stallfliege bieten, ein Insekt, das ein großes Problem in der Viehhaltung ist.

Im letzten Jahr wurde ein IAEA Projekt ins Leben gerufen. CICA Experten nutzen Nukleartechnik, um die Vorteile von Biokohle zu testen. Sie pressen die Ananas-Pflanzenreste zusammen, um Biokohle herzustellen, die die Bauern dann für den Anbau nutzen können. Dann können sie Pestizide, die mit einem radioaktiven Isotop - Kohlenstoff-14 (14C) markiert sind, auf Teilen des Bodens nutzen und so den Pestizidbestimmungen Folge leisten. Durch diese Technik finden sie auch heraus, ob Biokohle dem Boden mehr Kohlenstoff zuführen und so die CO2 Emissionen verringern kann oder nicht.

(Infografik: F. Nassif/IAEA)

CICA Experten nutzen außerdem Dünger, der mit einem stabilen Isotop - Nitrogen-15 (15N)- gekennzeichnet ist. Durch diese Technik können sie sehen, ob die Ananas Pflanzen den Dünger effizienter aufnehmen, wenn sie in Boden gepflanzt werden, der mit Biokohle angereichert wurde (siehe Infografik).

Den Einsatz von Düngemitteln zu verringern, kann den Bauern ebenfalls dabei helfen, ökologischer zu arbeiten.

"Dünger und Pestizide sind teuer", sagte Donald González, ein Ananas Bauer in Pital, im Norden Costa Ricas. Auch dort wird Biokohle getestet. "Manchmal müssen wir uns entschieden: entweder haben die Pflanzen etwas zu essen oder die Familien."

Durch das steigende Interesse an nachhaltigen Agrarkultur-Methoden und dem Druck der westlichen Verbraucher, hat Costa Rica strenge Anforderungen an die Ananas Bauern. Beispielsweise wurden bestimmte Chemikalien verboten. Außerdem werden nachhaltige Anbaumethoden beworben. Wichtig ist es, eine Balance zu finden, sodass weniger Dünger und Pestizide verwendet werden, die Bauern jedoch noch immer gut von ihrer Arbeit leben können.

Donald González, Ananas Bauer in Pital, nördliches Costa Rica, auf seinem Feld, wo die Wissenschaftler Biokohle testen. (Photo: L. Gil/IAEA)

Treibhausgase verringern
Mit seinem Plan, bis 2021 das erste Kohlenstoff-neutrale Land zu sein, sucht Costa Rica nach Möglichkeiten, seine Treibhausgase (GHG) zu verringern. Durch die Unterstützung der IAEA und der FAO, nutzen Experten Nukleartechniken, um die GHG Menge zu messen, die vom Boden aufsteigt, einschließlich des Bodens, der mit Biokohle angereichert wurde. So kann genau verfolgt werden, woher die Emissionen kommen.

"Im Rahmen unserer Transformation in eine wissensbasierte Wirtschaft, scheuen wir uns vor keiner Anstrengung, eine nachhaltige Agrarkultur und Industrie aufzubauen, indem wir die Wissenschaft und Technologie einsetzen", sagte Carolina Vásquez Soto, Ministerin für Wissenschaft, Technologie und Telekommunikation.

Dem Intergovernmental Panel über den Klimawandel (IPCC) zufolge machen Agrarkultur und Veränderungen des Landes über 24% der globalen GHG Freisetzung aus, Tendenz steigend.

"Die Treibhausgase, die in Zusammenhang mit der Agrarkultur stehen, zu verringern, ist der Schlüssel, um dem Klimawandel entgegenzuwirken", sagte Ana Gabriela Pérez vom Referenzlabor für Treibhausgase und Kohlenstoffausstoß an der Universität Costa Rica, das 2014 von der IAEA ausgestattet wurde.

Ana Gabriela Pérez, Koordinatorin des Referenzlabors für Treibhausgase und Kohlenstoffausstoß an der Universität Costa Rica misst die Boden Emissionen an der Teststation Alfredo Volio Mata, Costa Rica.(Foto: L. Gil/IAEA)

Isotopic techniques can provide essential information on the sources and amount of agriculturally-derived greenhouse gasses, said Zaman Mohammad, a soil scientist at the Joint FAO/IAEA Division of Nuclear Techniques in Food and Agriculture. “This information arms policymakers with sufficient knowledge to make informed decisions about national and international carbon policies, which will ultimately determine the future of the planet.”

DIE WISSENSCHAFT

Kohlenstoff im Boden
In Costa Rica haben Wissenschaftler herausgefunden, dass es viel effizienter ist, den Dünger auf den Blättern der Ananas Pflanzen aufzutragen, als ihn auf dem Boden zu verteilen. "Die Pflanzen nehmen mehr Dünger über die Blätter auf, da sie relativ kleine Wurzeln haben", sagte Perez. "Und diese Praxis reduziert die Treibgas-Emissionen."

José Luis Hernández vom Ministerium für Agrarkultur und Viehhaltung Costa Rica, sagte, dass die Bauern ihre Praktiken geändert haben, seit sie von der neuen Taktik wissen. "Kleine, mittlere und große Ananas Bauern haben ihre Lektion gelernt", sagte er. "Den Dünger auf den Blättern aufzutragen ist zwar mehr Arbeit, aber gleichzeitig kann dadurch Geld gespart werden. Diese Strategie hat das Agrarkultur Management deutlich verbessert."

Der Boden besteht aus einer Mischung aus Mineralien, organischem Material, Gasen und Wasser. Kohlenstoff ist eine Schlüsselkomponente des Bodens und seiner Gesundheit, aber in Gasform, als CO2, ist es GHG. Die Pflanzen nehmen Kohlenstoff als CO2 aus der Luft aus und verwandeln es in organisches Material und bringen es so in den Boden, was dessen Produktivität ankurbelt.

Die Idee, dass der Boden atmosphärisches Kohlenstoffdioxid (CO2) aufnimmt und speichert , kann die steigenden GHG Werte senken. Durch die Analyse des Kohlenstoffes könne Wissenschaftler die Boden Qualität analysieren und auswerten und mögliche Quellen für im Boden gespeicherten Kohlenstoff finden. Durch das Messen der Werte können sie erkennen, ob die Biokohle die Fruchtbarkeit des Bodens verbessert und dabei helfen kann, die CO2 Emissionen zu verringern. 

Ähnlich können die Wissenschaftler die Mengen des Nitrogens, das von Pflanzen aufgenommen wird oder in der Atmosphäre als GHG oder im Grundwasser verloren geht verfolgen, indem sie den Dünger an bestimmten Stellen des Bodens auftragen, der mit dem Nitrogen-15 stabilen Isotop gekennzeichnet sit. So können sie bestimmen, wie effektiv die Pflanzen die Düngemittel aufnehmen. Das hilft den Bauern dabei, ihren Einsatz von Düngemitteln zu optimieren.

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