Carsten Marohn - KIT - ITAS · Low-Input Intensivierung in der Landwirtschaft - Agroforstsysteme...

Low-Input Intensivierung in der Landwirtschaft - AgroforstsystemeInstitut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse & Karlsruher Institut für Technologie, 7.12.2010

Agroforstsysteme –Vom landwirtschaftlichen Produktionssystemansatz

zur örtlichen Anwendung

Carsten Marohn

Herausforderungen für Kleinbauern in Entwicklungsländern2.

Anforderungen an Agroforstsysteme

Definitionen4.

Biophysikalische Aspekte

Ökonomische Aspekte6.

Soziale Aspekte

Potenziale von AFS für Kleinbauern8.

Stand der Forschung

Forschungsagenda

Inhalt

Herausforderungen kleinbäuerlicher Landwirtschaft in Entwicklungsländern – sozioökonomische Faktoren

Demografischer

Druck, Abnahme

Ackerfläche

pro Kopf•

Produktion

von “Industriepflanzen”

Bioenergie, Kautschuk, Futter –

vs Nahrungsmittelproduktion (nicht per se nachteilig für Kleinbauern)

Eigentumsverhältnisse

und Zugang

Ackerland,kleinbäuerliche

Landwirtschaft

Vertragsanbau

Lohnarbeit

Zugang

natürlichen

Ressourcen

(NTFP, Wild, Fisch; betrifft

v.a. marginalisierte

ländliche

Bevölkerung)

Abwanderung

in Städte

Kautschuk

bearbeitet

Flächen?)

Johnston et al (2010)

Herausforderungen kleinbäuerlicher Landwirtschaft in Entwicklungsländern – biophysikalische Faktoren

Degradation von Böden: Erosion und Entkopplung

von Nährstoffkreisläufen

Klimawandel: Erwärmung, Verschiebung

von Regenzeiten, Zunahme

Extremereignissen

(Überschwemmungen, Taifune, Erdrutsche)

Verknappung

natürlicher

Ressourcen

Wasser, Nährstoffe)

Verlust

von Biodiversität

SFB 564,UplandsProgram

Low input – Intensivierung

Anforderungen an AFS aus Sicht von Kleinbauern

Standorteignung•

Frühzeitiger cash flow

Rentabilität•

Risikominimierung

Low input –

tauglich

Biophysikalisch: Trees are able to acquire resources of light, water and nutrients that crops alone would otherwise not be able to acquire (Cannell et al., 1996). Nährstoffpumpe, biologische

N-Fixierung.

Ökonomisch: Land Equivalence Ratio LER = ∑

Ypi / Ymi ≥

1;Summe der partiellen Erträge Ypi

sollte Ertrag unter Reinkultur Ymi

übersteigen.Relative Fläche unter Reinkultur um den Ertrag einer Flächeneinheit zu erzielen.

Sensu strictu: Annuelle

Kulturpflanzen

kombiniert

Bäumen,ggf

Beweidung

(agrosilvopastorile

Systeme)

Was sind Agroforstsysteme? Definitionen

Kautschuk,Banane, Maniok, Melone, (Reis). Nong Khai, Thailand

Maniok, (Mais), Litschi, Longan, Mango. Chieng Khoi, Son La, Vietnam

Räumlich

erweitert: Bäume

und annuelle

Kulturpflanzen

in der

selben Landschaft

Definitionen

Diverse Baumarten, Reis und Stoppelbeweidung, Nong Khai Thailand

Obstbäume, Mais, Maniok, Yen Chau, Vietnam

Zeitlich

erweitert: Sequenzieller

von annuellen

und perennen Pflanzen

auf der

selben

Parzelle, zB

Taungyasysteme

Definitionen

Teak, Mais in Chieng Khoi, Son La, Vietnam

Biophysikalische Aspekte – Raum+ Abschwächung von Wind, erosivem

Regen, verminderte Bodenevaporation, Futter,

Tierhaltung, Habitat für Nützlinge-

Reduzierte Erträge, Interzeption

Design / Management: Position in der Landschaft , räumliche Anordnung von Elementen

Reis und Grasstreifen,Mae Hong Son, ThailandErosionsschutzhecken, Yen Chau, Vietnam

Biophysikalische Aspekte – Licht+ Ausnutzung der Einstrahlung durch mehrstöckige Vegetation (BFI)- Konkurrrenz, Ausschattierung von NutzpflanzenDesign / Management: Artenzusammenstellung (Saisonalität des Blattfalls), Pflanzzeitpunkt, Pflanzdichte, Rückschnitt

Kautschuksysteme, Nong Khai, Thailand

+ Umfassendere

Ausnutzung

von Bodenressourcen

wurzelnde

Bäume: Nährstoffpumpe, safety net –

Funktion

+ Streuproduktion, biologische

N-Fixierung

in verbesserten

Brachen-

Konkurrenz

um Nährstoffe

und Wasser,

Design / Management: Artenzusammenstellung (Leguminosen, P scavenger), Düngung, Aussaat-

/ Pflanztermin

Biophysikalische Aspekte – Wasser und Nährstoffe

Durchwurzelung

von hard pans,Kautschuksystem, Nong

Khai, Thailand

Biophysikalische Aspekte – Schädlings-/Krankheitsdruck, Allelopathie

+ Fang-, Fallenpflanzen, repellente

Arten-

Zwischenwirte, ungünstiges Mikroklima (Pilzbefall)

Design / Management: Artenzusammenstellung

Mikroklima

änderndem

Kronendach:Baum-, Wein-, Grassystem, N-Bali, Indonesien

Es existiert

Standardsystem, gute

Arten-

und Standortkenntnisse vorteilhaft

erforderlich

Große

Flexibilität, Diversität

erlaubt

Anpassung

an fast alle

Ökosysteme durch

Nachahmung

von Ökosystemfunktionen

Anpassung

Artenkombination

an den Standort

meist erfolgversprechender

kurzfristige

Veränderung

des Standorts

Aufbau

von Bodenfruchtbarkeit, Stabilisierung

des Systems

Biophysikalische Aspekte – Zusammenfassung

Parzellengröße

und Risikobereitschaft: Diversifizierung?

Home garden Aceh Barat, Indonesien

Ökonomische Aspekte – Land

+ Verteilung

von Arbeitsspitzen

diversifiziertes

System möglich-

Anfangs

Arbeitsaufwand, dem

geringe

Einkünfte

gegenüberstehen

(Pflanzung, Einzäunen, Unkrautbekämpfung)

Ökonomische Aspekte – Verfügbarkeit und Verteilung von Arbeitskraft

Ökonomische Aspekte – Marktzugang und Vermarktung+ Diversifikation, kann vor Preisverfall und Ernteverlusten schützen (Risikominimierung)-

Kleine Mengen, unterschiedliche Erntezeitpunkte und Vermarktungswege

Rentabilität von Multi Estrato Parzellen in Bolivien über 10 Jahre (Schnatmann 2006)

Ökonomische Aspekte – ZusammenfassungVergleichsweise

Investitionen

ersten

geringerem

Einkommen,

geringerer

Aufwand

in späteren

Jahren, dh Reserven

nötig

Kenntnisse

Standorteignung, Anbauverfahren

und Wechselwirkungen unterschiedlicher

Kenntnisse

Weiterverarbeitung•

Diebstahl, Feuer, Konflikte

Viehhaltern

Arbeitsaufteilung•

Akzeptanz

Bürokratische

Hindernisse

(Erwerb

von Landtiteln, Genehmigung

Nutzung

von Bäumen)

Zugang

und Pflanzgut

Soziale und administrative Aspekte

ICRAF research priorities:•Germplasm•Productivity•Marketing•Land health•Adaptation to climate change•Payments for environmental services

Aktuelle Schwerpunkte in der Forschung

Diversifizierung Stabilisierung des Systems, zB gegen Ertragseinbußenund Ernteausfälle durch Schädlinge, Wetteranomalien, PreisverfallRisikominimierung, Resilience

Abfangen

von Arbeitsspitzen•

Nährstoffkreisläufe, reduzierte

Inputs

Erhaltung

von Boden-

und Umweltfunktionen

Nachahmung natürlicher

Ökosysteme

(Struktur, Artenvielfalt)

Intensivierung?

Potenziale von AFS für Kleinbauern

Forschungsansätze, die globale Prinzipien von Produktionssystemen mit

konkreten Anwendungen vor Ort verbinden

Es gibt kein Standardrezept, Stärke des Agroforstansatzes

ist die Flexibilität:

•Anpasssung

der Arten und des Managements an den Standort

•Akzeptanz durch lokale Akteure (Ernährung, Arbeitseinteilung, Besitz etc)

•Diversifizierung

Forschungsagenda

Auswirkungen lokaler Änderungen auf die Landschaftsebene:•Klimawandel: Adaptation / Mitigation•Ernährungssicherung•Einkommensgenerierung•Payment for Environmental Services, zB

Bodenfunktionen

•Wassermanagement

(IWMI, ICRAF)

Forschungsagenda

Klimawandel

und PES-Themen

Verlagerung

des Interesses

von der Parzellen-

auf die Landschaftsebene

Upscaling: „Manage the landscape, not only the field”

(Johnston et al, 2010)

WaNuLCAS (v. Noordwijk et al 1999)

Modellierung von Agroforstsystemen auf Parzellenebene – WaNuLCASA model of Water, Nutrient and Light Capture in Agroforestry Systems

Wasser-, N-, P-, Lichtaufnahme in vier horizontalen und vertikalen Zonen

Tägliche Auflösung

Upscaling

durch Kopplung an GIS denkbar

Landnutzung auf Wassereinzugsgebiets – Ebene

Modellierung von Landnutzung auf Landschaftsebene – FALLOW

Kombination von Bodenfruchtbarkeit, Ertrag, Kosten, Einkommen, Entscheidungen zur Landnutzung

Räumlich explizite Darstellung in jährlicher Auflösung

Source: Schmitter

Stoffflüsse unter veränderter Landnutzung

Wachstum, Hydrologie prozessbasiert

Interaktionen zw Pixeln•

Tägliche Auflösung

Modellierung von Stoffflüssen im Gelände - LUCIA

Transfer von Forschungsergebnissen im Feld

Partizipative

ForschungOn farm

research

Farmer interviewsWorkshops mit BauernCompanion

modelling

Zwischenschaltung von Wissensvermittlern:Ausbildung von Bauernvertretern, MultiplikatorenFarmer to farmer

approach

NGO, Beratungsdienste

Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

marohn@uni-hohenheim.de

Cannell, M.G.R., M. v. Noordwijk

& C.K. Ong

(1996): The central agroforestry hypothesis: The trees must acquire resources that the crop would not otherwiseacquire. Agroforestry Systems 34: 27-31.Johnston, R. M.; Hoanh, C. T.; Lacombe, G.; Noble, A. N.; Smakhtin, V.; Suhardiman, D.; Kam, S. P.; Choo, P. S. 2010. Rethinking agriculture in the Greater Mekong Subregion: How to sustainably

meet food needs, enhance ecosystem services and cope with climate change. Colombo, Sri Lanka: International Water Management Institute.Marohn, C. (2010): Documentation and manual of the LUCIA model. https://www.uni-

hohenheim.de/sfb564/project_area_c/c4/c4_files/manual_lucia.pdfv. Noordwijk, M. & B. Lusiana

(1999): WaNuLCAS

1.0, a model of water, nutrient and light capture in agroforestry systems. Agroforestry Systems 45: 131-158.v. Noordwijk, M. (2002): Scaling trade-offs between crop productivity, carbon stocks and biodiversity in shifting cultivation landscape mosaics: The FALLOW model. Ecological Modelling 149:113-126.

Literatur

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