Die Einzigartigkeit der Luzerne

Die Einzigartigkeit der Luzerne

Luzerne (Medicago sativa) ist insofern einzigartig, als es gleichzeitig funktioniert alsBodenverbesserer, Stickstofffixierer, tiefwurzelnde Pflanze, Quelle großer Biomasse und Werkzeug zur BioremediationEs handelt sich nicht um einen starken Hyperakkumulator eines bestimmten Metalls, sondern um eine universelle Pflanze zur Wiederherstellung geschädigter Bodensysteme.

Haupteigenschaften

Luzerne bildet Knöllchen mit stickstofffixierenden Rhizobien, die den Luftstickstoff in eine für die Pflanze verfügbare Form umwandeln. Funktioniert die Symbiose einwandfrei, kann die Pflanze auch ohne große Mengen mineralischen Stickstoffs wachsen.agronomy.org)

1. Sehr tiefes Wurzelsystem

Das Wurzelsystem der Luzerne kann in Tiefen von mehreren Metern reichen, wobei die tatsächliche Tiefe von Bodenverdichtung, Gestein, Grundwasserstand und Bodenstruktur abhängt. Dadurch kann sie:

nutzt Wasser unterhalb der Wurzeln von gewöhnlichen Gräsern;

verträgt längere Trockenperioden;

fängt Nitrate ab, die in die tieferen Horizonte gelangen;

bildet vertikale Kanäle, nachdem die Wurzeln abgestorben sind;

erleichtert das anschließende Eindringen von Baumwurzeln;

Bindet tiefe Bodenschichten.

Das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) hebt die tiefe, effektive Wurzelzone der Luzerne, ihren hohen Wasseraustausch und ihre Fähigkeit hervor, Stickstoff aus mehreren Metern tiefen Bodenschichten zu gewinnen.ARS)

Dies macht es besonders nützlich vor der Erstellung:

Waldgarten;

schützender Waldgürtel;

Garten auf verdichtetem Ackerland;

Anpflanzungen auf einem rekultivierten Industriegelände.

2. Stickstofffixierung

Das wichtigste biologische Merkmal der Luzerne ist ihre Symbiose mit Bakterien, vor allem solchen, die in der Nähe von … stehen.Sinorhizobium melilotiRhizobie.

Die Pflanze versorgt die Bakterien mit Zucker, und die Bakterien liefern ihr verfügbare Stickstoffverbindungen.

Es ist jedoch wichtig klarzustellen: Luzerne „flutet den Boden während des Wachstums nicht mit freiem Stickstoff“. Ein erheblicher Teil des gebundenen Stickstoffs wird in ihren Geweben und Wurzeln gespeichert. Er steht anderen Pflanzen erst nach dem Wachstum zur Verfügung.

Absterben der kleinen Wurzeln;

Laubfall;

Mähen und Zersetzung von sauberer Biomasse;

Abschluss des Luzernezyklus;

Verarbeitung von Rückständen durch Bodenorganismen.

Nach vielen Jahren des Grasbestandes kann Luzerne einen spürbaren Stickstoffeffekt für die nachfolgende Kultur hinterlassen und den Gehalt an organischer Substanz im Boden verbessern.blog-crop-news.extension.umn.edu)

3. Luzerne bildet eine starke Rhizosphäre.

Um die Wurzeln herum entwickelt sich eine aktive Gemeinschaft:

Rhizobie;

wachstumsfördernde Bakterien;

Mykorrhizapilze;

Mikroorganismen, die organische Verbindungen zersetzen.

Wurzeln scheiden Zucker, Aminosäuren und organische Säuren aus. Diese Substanzen dienen Mikroorganismen als Nahrung, die am Zersetzungsprozess beteiligt sein können:

Öl;

Dieselkraftstoff;

einzelne Erdölkohlenwasserstoffe;

einige PAKs;

Rückstände organischer Pestizide.

Daher wirkt Luzerne im Falle einer Ölverschmutzung hauptsächlich durchRhizodegradationDie Ölspeicherung erfolgt nicht durch Einlagerung in den Blättern, sondern durch andere Wege. Forschungsergebnisse zeigen vielversprechende Ansätze, um durch die Kombination von Luzerne mit nützlichen Rhizosphärenbakterien den Abbau von Erdölkohlenwasserstoffen zu beschleunigen.PubMed)

4. Rolle bei der Reinigung ölverseuchter Böden

Luzerne ist besonders nützlich dort, wo Umweltverschmutzung herrscht:

mäßig;

befindet sich in der oberen und mittleren Wurzelschicht;

beeinträchtigt die Keimung nicht;

enthält keine übermäßigen Konzentrationen flüchtiger Toxine;

begleitet von einem Mangel an Stickstoff und Bodenleben.

Seine Vorteile:

Die Wurzeln durchtränken den Boden mit organischen Ausscheidungen.

Die Stickstofffixierung unterstützt das Wachstum ohne übermäßige Düngung.

Wurzelkanalbehandlungen verbessern die Sauerstoffversorgung.

Eine mehrjährige Bedeckung schützt die Oberfläche.

Durch erneutes Wachstum wird die Rhizosphäre über mehrere Vegetationsperioden erhalten.

Es ist besser, es nicht separat, sondern in einer Mischung mit Folgendem zu verwenden:

Schwingel;

Weidelgras;

Hinterteil;

lokal resistente Getreidearten;

ölabbauende Bakterien;

eine moderate Menge sauberen Komposts;

Biokohle nach ersten Tests.

Getreide bildet ein dichtes Netz feiner Wurzeln aus, während Luzerne eine tiefe Pfahlwurzel und eine stickstofffixierende Komponente entwickelt.

5. Arbeiten mit Schwermetallen

Luzerne wird auf Böden untersucht, die mit folgenden Stoffen kontaminiert sind:

Cadmium;

Zink;

Kupfer;

führen;

Chrom;

Nickel;

Vanadium und andere Elemente.

Seine Einzigartigkeit liegt hier weniger in der extrem hohen Metallkonzentration im Gewebe, sondern vielmehr in der Kombination:

hohe Biomasse;

entwickeltes Wurzelsystem;

Stabilität;

vielfältige Reinigungsfunktionen;

Wechselwirkungen mit metallresistenten Bakterien.

Eine Übersicht von Studien legt nahe, dass Luzerne eine vielversprechende Pflanze für die Phytosanierung von Böden mit potenziell toxischen Elementen ist, die Wirksamkeit hängt jedoch vom jeweiligen Metall, der Sorte, dem pH-Wert und der Verfügbarkeit des Elements ab.ScienceDirect)

Wie funktioniert es?

Luzerne sollte keine spezialisierten Hyperakkumulatoren ersetzen, bei denen eine gezielte Metallentfernung erforderlich ist. Ihre Stärke liegt darin, dass…ökologische Massenwiederherstellungund nicht die maximale Metallkonzentration in einem Kilogramm Gewebe.

6. Große Biomasse und wiederholtes Schneiden

Luzerne kann nach dem Schneiden mehrmals nachwachsen. Dies ermöglicht Folgendes:

Angesammelte Elemente regelmäßig entfernen;

die Höhe des Baldachins kontrollieren;

Wurzelerneuerung anregen;

konstante photosynthetische Aktivität aufrechterhalten;

Unkraut bekämpfen.

In kontaminierten Gebieten wird jedoch das gesamte gemähte Material als potenziell gefährlich eingestuft.

Das ist nicht erlaubt:

als Futtermittel verwenden;

Daraus werden Lebensmittelzusatzstoffe hergestellt;

Kompost in einem normalen Haufen;

als Mulch verwenden;

Bienen werden mit kontaminierten Sirup-Rohstoffen gefüttert;

Verwendung für Biokohle im Haushalt.

7. Wiederherstellung der Bodenstruktur

Luzerne verbessert nicht nur die chemische, sondern auch die physikalische Beschaffenheit des Bodens.

Es hilft:

die Pflugsohle zerstören;

Erhöhung der Porosität;

Verbesserung der Wasserdurchlässigkeit;

Oberflächenabfluss verringern;

Halten Sie die Schräge fest;

organische Kanäle schaffen;

den Kohlenstoffgehalt der Wurzeln erhöhen.

Nach dem Absterben der großen Wurzeln bleiben Hohlräume zurück, durch die Folgendes möglich ist:

Wasser fließt;

Luft strömt herein;

Regenwürmer dringen ein;

Die Wurzeln der nachfolgenden Nutzpflanzen wachsen.

Daher kann Luzerne ein Zwischenstadium zwischen degradiertem Ackerland und einem mehrjährigen Waldgarten darstellen.

8. Verringerung der Nitratauswaschung

Tiefwurzelnd und dank ihrer hohen Stickstoffaufnahmefähigkeit kann Luzerne Restnitrate binden. Der Anbau von Luzerne in der Fruchtfolge kann die Menge an Nitratstickstoff, die für die Auswaschung zur Verfügung steht, reduzieren.access.onlinelibrary.wiley.com)

Das ist nützlich:

in der Nähe von Wasserschutzzonen;

auf Feldern nach intensiver Düngung;

im Umfeld von Viehzuchtbetrieben;

in Gebieten mit Nitratansammlung;

in Pufferstreifen.

In feuchten Gebieten mit nahem Grundwasserspiegel kann es jedoch bei Luzerne zu Sauerstoffmangel kommen.

9. Trockenresistenz

In der Schweiz gilt Luzerne als ertragreiche Futterpflanze für warme und trockene Bedingungen.Agrarforschung Schweiz)

Es eignet sich für:

sonnige Hänge;

kalkhaltige Böden;

trockene Gebiete;

Regionen mit unzureichenden Sommerniederschlägen;

Wiederherstellungskulturen ohne ständige Bewässerung.

Aber sie verträgt es nicht gut:

Wasserstau;

schwerer anaerober Ton;

sehr saurer Boden;

hoher Salzgehalt;

starke Oberflächenverdichtung;

langfristige Überschwemmungen.

Optimal ist ein gut durchlässiger Boden mit einem nahezu neutralen pH-Wert.extension.usu.edu)

10. Bestäuber unterstützen

Blühende Luzerne liefert:

Nektar;

Pollen;

Nahrung für Bienen und wilde Bestäuber;

Lebensraum für Nützlinge.

Bei der Renaturierung ist es ratsam, streifenweise zu mähen, anstatt die gesamte Fläche auf einmal zu mähen. So bleibt ein Teil der blühenden Vegetation erhalten.

In einem kontaminierten Gebiet muss jedoch die mögliche Übertragung von kontaminiertem Staub und einzelnen Partikeln berücksichtigt werden. Bei einer signifikanten Kontamination sollte das Gebiet ohne Risikobewertung nicht für die kommerzielle Honigproduktion genutzt werden.

11. Einschränkungen der Luzerne

Untersuchungen zeigen, dass Schwermetalle die Biomasse verringern und die Photosynthese in Luzerne beeinträchtigen können, während die Impfung mit metallresistenten Bakterien den Stress teilweise reduzieren kann.PMC)

Wo Luzerne besonders wertvoll ist

1. Ölverseuchte Felder

Vermengt mit Getreide und ölabbauenden Mikroorganismen.

2. Flächen nach intensiver Landwirtschaft

Zum Wiederherstellen:

Strukturen;

Stickstoffbilanz;

Wurzelbiologie;

organische Substanz.

3. Gebiete mit mäßiger Metallbelastung

Für:

Stabilisierung;

Biomasseerzeugung;

Teilextraktion;

Einleitung von Rhizosphärenprozessen.

4. Übergang zum Waldgarten

Luzerne kann 2-4 Jahre vor der Baumpflanzung oder gleichzeitig mit jungen Bäumen in großen Reihenabständen angebaut werden.

In der Nähe junger Sämlinge sollte die Bewässerung eingeschränkt werden, da das tiefe und kräftige Wurzelsystem um Wasser konkurriert.

5. Schutzpufferstreifen

Zum Abfangen:

Nitrate;

Oberflächenabfluss;

Teile der Umweltverschmutzung;

Bodenerosion.

Optimale Mischung DREVO

Für trockene, mäßig kontaminierte Böden:

Die hier angegebenen Prozentwerte dienen als grobe Richtlinie für die Zusammensetzung der Saatgutmischung und stellen keine allgemeingültige Aussaatmenge dar. Die genaue Zusammensetzung sollte je nach Feuchtigkeit, pH-Wert, Verunreinigungen und lokalem Klima angepasst werden.

Ergebnis

Die Einzigartigkeit der Luzerne liegt in der Kombination von sechs Funktionen:

Tiefenlockerung + Stickstofffixierung + hohe Biomasse + mehrjährige Bedeckung + aktive Rhizosphäre + Trockenresistenz.

Daher ist Luzerne nicht nur als hochspezialisierter „Metallstaubsauger“ besonders wertvoll, sondern auch alsbiologischer Motor zur BodenwiederherstellungDadurch werden Bedingungen geschaffen, unter denen Mikroorganismen, Gräser, Sträucher und daraus entstehende Bäume allmählich ein neues, nachhaltiges Ökosystem bilden können.