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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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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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