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Bodenverbessernde Anbausysteme: Erkenntnisse aus dem EU-Projekt SoilCare
Paula Mayer-Gruner, Moritz Hallama
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Bodenverbessernde Anbausysteme
Was ist SoilCare?A
B
C
D
Erkenntnisse aus Feldstudien
Was wird zur Verbreitung benötigt?
Anwendbarkeit in Europa
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Was ist SoilCare und wie funktionieren bodenverbessernde Anbausysteme?
A
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Was ist SoilCare?
• Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit
• Minimierung negativer Umwelteinflüsse
EU-Projekt (5 Jahre) für rentablen und nachhaltigen Pflanzenbau
Herausforderung:
Ziele: • Bodenverbessernde Anbausysteme • Verschiedene Standort- und Klimabedingungen• Motivationsanalyse zur Anwendung• Hochskalierung der Ergebnisse
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Bodenverbessernde Anbausysteme
Bodenqualität
Ertrags-potential
• Verbessern die Qualität und Funktionen des Bodens • Wirken sich positiv auf die Rentabilität und Nachhaltigkeit
von Anbausystemen aus
Betriebsmittel
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Bodenverbessernde Anbausysteme
Non-technical Summary ‘Soil Improving Cropping systems’SOILCARE –Wageningen, 10-11-2018 Oene Oenema, Marius Heinen, Yang Peipei,Rene Rietra,Rudi Hessel (Eds)
ART GEFÄHRDUNG VERBESSERUNG
FruchtartenZwischenfrüchteFruchtfolgen
• BodenbürtigeSchaderreger
• Unkräuter• Erosion• Verdichtung
• Aggregatstabilität• Bodenbedeckung• Unkrautunterdrückung• Biodiversität• Bodenbiologische Funktionen
reduzierte Bodenbearbeitung (Art und Zeitpunkt)
• Erosion• Verdichtung• Unkräuter
• Lockerung• Bodenstruktur• Bodenbedeckung• Unkrautunterdrückung
Nährstoffmanagement • Verlust organischerSubstanz
• Humusgehalt
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Wie funktioniert SoilCare?
Methodologie
Analyse basierend auf Literatur und
Langzeitexperimenten
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Wie funktioniert SoilCare?
Methodologie
Analyse basierend auf Literatur und
Langzeitexperimenten
Multi-
Plattformen
Multi-Stakeholder Plattformen
VersuchsstandorteFeldversuche
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Wie funktioniert SoilCare?
Methodologie
Analyse basierend auf Literatur und
Langzeitexperimenten
Multi-
Plattformen
Multi-Stakeholder Plattformen
VersuchsstandorteFeldversuche
Hochskalierung und Synthese von Ergebnissen
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Wie funktioniert SoilCare?
Methodologie
Analyse basierend auf Literatur und
Langzeitexperimenten
Multi-
Plattformen
Multi-Stakeholder Plattformen
VersuchsstandorteFeldversuche
Politikanalyse und Unterstützung
Hochskalierung und Synthese von Ergebnissen
Öffentlichkeitsarbeit
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Bodenverbessernde Anbausysteme im FeldversuchB
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Nutzen von Zwischenfrüchten im Phosphor Kreislauf
• Phosphor ist in vielen Böden vorhanden, insbesondere in schwer verfügbaren Formen
• Können Zwischenfrüchte dazu genutzt werden um diese Pools aufzuschliessen?
• Welche Rolle spielt die Boden(mikro)biologie dabei?
-> In einer Metaanalyse wurden 240 Datensätze aus 25 Feldexperimenten verarbeitet
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Effekte auf die Bodenbiologie
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Phosphor-Transfer über die Biomasse
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Mikrobielle P-Mobilisierung
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Phosphormobilisierung durchZwischenfrüchte- Fazit
• Zwischenfruchtmanagement kann genutzt werden, um organisches, schwer verfügbares Phosphor aufzuschließen
• Management (Art der Zwischenfrüchte, Bodenbearbeitung, Abtötung ) hat Effekte und kann helfen das Bodenverbessernde System an den Standort anzupassen
-> BW agrar (11/2019)LOP (04/2020)
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Wirkung von Glyphosat imKonservierenden Ackerbau
• Chemische Abtötung von Zwischenfrüchten könnteBodenmikroorganismen negativ beeinflussen
• Glyphosat-Wirkmechanismus: Hemmung der Synthese von aromatischen Aminosäuren(Shikimatweg-Inhibition) bei Pflanzen und Bakterien
• Stakeholder-Treffen (KA-Projekt & SoilCare):Wirkung von Glyphosat auf die Bodenbiologie
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Wirkung von Glyphosat auf Bodenbiologie
Gefährdungen
• Erosion
• Verlust organischer Bodensubstanz
• Verlust an Biodiversität
• Biol. Bodenfruchtbarkeit
Versuchsstandort Tachenhausen, HfWU-VersuchsstationBaden-WürttembergGemäßigtes Klima330 müNNØ 10.2° C und 852 mm Niederschlägepseudovergleyte Parabraunerde aus Löss
Bodenverbessernde Anbausysteme
• Reduzierte Bodenbearbeitung
• Zwischenfruchtanbau
• mit/ohne Glyphosat
Quelle:
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Versuchsaufbau
2 3 4 1
1 4 2 3
3 2 1 4
2 1 4 3
Ramtillkraut 64 % Sorghum 25 % Saflor 5 % Klee 3 %
Zweifaktorieller Versuch (Zwischenfrucht, Glyphosat)
• 2018: Zwischenfruchtmischung, Sommergerste
• 2019: Zwischenfruchtmischung, Mais
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2018: kurzfristige Glyphosateffekte
• Bodenproben 0-10 cm
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Wirkung auf mikrobielle Funktionen
• sieben Tage nachGlyphosatapplikation: erhöhte β-Glukosidase-Aktivität
• gesteigerter Energiebedarfder Mikroorganismen
� Stressindikator
Abdullah, S. (in preparation)
Glyphosatapplikation
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Zwischenfrüchte verzögernGlyphosatabbau
Wimmer, B. (in preparation)
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Fazit - Wirkung von Glyphosat auf mikrobielle Funktionen
• Verwendung von Glyphosat zur Abtötung von Zwischenfrüchten kann Bodenmikroorganismen kurzfristigunter Stress setzen-> Schwerwiegende Folgen wurden nicht festgestellt
• Zwischenfrüchte verzögern Glyphosatabbau
• Bodenschonende Alternativen zur Abtötung von Zwischenfrüchten?
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2019: mittelfristige Glyphosateffekte
� Ausheben eines Erdblocks mit den Maßen 40cm x 40cm x 30cm
� Auslesen der Regenwürmer
� Bestimmung der Arten und der Gesamtbiomasse pro Parzelle
08.04.2019 und09.04.2019
13.05.2019 29.07.2019 und 30.07.2019
Beprobungs-termine
Versuchsmaß-nahmen
Glyphosatapplikation am 12.04.2019,
Maisaussaat am 25.04.2019
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Auswirkung von Glyphosat auf Regenwurmbiomasse im Maisbestand
a a a a
B.Sc. Arbeit Marc Thomas 2020
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Fazit – Wirkung auf Regenwurmbiomasse
• Tendenzieller Einfluss auf Biomasse von Regenwürmern durch Anbau von Zwischenfrüchten, kein Einfluss durch Glyphosatapplikation
• Um eine tatsächliche Beeinflussung von Regenwürmern durch Glyphosatapplikationen festzustellen, sind mehrjährige Versuche notwendig.
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Was wird benötigt um bodenverbessernde Anbausysteme zu verbreiten?
C
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Stakeholder-Workshop
• 20-30 Teilnehmer
• Was benötigen Landwirte, um bodenverbessernde Anbausysteme anzuwenden?
• Machen Sie Faktoren ausfindig, die den konservierenden Ackerbau fördern oder hemmen!
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Konservierender Ackerbau
FAKTOREN - - - + + +
WirtschaftlicheKosten für Saatgutevtl. ErtragsminderungMaschinenanschaffung
Reduzierter Treibstoffbedarfhöhere Schlagkraft
Bio-Physikalische
steinige Böden
frostfreie Winter
trockene Standorte
kurze Vegetationsperiode (> 500 müNN)
schwere Böden
Erosionsschutz
TechnischeUnsicherheit bei der Etablierung
Zeitfenster Bodenbearbeitung
Wissen/BildungKompliziertes Fruchtfolgemanagement Beratung
Demonstrationsbetriebe, Feldtage
SoziokulturelleGlyphosat-Debatte Erosionsschutz, Nachhaltigkeit,
Biodiversität, Bienenweide
PolitischeMarktkräfte, 1. Säule GAPFörderung des Bio-Anbaus (Pflug) Ausnahmeregelungen zum Pflugverbot
2. Säule GAPUmweltschutz Nährstoffdynamik
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FAKTOREN - - - + + +
WirtschaftlicheKosten für Saatgutevtl. ErtragsminderungMaschinenanschaffung
Reduzierter Treibstoffbedarfhöhere Schlagkraft
Bio-Physikalische
steinige Böden
frostfreie Winter
trockene Standorte
kurze Vegetationsperiode (> 500 müNN)
schwere Böden
Erosionsschutz
TechnischeUnsicherheit bei der Etablierung
Zeitfenster Bodenbearbeitung
Wissen/BildungKompliziertes Fruchtfolgemanagement Beratung
Demonstrationsbetriebe, Feldtage
SoziokulturelleGlyphosat-Debatte Erosionsschutz, Nachhaltigkeit,
Biodiversität, Bienenweide
PolitischeMarktkräfte, 1. Säule GAPFörderung des Bio-Anbaus (Pflug) Ausnahmeregelungen zum Pflugverbot
2. Säule GAPUmweltschutz Nährstoffdynamik
Hindernde Faktoren beseitigen, fördernde stärken
Anbausysteme hinsichtlich Nachhaltigkeit bewerten
Bodenschutz in der Berufsausbildung
Netzwerk von Modellbetrieben
Fördergelder
Fördergelder Marketing für Produkte, die im Sinne des Boden- und Gewässerschutzes produziert werden
Aufklärung Boden- und Gewässerschutz
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Beispiel: Wasserschutzbrot
https://www.wasserschutzbrot.de/
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Anwendbarkeit von Bodenverbessernden Anbausystemen in Europa
D
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Anwendungskarten
• Wo können welche bodenverbessernden Anbausysteme angewendet werden?
• Wo ist es besonders wichtig bzw. sinnvoll dies zu tun?
Übergeordnetes Ziel:
• Unterstützung der (europäischen) Politikentwicklung
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Beispiel Baden-Württemberg: Direktsaat
KombiniertAnwendbarkeit Relevanz
Landnutzung Wassererosion
Bodenfauna
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Beispiel Baden-Württemberg: Direktsaat
KombiniertAnwendbarkeitRelevanz
LandnutzungWind- & Wassererosion
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Beispiel Europa: Zwischenfruchtanbau
Relevanz
Wasser- und Winderosion VerdichtungOrganische SubstanzBodenfauna
Anwendbarkeit
LandnutzungNiederschläge bzw. Dürre
Kombiniert
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Anwendungskarten
Nutzen:
• Hochskalieren von regionalen Erfahrungen und Erkenntnissen
• Überblick
• Anhaltspunkte
Grenzen:
• Bewertungsgrundlage noch im Entstehen
• kleinräumige Bodenveränderungen
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Zusammenfassung
• SoilCare: 5-Jahres EU-Projekt
• Bodenverbessernde Anbausysteme, regional und hochskaliertA
B
C
D • Politikberatung durch Anwendungskarten und Öffentlichkeitsarbeit
• Zwischenfruchtmanagement kann genutzt werden, um organisches, schwer verfügbares Phosphor aufzuschließen
• Verwendung von Glyphosat kann Bodenmikroorganismen kurzfristig unter Stress setzen, auf Biomasse von Regenwürmern hat es im Versuch keinen Einfluss gezeigt
• Wissenstransfer durch Modellbetriebe• (Ökonom.) Wertschätzung durch Marketing
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www.SoilCare-project.eu
Ausblick
Glyphosatverbot
• Verlangt kreative Lösungsansätze um im Sinne des Bodenschutzes und der Bodenfauna zu wirtschaften
• Birgt durch vermehrten Pflugeinsatz größere Gefährdung der Bodenfauna als gezielter Glyphosateinsatz in Direktsaatsystemen
SoilCare unterstützt durch
• Hochskalierung regionaler Erkenntnisse
• Politikberatung
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VIELEN DANK
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