Agrarforschung Schweiz, Heft 5, Mai 2014

AGRARFORSCHUNG SCHWEIZ

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Umwelt Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risikomindernde Massnahmen bezüglich Abdrift Seite 172

Pflanzenbau Schädlinge und Krankheiten im Kohl-Raps- Agrarökosystem Seite 196

Nutztiere Futtermittel im Nah-Infrarotlicht (NIRS) Seite 204

ImpressumAgrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse ist die Zeitschrift der landwirtschaftlichen Forschung von Agroscope und ihren Partnern. Die Zeitschrift erscheint auf Deutsch und Französisch. Sie richtet sich an Fachpersonen aus Forschung, Industrie, Lehre, Beratung und Politik, an kantonale und eidgenös sische Ämter und weitere Fachinteressierte.

HerausgeberinAgroscope

Partnerb Agroscope (Institut für Pflanzenbauwissenschaften IPB;

Institut für Nutztierwissen schaften INT; Institut für Lebensmittelwissenschaften ILM; Institut für Nachhaltigkeits wissenschaften INH), www.agroscope.ch

b Bundesamt für Landwirtschaft BLW, Bern, www.blw.chb Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL, Zollikofen, www.hafl.chb Beratungszentrale AGRIDEA, Lindau und Lausanne, www.agridea.ch b Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich,

Departement für Umweltsystemwissenschaften, www.usys.ethz.chb Forschungsinstitut für biologischen Landbau FiBL, www.fibl.org

Redaktion Andrea Leuenberger-Minger, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agro nomique Suisse, Agroscope, Postfach 64, 1725 Posieux, Tel. +41 58 466 72 21,Fax +41 58 466 73 00, E-Mail: [email protected]

Judith Auer, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse, Agroscope, Postfach 1012, 1260 Nyon 1 E-Mail: [email protected]

Redaktionsteam Vorsitz: Jean-Philippe Mayor (Leiter Corporate Communication Agroscope), Evelyne Fasnacht, Erika Meili und Sibylle Willi (Agroscope), Karin Bovigny-Ackermann (BLW), Beat Huber-Eicher (HAFL), Esther Weiss (AGRIDEA), Brigitte Dorn (ETH Zürich), Thomas Alföldi (FiBL).

AbonnementPreiseZeitschrift: CHF 61.–* (Ausland + CHF 20.– Portokosten),inkl. MWSt. und Versandkosten, Online: CHF 61.–** reduzierter Tarif siehe: www.agrarforschungschweiz.ch

AdresseNicole Boschung, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse, Agroscope, Postfach 64, 1725 Posieux E-Mail: [email protected], Fax +41 58 466 73 00

AdressänderungenE-Mail: [email protected], Fax +41 31 325 50 58

Internet www.agrarforschungschweiz.chwww.rechercheagronomiquesuisse.ch

ISSN infosISSN 1663-7852 (Print)ISSN 1663-7909 (Internet)Schlüsseltitel: Agrarforschung SchweizAbgekürzter Schlüsseltitel: Agrarforsch. Schweiz

© Copyright Agroscope. Nachdruck von Artikeln gestattet, bei Quellenangabe und Zustellung eines Belegexemplars an die Redaktion.

Erfasst in: Web of Science, CAB Abstracts, AGRIS

171 Editorial

Umwelt

172 Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risiko-mindernde Massnahmen bezüglich Abdrift

Simon Schweizer, Heinrich Höhn, Daniel Ruf,

Pierre-Henri Dubuis und Andreas Naef

Umwelt

180 Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risiko-mindernde Massnahmen bezüglich Abschwemmung Irene Hanke, Thomas Poiger, Annette P. Aldrich

und Marianne E. Balmer

Umwelt

188 Heubläser als Alternative zum Heu-rechen: Einfluss auf die Vegetation nach vier Jahren

Nina Richner, Léonie Durocher, Hanspeter

Rohrer und Thomas Walter

Pflanzenbau

196 Schädlinge und Krankheiten im Kohl-Raps- Agrarökosystem

Ute Vogler, Romana Schmon, Melanie Jänsch

und Werner E. Heller

Nutztiere

204 Futtermittel im Nah-Infrarotlicht (NIRS) Silvia Ampuero Kragten und Ueli Wyss

Kurzbericht

212 Wirkungsanalyse der Verkäsungszulage auf den Milchmarkt

Giulia Listorti und Axel Tonini

216 Porträt

217 Aktuell

219 Veranstaltungen

Sortenliste

Beilage Liste der empfohlenen Winterrapssorten für die Ernte 2015

Alice Baux, Carolin Luginbühl und

Yves Grosjean

Spezialpublikation

Beilage Agroscope

InhaltMai 2014 | Heft 5

Bei der Sprühanwendung von Pflanzenschutzmitteln werden Gewässer und weitere Flächen durch Abdrift belastet. Forschende von Agroscope untersuchen abdriftmindernde Massnahmen für den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln. (Foto: Gabriela Brändle, Agroscope)

Editorial

171Agrarforschung Schweiz 5 (5): 171, 2014

Liebe Leserin, lieber Leser

Pflanzenschutzmittel (PSM) sind aus einer produktiven Landwirtschaft nicht

wegzudenken. Sie ermöglichen auf wirkungsvolle Art, Ertragsverluste durch

Krankheiten und Schädlinge zu minimieren oder die unerwünschte Konkur-

renz durch Unkräuter zu reduzieren. PSM unterstützen aber nicht nur einen

effizienten Pflanzenbau; da sie gegenüber Schadorganismen toxisch wirken,

bergen sie auch Risiken für Nicht-Ziel-Organismen in terrestrischen und

aquatischen Ökosystemen. Um diese Risiken auf ein akzeptables Niveau zu

senken, sollen PSM nur so viel wie nötig eingesetzt werden. Zudem sollen bei

einem Einsatz Emissionen so weit wie möglich verhindert und besonders sen-

sible Organismen möglichst wenig exponiert werden.

Gestützt auf die seit 2010 in Kraft getretene neue Pflanzenschutzmittel-

verordnung (PSMV) werden bereits zugelassene PSM regelmässig neu evalu-

iert oder aufgrund neuer wissenschaftlicher Erkenntnisse gezielt überprüft.

Diese Überprüfung führt besonders bei älteren Wirkstoffen häufig zu einer

Neueinstufung der Risiken und zum Teil zu verschärften Auflagen für die

Anwendung; beispielsweise werden Sicherheitsabstände zu Oberflächen-

gewässern und zu besonders schützenswerten Biotopen erhöht. Der Preis für

den besseren Schutz der Umwelt ist dabei der Verlust an kultivierbarer Flä-

che. Vor dem Hintergrund dieser Problematik beauftragte das Bundesamt

für Landwirtschaft BLW die Forschungsanstalt Agroscope, praxistaugliche

Massnahmen zu entwickeln, die es erlauben, PSM-Emissionen aus behandel-

ten Kulturen zu reduzieren und entsprechend die Sicherheitsabstände zu

verkleinern, ohne die Umwelt zu gefährden. In einem ersten Schritt konzen-

trierte man sich auf Abdrift und oberflächliche Abschwemmung als wichtige

Emissionsquellen (vgl. die entsprechenden Artikel in diesem Heft S. 172 und

180). Da zurzeit EU-weit ebenfalls Anstrengungen zur Risikominderung beim

Einsatz von PSM unternommen werden, suchten die Experten von Agroscope

den Austausch mit Kollegen im europäischen Umfeld. Das Resultat: eine Liste

von Massnahmen, die vergleichbar sind mit den Vorkehrungen, die in Nach-

barländern diskutiert werden.

Im Rahmen eines Workshops mit Vertretern der kantonalen Pflanzen-

schutzdienste und Fachstellen wurden die vorgeschlagenen Massnahmen

auf ihre Praxistauglichkeit und Umsetzbarkeit geprüft und angepasst. Die

Massnahmen zur Reduktion der Abdrift und zum Schutz von Nicht-Ziel-

Arthropoden in Naturschutzgebieten wurden in der Folge als Weisung for-

muliert, die vom BLW Ende 2013 publiziert und Anfang 2014 in Kraft gesetzt

wurde. Die Massnahmen zur Reduktion der oberflächlichen Abschwemmung

werden 2014 mit den Massnahmen zum Erosionsschutz abgeglichen und vor-

aussichtlich 2015 als Weisung publiziert.

Mit der Umsetzung risikomindernder Massnahmen beim Einsatz von

Pflanzenschutzmitteln in der Praxis wird sich zeigen, dass sich eine effiziente

Landwirtschaft und ein wirkungsvoller Umweltschutz durchaus vereinbaren

lassen.

Benno Graf, Koordinator PSM-Prüfung, Agroscope, Institut für Pflanzenbauwissenschaften IPB

Risiken mindern beim Einsatz von Pflanzenschutzmitteln

172 Agrarforschung Schweiz 5 (5): 172–179, 2014

tion in der Schweiz und der EU weitgehend harmonisiert.

Bei der Abschätzung der Exposition (PEC = Predicted

Environmental Concentration) gibt es gewisse Unter-

schiede.

Für die Einschätzung der durch Abdrift verursachten

Umweltrisiken muss bekannt sein, wieviel PSM tatsäch-

lich verfrachtet und ausserhalb der Kultur abgelagert

wird. Diese Frage wird schon seit einiger Zeit von ver-

schiedenen Versuchsinstitutionen verfolgt und es wurde

eine grosse Zahl von Messungen in unterschiedlichen

Kulturen durchgeführt. Für die Abschätzung der Abdrift

werden von vielen Behörden in Europa und auch in der

Schweiz standardisierte, kulturspezifische Depositions-

funktionen herangezogen, welche auf zahlreichen Pra-

xismessungen basieren (Ganzelmeier et al. 1995; FOCUS

2001; Rautmann et al. 2001).

U m w e l t r i s i k o d u r c h A b d r i f t

Bei jeder Sprühapplikation von Pflanzenschutzmitteln

(PSM) entsteht Abdrift: Wirkstoffhaltige Tröpfchen, die

ausserhalb des Zielbereichs abgelagert werden (Abb. 1).

Dieser direkte Eintrag in sensible Nichtzielflächen

(Gewässer und andere Biotope) stellt einen Teil der

Umweltbelastung durch PSM dar.

Risikobeurteilung

Die ökotoxikologische Risikobeurteilung für einen

Pflanzenschutzmitteleinsatz basiert auf der Toxizität

(Giftigkeit) des Wirkstoffes und der zu erwartenden

Exposition (Kontakt mit dem Wirkstoff) von Nichtziel-

organismen. Die Verfahren zur Beurteilung der Toxizi-

tät sind bezüglich Datenanforderungen und Interpreta-

Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risikomindernde Massnahmen bezüglich AbdriftSimon Schweizer, Heinrich Höhn, Daniel Ruf, Pierre-Henri Dubuis und Andreas Naef

Agroscope, Institut für Pflanzenbauwissenschaften IPB, 8820 Wädenswil, Schweiz

Auskünfte: Simon Schweizer, E-Mail: [email protected]

U m w e l t

Abb. 1 | Sichtbare Abdrift bei einer Pflanzenschutzmittelapplikation im Weinbau. (Foto: Simon Schweizer, Agroscope)

Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risikomindernde Massnahmen bezüglich Abdrift | Umwelt

173

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Agrarforschung Schweiz 5 (5): 172–179, 2014

Bei der Sprühapplikation von Pflanzenschutz-

mitteln (PSM) werden Gewässer und andere

Nichtzielflächen durch Abdrift belastet:

Wirkstoffhaltige Tröpfchen werden verfrach-

tet und ausserhalb der Zielfläche abgelagert.

Bei der Zulassung eines PSM wird das durch

Abdrift verursachte Risiko für Nichtzielorga-

nismen abgeschätzt. Wenn nötig, werden

wirkstoff- und anwendungsspezifische

Abstandsauflagen (Sicherheitsabstand mit

Einsatzverbot) zwischen 6 und 100 m zu

Oberflächengewässern und anderen Bio-

topen verfügt, um das Risiko für Wasser-

organismen und terrestrische Nichtzielarthro-

poden auf einem akzeptierbaren Mass zu

halten. Abdriftmindernde Massnahmen

reduzieren den Eintrag in Nichtzielflächen

und erlauben damit eine Reduktion der

verfügten Abstände. Die anerkannten

Massnahmen und die damit möglichen

Verkleinerungen der Abstandsauflagen sind

in der neuen Weisung des Bundesamtes für

Landwirtschaft vom November 2013 definiert.

Eine zentrale Aussage der Untersuchungen zu Abdrift ist,

dass die Deposition von PSM mit zunehmendem Abstand

von der Applikationsfläche schnell abnimmt (Abb. 2).

Einflussfaktoren der Abdrift

Abdrift ist ein dynamischer Prozess, welcher durch viel-

fältige Faktoren beeinflusst wird. Wichtig sind dabei

Witterung, Applikationstechnologie sowie Geräteein-

stellungen und Vorgehen beim Sprühen. Grundsätzlich

gilt: je kleiner ein Tröpfchen, desto leichter kann es

durch Luftbewegungen (Wind, Thermik, Gebläse) ver-

frachtet werden.

Das Wetter ist wichtig, nicht nur in Bezug auf die

Windverhältnisse. Tiefe Luftfeuchtigkeit oder hohe Tem-

peraturen beschleunigen das Verdunsten der schweben-

den Tröpfchen, welche so schnell kleiner und somit

abdriftgefährdet werden. Gute Agronomische Praxis

(GAP) beachtet das Wetter und hält sich an Vorgaben.

Bestimmungen für die Schweiz werden von BAFU und

BLW (2013) herausgegeben.

Art und Stadium der Kultur sind entscheidende Vor-

aussetzungen für die Einschätzung der Abdrift. Hochge-

wachsene Raumkulturen wie etwa Kernobst benötigen

eine Applikationstechnik, welche die Tröpfchen in der

ganzen Höhe der Pflanzen verteilt. Die Abdrift ist dabei

wesentlich grösser als bei einem gerade nach unten

sprühenden, tief geführten Spritzbalken im Ackerbau.

Im Jahresverlauf verändert sich die Belaubung aller

Kulturen. Gut entwickelte Belaubung fängt mehr des

ausgebrachten PSM auf als eine Pflanze im Keim- oder

0,01

0,1

1

10

1 10 100

Depo

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Abstand vom Feldrand [m]

Messwerte, 90. Perzentile (Ganzelmeier et al. 1995)

Basic drift values auf Basis 90. Perzentile (Rautmann et al. 2001)

Abb. 2 | 90. Perzentile der Messwerte für die Deposition durch Abdrift aus Obstanlagen im frühen Vegetationsstadium (Ganzel-meier et al. 1995) und daraus abgeleitete standardisierte Depositionsfunktion (Rautmann et al. 2001) in doppelt logarithmischer Darstellung.

Umwelt | Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risikomindernde Massnahmen bezüglich Abdrift


Knospenstadium. Die nicht im Laub abgelagerte Spritz-

brühe kann leicht als Abdrift verfrachtet werden. Die

Beurteilung der Abdrift muss deshalb kultur- und stadi-

umspezifisch erfolgen.

Das Ausmass der Abdrift kann durch die verwendete

Applikationstechnologie sowie durch deren korrekte

Einstellung massgeblich verringert werden. Der Einsatz

von gut gewarteten und eingestellten Geräten ist eben-

falls ein Grundsatz der GAP und wird bei der Einschät-

zung der Abdrift vorausgesetzt. Moderne abdriftredu-

zierende Applikationstechnologie kann die Abdrift im

Vergleich zu Standardtechnik jedoch massgeblich ver-

mindern.

R i s i k o m i n i m i e r e n

Möglichkeiten zur Risikominderung

Die Toxizität eines Pflanzenschutzmittels kann vom

Anwender nicht beeinflusst werden. Die Exposition von

Nichtzielorganismen kann hingegen massgeblich redu-

ziert werden. Risikominderung beschränkt sich bei

einem gegebenen Wirkstoff also auf eine Minimierung

der Deposition ausserhalb der Zielfläche.

Die einfachste Massnahme, um die PSM-Deposition in

einer geschützten Fläche zu reduzieren, ist das Einhalten

von Sicherheitsabständen (Pufferzonen). Anhand der

Depositionsfunktion kann berechnet werden, welcher

Abstand nötig ist. Solche Pufferzonen haben aber den

Nachteil, dass sie Teile der Kulturfläche in der Bewirt-

schaftung einschränken.

Es gibt verschiedene Alternativen zu Pufferzonen,

um die Menge des abgelagerten PSM zu reduzieren,

indem sie die Depositionsfunktion an sich verändern:

Applikationstechnik (Düsen, Luftunterstützung, Geblä-

setechnik), physische Barrieren (Netze oder Hecken),

Vorgehen beim Sprühen (Geräteeinstellungen, Spritz-

druck, Fahrgeschwindigkeit, Gebläseleistung, einseitig

Sprühen).

In Europa kommen verschiedene Konzepte zur

Bewertung dieser Massnahmen und damit zur ange-

strebten Verringerung der Pufferdistanzen zur Anwen-

dung: Kombinierbare Massnahmen in Kategorien (z.B.

Belgien), Konzeptlösungen (z.B. LERAP in Grossbritan-

nien oder «Verlustarm Sprühen» im Bodenseeraum),

Typenlisten für Geräte und Düsen mit genau definierten

Einstellungen (z.B. Deutschland, Niederlande, Öster-

Abb. 3 | Abschätzung der produktiven Fläche in Pufferzonen. Die Zone bis 6 m vom Ufer des Bachs umfasst hier keine Produktionsfläche, bis 20 m einen schmalen Streifen, bei 50 und 100 m wesentliche Teile der Parzellen. Daten: ThurGIS (1985); ThurGIS (2012). Kartenhinter-grund: swissimage (2009).

Gewässer

Nutzung

Obst

Fruchtfolgefläche

Pufferzonen

6 m

20 m

50 m

100 m0 250 500125 m


175Agrarforschung Schweiz 5 (5): 172–179, 2014

A n p a s s u n g d e r B L W - W e i s u n g b e z ü g l i c h A b d r i f t

Die bestehende Weisung (BLW 2008) zur Verminderung

von Abdrift und damit zur Verkleinerung der verfügten

Pufferzonen wurde der aktuellen Situation immer weni-

ger gerecht. Einerseits wurden für immer mehr PSM Puf-

ferzonen verfügt, auch für bereits zugelassene (vgl. Edi-

torial in diesem Heft), da sich in den letzten Jahren die

Beurteilungskriterien verändert haben. Andererseits

wurden z.T. Pufferzonen von 100 m Breite verfügt, wel-

che mit der bestehenden Weisung nicht reduziert wer-

den konnten. Die Weisung berücksichtigte ausserdem

nur zwei abdriftmindernde Massnahmen, welche sehr

vage formuliert waren. Dies wurde der aktuellen techni-

schen Situation nicht mehr gerecht, da heute diverse

Möglichkeiten zur Verfügung stehen, Abdrift effektiv zu

reduzieren.

Das Bundesamt für Landwirtschaft BLW gab Agro-

scope den Auftrag, die Situation zu analysieren und

einen Vorschlag zur Überarbeitung der Weisung auszu-

arbeiten. Die neu entwickelte Weisung (BLW 2013a)

wurde Ende 2013 durch das BLW in Kraft gesetzt.

Anforderungen an die neue Weisung

Die Ziele für die neue Weisung waren grundsätzlich die

gleichen, die bereits mit der bestehenden verfolgt wur-

den: Die durch Abdrift verursachte Deposition von PSM

ausserhalb einer Kultur muss mit geeigneten Massnah-

men reduziert werden können, um damit verfügte Puf-

ferzonen zu verkleinern, ohne dabei das Umweltrisiko

zu erhöhen. Neu sollte eine Handhabe für die 100 m –

Pufferzonen eingebunden und eine grössere Bandbreite

an möglichen Massnahmen berücksichtigt werden. Die

Massnahmen im Einzelnen wie auch die Weisung als

Ganzes mussten einfach verständlich, robust, umsetzbar

und kontrollierbar sein.

Die bisher existierenden risikomindernden Massnah-

men berücksichtigten ausschliesslich Oberflächengewäs-

ser und die darin lebenden Organismen. Ein weiteres

Ziel für die neue Weisung war es, die risikomindernden

Massnahmen auf terrestrische Lebensräume auszudeh-

nen, um in Zukunft auch den Schutz von Nichtzielarthro-

poden (NTA, engl.: Non Target Arthropods) zu gewähr-

leisten.

Vorgehen

Die Entwicklung der neuen Weisung gliederte sich in

zwei Blöcke. Auf der einen Seite stand die wissenschaft-

liche Aufgabe, die Abdrift und die Wirksamkeit der min-

dernden Massnahmen zu beurteilen und zu quantifizie-

ren. Der zweite Teil betraf die Ausarbeitung einer

reich), Kombinationen der genannten Konzepte (z.B.

Österreich, Frankreich). Die Vielfalt dieser Bestimmun-

gen zeigt, dass abdriftreduzierende Massnahmen und

deren Effektivität einerseits schwer zu fassen und ande-

rerseits in ständiger Entwicklung stehen.

Situation in der Schweiz

Im Rahmen der Zulassung von PSM werden einerseits die

Wirksamkeit und andererseits die Risiken für Mensch

und Umwelt beurteilt. Hierbei werden die einzelnen

Anwendungen (Kultur, Indikation) getrennt betrachtet.

Kann ein inakzeptables Risiko für Nichtzielorganismen

nicht ausgeschlossen werden, wird ein PSM nur unter

Auflagen oder gar nicht zugelassen.

Zum Schutz von Gewässern gelten für die Anwen-

dung von PSM in der Schweiz Abstandsbestimmungen.

Der absolute Mindestabstand zu Gewässern für alle

PSM-Anwendungen beträgt in der Schweiz 3 m gemäss

Chemikalien-Risikoreduktions-Verordnung (ChemRRV

2005) und 6 m für Betriebe, die den ökologischen Leis-

tungsnachweis (ÖLN) erbringen (BLW 2013b).

In Fällen, in denen die abdriftbedingte Deposition

eines PSM in Gewässer als zu hoch eingestuft wird,

werden zusätzliche Abstandsauflagen verfügt. Die

Breiten dieser Pufferzonen sind in den Sicherheits-

sätzen SPe 3 aufgeführt und können 6, 20, 50 oder

100 m betragen. Diese Pufferzonen bedeuten Ein-

schränkungen für die Bewirtschaftung. Wie gross die

betroffene produktive Fläche der Schweizer Landwirt-

schaft ist, wurde in einer eigenen Erhebung mittels

Geoinformationssystem (GIS) für die Kantone TG, ZH,

VD und VS abgeschätzt.

Bei einer generellen Abstandsauflage von 20 m zu

Oberflächengewässern wären rund 3 % des Obstbau-,

Rebbau- und Ackerlandes betroffen. Für einen generel-

len Abstand von 100 m wurden Werte von über 20 %

geschätzt (Abb. 3). Um diese Flächenanteile klein zu hal-

ten, besteht ein grosses Interesse, die Abdrift an sich zu

reduzieren und damit insbesondere die grossen Sicher-

heitsabstände zu verkleinern.

Bereits 2008 wurde durch das BLW eine Regelung

bezüglich Risikominderungsmassnahmen (RMM) erlas-

sen: «Weisungen betreffend der Sicherheitsabstände,

die bei Oberflächengewässern einzuhalten sind, und der

Massnahmen, die eine Reduktion dieser Abstände erlau-

ben» (BLW 2008). Es wurden zwei Möglichkeiten aufge-

führt, um Abstände von 20 oder von 50 m zu reduzieren:

a) Sprühgeräte mit Anti-Drift-Vorrichtung und b) Vege-

tationsgürtel von mindestens drei Metern Breite und

mindestens so hoch wie die behandelte Kultur. Es

bestand keine Option zur Reduzierung eines Sicherheits-

abstands von 100 m.



Regelung, welche die Abdriftminderung effektiv

gewährleisten kann und im heterogenen Feld der

Schweizer Landwirtschaft anwendbar ist. Die hier aufei-

nandertreffenden unterschiedlichen Interessen mussten

dabei gleichermassen berücksichtigt werden.

Die Arbeit gliederte sich in folgende wesentliche

Schritte:

•• Sichtung und Bewertung der internationalen For-

schungsergebnisse zu Abdrift und abdriftmindernden

Massnahmen,

•• eigene Versuche zur Wirkung von abdriftmindernden

Massnahmen (Schweizer et al. 2013, weitere Versuche

in Arbeit) und zur PSM-Wirksamkeit beim Einsatz der-

selben (Höhn et al. 2014),

•• Vergleich der Konzepte zur Risikominderung (Gewäs-

ser und NTA) in verschiedenen Ländern,

•• Entwurf der Weisung in Zusammenarbeit und regel-

mässiger Absprache mit Vertretern der Bewilligungs-

behörde am BLW,

•• Evaluation des Entwurfs im Rahmen eines Workshops

am 10. September 2013 mit Vertretern des BLW, der

Kantone (Kantonale Pflanzenschutzdienste, Fachstel-

len für Obst-, Wein- und Gemüsebau) und Agroscope

(Pflanzenschutzchemie, Ökotoxikologie, Pflanzen-

schutz und Extension).

Abdriftmindernde Massnahmen

Die Bewertung der Effektivität von abdriftmindernden

Massnahmen erfolgte in Zusammenarbeit mit anderen

Instituten und Beratungsorganisationen und auf Grund-

lage der internationalen wissenschaftlichen Dokumen-

tation. Überdies wurden eigene Untersuchungen zu

abdriftreduzierenden Massnahmen durchgeführt. Dabei

wurde die Abdriftminderung an sich betrachtet, aber

auch, ob die erwünschte Wirkung der PSM in den Kultu-

ren gewährleistet bleibt (Schweizer et al. 2013; Höhn

et al. 2014). Folgende Möglichkeiten wurden für die

Berücksichtigung in der neuen Weisung empfohlen:

•• Mit abdriftreduzierenden Düsen kann eine bedeuten-

de Abdriftminderung erzielt werden. Diese produzie-

ren wesentlich weniger schwebefähige Feintropfen

als herkömmliche Standarddüsen. Je nach Technolo-

gie und Einsatz kann die Abdrift zwischen 50 und

75 %, in Flächenkulturen gar um 90 % reduziert wer-

den. Die Befürchtung, grössere Tröpfchen würden die

Blattbenetzung und damit die Wirkung der PSM ver-

schlechtern, wurde in zahlreichen Untersuchungen

entkräftet (Friessleben et al. 2003; Nuyttens et al.

2009; Höhn et al. 2014).

•• Das Angebot an Sprühgeräten ist gross und beinhal-

tet grundlegend unterschiedliche Technologien zur

Abdriftminderung. Die dabei erzielten Effekte rei-

chen von 50 bis zu 90 % Reduktion im Vergleich mit

Standardtechnik. Für den Feldbau sind dies insbeson-

dere abwärts gerichtete Luftunterstützung (50 % Ab-

driftminderung) sowie Bandspritzung (75 bis 90 %).

•• In Raumkulturen wird normalerweise mit Luftunter-

stützung gesprüht. Bezüglich Abdrift ist es wichtig,

dass Luftführung sowie Düsenstellung korrekt an die

Pflanzenhöhe angepasst sind. Optimal ist eine mög-

lichst horizontale Luftführung, wie sie mit Querstrom-

aufsätzen und anderen Luftleitsystemen erreicht wer-

den kann (50 %). Andere Möglichkeiten zur Reduktion

der Abdrift sind einstellbare Luftmenge (50 %), Vege-

tationsdetektion (75 %) oder Tunnelrecyclingsprüher

(90 %). Weitere Technologien sind in Entwicklung und

z.T. schon im Einsatz. Deren abdriftmindernde Wir-

kung muss aber noch geklärt werden.

•• Abdrift kann auch vermindert werden, indem die

schwebenden Tröpfchen auf ihrem Weg aus der Par-

zelle aufgefangen werden. Physische Barrieren schaf-

fen bis zu 75 % Minderung. Sie können über der Kul-

tur (Hagelnetz, Regendach) oder am Feldrand (Hecke

oder Ähnliches) installiert sein.

•• Schliesslich kann bei der Durchführung der Pflanzen-

schutzanwendung die Abdrift reduziert werden. Am

Wichtigsten ist, dass die Grundsätze der GAP befolgt

werden, d.h., dass mit gut gewartetem und einge-

stelltem Gerät bei passender Witterung gesprüht

wird. Tiefer Spritzdruck und geringe Gebläseleistung

vermindern die Abdrift zusätzlich. Darüber hinaus

hilft eine spezielle Behandlung der Randreihen: Wer-

den diese nur feldeinwärts gespritzt oder wenn ge-

gen aussen, dann ohne Luftunterstützung, so kann

die Kontamination der umliegenden Flächen um rund

die Hälfte reduziert werden.

Verfügter Abstand 6 m 20 m 50 m 100 m

Notwendige Punktzahl Reduktion der Breite der unbehandelten Pufferzone auf …

1 3 m 6 m 20 m 50 m

2 3 m 3 m 6 m 20 m

3 3 m 3 m 3 m 6 m

Tab. 1 | Punktesystem zur Reduktion der Sicherheitsabstände (BLW 2013a)



Zur Erreichung der erforderten Punktzahl müssen

kulturspezifische Massnahmen ergriffen werden. Die

Weisung (BLW 2013a) enthält drei separate Tabellen

(Bsp. Tabelle 2) mit Massnahmen und Punktzuweisungen,

jeweils für a) Flächenkulturen, b) Reben und andere

Raumkulturen bis zwei Meter Höhe und c) Obstkulturen

und andere Raumkulturen über zwei Meter Höhe. Die

gelisteten Massnahmen sind in drei bzw. vier Kategorien

gegliedert: Düsen (Tröpfchencharakter), Gerätschaften

(Applikationstechnologie, Luftstromlenkung), Parzelle

(physische Barrieren) und Durchführung (nur bei Raum-

kulturen; Luftmenge, besondere Behandlung der Randrei-

hen). Aus jeder Spalte kann je eine Massnahme ausge-

wählt und die zugeordneten Punkte addiert werden.

D i s k u s s i o n

Die neue BLW-Weisung bietet wesentliche vorteilhafte

Neuerungen, ist im Vergleich mit der Version von 2008

aber wesentlich komplexer. Sie führt nebst dem Schutz

der Oberflächengewässer zu einem deutlich verbesserten

Schutz von Nichtzielarthropoden ausserhalb der Kultur.

Weisung 2013

Die neue Weisung (BLW 2013a) sieht vor, dass neben

Abstandsauflagen gegenüber Gewässern bei Bedarf

auch Abstandsauflagen gegenüber terrestrischen Bioto-

pen (gemäss Art. 18a und 18b NHG) verfügt werden kön-

nen. Neu ist weiter, dass sie nicht nur Risiken und Mass-

nahmen bezüglich Abdrift berücksichtigt, sondern auch

zu Abschwemmung (vgl. Hanke et al. 2014 auf Seite 180)

und Drainage (in Entwicklung).

In Bezug auf die abdriftmindernden Massnahmen

zur Verkleinerung der Pufferzonen lehnt sich die neue

Weisung an das System an, wie es Belgien verwendet:

Die abdriftmindernden Massnahmen werden qualitativ

beschrieben und nach Wirkungsgrad eingestuft. Ver-

schiedene Massnahmen können nach einem definierten

Schlüssel miteinander kombiniert werden, wobei deren

Wirkungsgrade kumuliert werden. Diese Lösung erlaubt

den Betrieben grösstmögliche Freiheit in der Wahl der

für sie am besten geeigneten Massnahmen.

Die Reduktion der Sicherheitsabstände ist über ein

Punktesystem geregelt, welches unabhängig von Kultur

und Massnahmen gültig ist (Tab. 1).

Punkte Düsen Gerätschaften Parzelle Durchführung

0,5· Antidrift-

düsen

· horizontale Luftstrom-lenkung mit Höhenbegrenzung

oder· Tangentialgebläse

· geschlossenes Hagelnetz oder Witterungsschutz

· Luftmenge maximal 30 000 m3/hoder

· keine Luftunterstützung gegen aussen in 5 Randreihen

oder· 5 Randreihen nur gegen innen spritzen

1oder

· Injektor-düsen

oder· Vegetationsdetektor mit

horizontaler Luftstromlenkung oder mit Tangentialgebläse

oder· Herbizid-Bandspritzung ohne

Spritzschirm

oder· zusammenhängender Vegetationsgürtel von mind. 3 m Breite und mind. so hoch

wie die behandelte Kulturoder

· Driftschutz-Hecke (mind. «Kulturhöhe + 1 m» hoch)

oder· Luftmenge maximal 30 000 m3/h und

keine Luftunterstützung gegen aussen in 5 Randreihen

oder· Luftmenge maximal 30 000 m3/h und 5 Randreihen nur gegen innen spritzen

oder· Behandlung von Einzelbäumen

(Hochstamm – Streuobst) mit Rückennebelblaser oder Schlauchspritze

1,5oder

· Tunnelrecycling-Sprühgerät

oder· geschlossenes Hagelnetz oder

Witterungsschutz und zusammenhängender Vegetationsgürtel von mind. 3 m Breite und mind. So hoch

wie die behandelte Kulturoder

· geschlossenes Hagel-netz oder Witterungsschutz und Driftschutz-Hecke

(mind. «Kulturhöhe + 1 m» hoch)

2oder

· Herbizid-Bandspritzung mit Spritzschirm

Tab. 2 | Punktzuweisungen für abdriftmindernde Massnahmen in Obstkulturen und anderen Raumkulturen über 2 m Höhe (BLW 2013a).

178



Entwicklungen auf verschiedenen Ebenen waren die-

ser Neugestaltung vorausgegangen, wie etwa neue wis-

senschaftliche Methoden und Erkenntnisse zu PSM

sowie zur Applikationstechnik, neue Technologien für

die PSM-Applikation, die breit geführte Diskussion um

die Gefahren von Pflanzenschutzmitteln und die Bestim-

mungen in anderen Ländern. Das seit November 2013 in

Kraft stehende System stellt für alle Seiten eine gute

Lösung dar: Die sensiblen und wertvollen natürlichen

Lebensräume werden wirksam vor übermässigen PSM-

Einträgen geschützt und die Produktion hat ein flexibles

Werkzeug zur Hand um dies zu leisten, ohne dabei Kul-

turlandverlust oder eingeschränkte Wirksamkeit des

Pflanzenschutzes hinnehmen zu müssen.

Die Einteilung in ein Punktesystem sorgt dafür, dass

die Weisung einfach und effektiv umsetzbar ist. Das

Punktesystem hat gegenüber Prozent-Kategorien den

grossen Vorteil, dass diese Punkte einfach addiert wer-

den können, wohingegen die Kombination von Prozent-

werten nicht möglich bzw. nicht ohne weiteres nachvoll-

ziehbar wäre (z.B. 90% und 50% = 95%). Ein weiterer

Vorteil besteht darin, dass eine prozentuale Abdriftmin-

derung nicht in allen Kulturen die gleiche Abstands-

reduktion ermöglicht, wegen der unterschied lichen

Charakteristiken der Depositionsfunktionen. Mit dem

Punktesystem können diese Unterschiede berücksichtigt

werden, ohne dass für die Kulturen verschiedene Reduk-

tionsvorschriften gelten müssen.

Die Möglichkeit, Gerätetypen zu zertifizieren und

mit genauen Anwendungsvorschriften zu belegen (wie

z. B. in Deutschland), wurde diskutiert. Sie wurde ver-

worfen, obwohl dank der starren Detailvorschriften und

Typenprüfungen etwas höhere Abdriftminderungen

attestiert werden könnten. Der administrative Aufwand

für Listung und Prüfung wäre enorm und die Produzen-

ten und Produzentinnen wären in der Gestaltung ihrer

Betriebe stärker eingeschränkt. Beides sollte für die

Schweizer Landwirtschaft vermieden werden.

Das entwickelte System zur Reduktion der Breiten

der Pufferzonen ist einfach, effektiv und trägt der Kom-

plexität der Thematik Rechnung. Gleichzeitig wurde

mittels der Ressourceneffizienzbeiträge (REB, DZV 2014)

ermöglicht, für Neuanschaffungen im Bereich Applikati-

onstechnik finanzielle Unterstützung zu erhalten.

Es ist zu berücksichtigen, dass alle Aspekte, die den

Pflanzenschutz betreffen, in ständiger Entwicklung ste-

hen. Auch die Risikominimierung im Pflanzenschutz

wird neue Aspekte erfahren, Probleme aufwerfen und

Lösungen ermöglichen. So sind auch die betreffenden

Regeln einem fortlaufenden Prozess unterworfen und

werden bei Bedarf angepasst werden müssen. n

179


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Sum

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y


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Pesticide application – measures for mitiga-

tion of spray drift

The spray application of plant protection

products (PPP) leads to a contamination of

non-target areas via spray drift: Droplets

containing the active ingredient are depos-

ited outside of the targeted area. The

potential risk for non-target organisms

caused by this drift is evaluated in the

authorization-process of PPP. In order to

achieve acceptable risk levels for aquatic

organisms and terrestrial non-target

arthropods, spray-free buffer zones of 6 to

100 m towards surface waters and terrestrial

biotopes are enacted if necessary. Drift-

mitigating measures reduce the input of PPP

into non-target areas and allow reducing

the enacted buffer zones. The approved

measures and the possible reductions of

buffer zone widths are defined in the new

directive of the Swiss Federal Office for

Agriculture released in November 2013.

Key words: risk mitigation measures, spray

drift, nozzles, hail net, hedges, buffer zones,

plant protection products.

Applicazione di prodotti fitosanitari – misure

per ridurre il rischio di deriva

Nell’applicazione di prodotti fitosanitari (PF),

le acque superficiali e altre superfici esterne

a quella da trattare sono gravate dalla

deriva: goccioline contenenti la sostanza

attiva vengono trasportate e depositate

all’esterno dell’area di destinazione.

Durante l’omologazione di un PF viene

stimato il rischio causato dalla deriva per gli

organismi non interessati. Se necessario, si

stabiliscono delle direttive, specifiche alla

sostanza attiva e all’applicazione, relative

alle distanze (distanza di sicurezza con

divieto d’applicazione) tra 6 e 100 m da

acque superficiali e altri biotopi per mante-

nere a un livello accettabile il rischio che

corrono organismi acquatici e terrestri. Le

misure antideriva riducono la contamina-

zione nelle aree non destinate e permet-

tono, di conseguenza, di ridurre le distanze

di sicurezza. Nella nuova ordinanza dell’Uffi-

cio federale dell’agricoltura dello scorso

novembre sono definite le misure ricono-

sciute e le conseguenti possibili riduzioni

delle distanze di sicurezza.


PSM-Konzentrationen insbesondere in kleinen Gewäs-

sern häufig direkt nach einem stärkeren Niederschlags-

ereignis auf. Somit kann angenommen werden, dass

Einträge durch Abschwemmung massgeblich zur diffu-

sen Gewässerbelastung durch PSM beitragen (vergl. z.B.

Doppler et al. 2012).

Risikobeurteilung im Rahmen der Zulassung

Die möglichen Risiken für Mensch und Umwelt, die mit

der Anwendung eines PSM-Produktes verbunden sind,

werden genau geprüft, bevor diese Anwendung in der

Schweiz zugelassen wird. Die ökotoxikologische Risiko-

E i n l e i t u n g

Der Einsatz von PSM in der Landwirtschaft kann auf

verschiedenen Wegen zu einer Belastung von Oberflä-

chengewässern und damit zu einer möglichen Gefähr-

dung von Wasserorganismen führen: einerseits wäh-

rend der Applikation durch Abdrift der feinen

Spritzbrühe-Tröpfchen und andererseits bei Nieder-

schlägen durch oberflächliche Abschwemmung oder

Versickerung und Transport via Drainagerohre. Wie

Untersuchungen in verschiedenen Gewässern in der

Schweiz und im Ausland gezeigt haben, treten erhöhte

Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risikomindernde Massnahmen bezüglich AbschwemmungIrene Hanke, Thomas Poiger, Annette P. Aldrich und Marianne E. Balmer


Auskünfte: Thomas Poiger, E-Mail: [email protected]

Oberflächliche Abschwemmung von einem Maisfeld nach starkem Gewitterregen. (Foto: Thomas Poiger)

U m w e l t

Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risikomindernde Massnahmen bezüglich Abschwemmung | Umwelt

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Pflanzenschutzmittel (PSM) können bei

Regenereignissen durch oberflächlich

abfliessendes Wasser aus behandelten

Parzellen abgeschwemmt werden und so in

Gewässer gelangen. Damit verbundene

Risiken für Wasserorganismen werden bei der

Zulassung von PSM beurteilt und gegebenen-

falls risikomindernde Massnahmen vorge-

schrieben. Derzeit kann zur Risikominderung

von Abschwemmung eine Auflage zur Anlage

eines sechs Meter breiten, bewachsenen

Pufferstreifens verfügt werden. An der

Forschungsanstalt Agroscope wurden nun im

Auftrag des Bundesamtes für Landwirtschaft

(BLW) weitere Optionen für risikomindernde

Massnahmen geprüft, die zukünftig bei der

Zulassung von PSM als Auflagen verfügt

werden können. Die Massnahmen sollen die

Gewässerbelastung minimieren, gleichzeitig

aber die landwirtschaftliche Produktion so

wenig wie möglich einschränken. Das

Ergebnis dieses Projekts ist eine Liste von

Massnahmen, aus denen Produzenten

diejenigen auswählen und kombinieren

können, die in ihrem Fall besonders geeignet

sind oder die sie aus anderen Gründen bereits

anwenden (z.B. zum Erosionsschutz). Dazu

zählen neben Pufferstreifen am Feldrand neu

beispielsweise konservierende Bodenbearbei-

tung, Anlage von bewachsenen Streifen

innerhalb der Parzelle sowie Begrünung in

Dauerkulturen.

beurteilung basiert auf Daten zur Toxizität und auf einer

Abschätzung der Konzentration im Gewässer (Exposi-

tion) mit Hilfe von Modellen. Diese Modellrechnung

geht von besonders ungünstigen Bedingungen aus (star-

ker Niederschlag, hoher Anteil an abgeschwemmtem

PSM und geringe Verdünnung im Gewässer) und liefert

somit Konzentrationen, die an der oberen Grenze der

Werte liegen sollen, die im Gewässer tatsächlich auftre-

ten können.

Bei Neuzulassungen wird die Risikobeurteilung

jeweils nach den aktuell gültigen Methoden und Krite-

rien durchgeführt. Diese haben sich im Laufe der Zeit

jedoch stark verändert, sodass die Risikobeurteilung für

bereits länger zugelassene Produkte oftmals nicht mehr

auf dem neuesten Stand ist. In einem laufenden Projekt

werden diese älteren Produkte gezielt überprüft, unter

anderem hinsichtlich der möglichen Gefährdung von

Wasserorganismen (Projekt «Gezielte Überprüfung von

PSM», BLW 2013).

Momentan zur Verfügung stehende Auflage

Zeigt die Beurteilung einer PSM-Anwendung ein zu

hohes Risiko aufgrund von oberflächlicher Abschwem-

mung, kann derzeit folgende Auflage verfügt werden:

«Zum Schutz von Gewässerorganismen vor den Folgen

einer allfälligen Abschwemmung ist eine mit einer

geschlossenen Pflanzendecke bewachsene, unbehan-

delte Pufferzone von sechs Metern zu Oberflächenge-

wässern einzuhalten».

Bei sehr hohem Risiko reicht das Risikominderungs-

potenzial dieser Massnahme alleine allerdings nicht aus.

Aus diesem Grund wurde Agroscope vom BLW beauf-

tragt, zusätzliche Massnahmen auszuarbeiten. Parallel

dazu wurden auch weitere Optionen zur Risikominde-

rung bei Abdrift entwickelt (Schweizer et al. 2014).

Risikominderungsmassnahmen

Das Risiko für Wasserorganismen durch oberflächliche

Abschwemmung von PSM wird durch diverse Faktoren

beeinflusst. Neben den Eigenschaften der Wirkstoffe

sind dies u.a. die eingesetzten Mengen, die Anzahl der

Anwendungen, der Zeitpunkt des Einsatzes, die Witte-

rung, das Kulturstadium bei der Applikation, der

Abstand zum Gewässer, der Bodentyp und die Topogra-

phie. Entsprechend kann die Risikominderung an ver-

schiedenen Orten ansetzen – bei der Anwendung selbst,

durch geeignete Massnahmen im Feld, am Feldrand oder

kurz vor dem Eintritt ins Gewässer (Abb. 1).

Im Folgenden werden nur Risikominderungsmass-

nahmen (RMM) diskutiert, die sich direkt mit der Zulas-

sung verknüpfen lassen, d.h. solche, die bei der Bewilli-

gung als Auflage verfügt werden können und auf der

Umwelt | Pflanzenschutzmitteleinsatz – Risikomindernde Massnahmen bezüglich Abschwemmung


Produktetikette resp. in der Gebrauchsanweisung

erscheinen müssen. Es tragen auch andere Ansätze

erheblich zur Risikominderung bei, etwa solche, die bei-

spielsweise zu einer Verringerung der Anzahl PSM-

Anwendungen führen oder die auf Flächen mit beson-

ders hohem Risiko für Abschwemmung die Anwendung

einschränken (Stamm et al. 2012). Solche Ansätze wur-

den in diesem Projekt jedoch nicht behandelt.

Die Ausarbeitung der anschliessend vorgestellten

RMM stützte sich unter anderem auf eine Arbeit der EU-

Arbeitsgruppe FOCUS (Forum for the coordination of

pesticide fate models and their use) «Landscape and

Mitigation» (FOCUS 2007), den Bericht einer internen

Arbeitsgruppe von Agroscope in Wädenswil (Aldrich

und Daniel 2006), eine Umfrage zu RMM in umliegen-

den EU-Staaten (siehe unten) sowie diverse Übersichtsar-

tikel zum Thema (z.B. Reichenberger et al. 2007).

Beurteilung einzelner Massnahmen

Reduktion der applizierten Menge. Grundsätzlich wer-

den die Aufwandmengen bereits nach dem Grundsatz

«so viel wie nötig, so wenig wie möglich» festgelegt, so

dass meist wenig Raum für weitere Reduktionen bleibt.

Saisonale Einschränkungen der Applikation werden

im Bereich des Grundwasserschutzes häufig verwendet.

Beispielsweise ist die Anwendung gewisser Herbizide

im Herbst nicht erlaubt, da der Abbau im Boden in der

kühleren Jahreshälfte langsamer ist und ausserdem

mehr Niederschlagswasser versickert. Dies hat zur

Folge, dass mobile Stoffe eher ins Grundwasser gelan-

gen könnten. Bei Abschwemmung lässt sich durch sai-

sonale Einschränkungen hingegen kaum eine Risiko-

minderung erreichen, da intensive oder lang anhaltende

Niederschläge, die zu oberflächlichem Abfluss führen,

in der Schweiz ganzjährig auftreten können.

Bezüglich zeitlichem Abstand zwischen Applika-

tion und Niederschlag wird in der Vollzugshilfe «Pflan-

zenschutzmittel in der Landwirtschaft» der Bundesäm-

ter für Umwelt (BAFU) und Landwirtschaft (BLW)

festgehalten: «Unmittelbar vor Niederschlägen und

auf wassergesättigten Boden sollen PSM (besonders

Herbizide) nicht ausgebracht werden, um Auswa-

schung und Abschwemmung in Gewässer oder andere

Schutzgebiete zu verhindern.» (BAFU und BLW 2013).

Weitere Einschränkungen auf Stufe Bewilligung sind

jedoch nicht sinnvoll, da die Zeitfenster, in denen eine

Behandlung notwendig und möglich ist, ohnehin recht

schmal sind.

Bei der Anwendung:Zeitpunkt, Aufwand-menge, Häufigkeit Am Feldrand:

Pufferstreifen

Vor Eintritt ins Gewässer:bewachsene Rückhalteweiher

Innerhalb der Parzelle:konservierende Bodenbe-arbeitung, Grünstreifen im Feld, Begrünung (in Dauer-kulturen), Terrassierung

Abschwemmung

Abb. 1 | Ansatzpunkte für Massnahmen zur Reduktion des Risikos für Wasser organismen durch den Einsatz von PSM.



gern. Schwellen am Feldrand können zudem den Ein-

tritt von Oberflächenabfluss ins Gewässer verhindern

resp. verzögern.

In der Schweiz ist die periodische oder ganzjährige

Begrünung in Dauerkulturen weit verbreitet (Abb. 3). In

Obstanlagen wird generell empfohlen, die Fahrgassen

mit einer gut befahrbaren und tragfähigen, dichten

Grasnarbe zu begrünen, während die Baumstreifen im

Frühjahr und Sommer meist unkrautfrei gehalten wer-

den. Im Weinbau sind regional noch unterschiedliche

Verfahren gebräuchlich. Je nach Standort kann die

zusätzliche Vegetation mit den Reben zu stark um Wasser

konkurrenzieren, weshalb der Boden von Zeit zu Zeit

bearbeitet und von Bewuchs freigehalten werden muss.

An steilen Hängen ist eine Terrassierung wegen Erosi-

onsgefahr sinnvoll. Die Verringerung des oberflächli-

chen Abflusses führt auch zu geringerer Abschwem-

mung von PSM (Abb. 4).

Bewachsene Pufferstreifen verbessern die Infiltra-

tion von oberflächlich abfliessendem Wasser und den

darin gelösten PSM-Rückständen. Durch den dichten

Bewuchs werden Bodenpartikel und daran gebundene

PSM zurückgehalten. Die erzielbare Reduktion ist abhän-

gig von den physikalisch-chemischen Eigenschaften des

Diverse Massnahmen, die zur Erosionsprävention und

zur Vermeidung von Nährstoff einträgen in Gewässer

bereits angewendet werden, weisen auch ein grosses

Potenzial für die Verringerung der Einträge von PSM

durch Abschwemmung auf:

Konservierende Bodenbearbeitung: Wenn weniger

intensiv oder gar nicht gepflügt wird, ist der Acker-

boden in der Regel durchlässiger. Das Regenwasser

kann somit besser versickern und es fliesst weniger

Wasser oberflächlich ab. Pflanzenreste, die nach dem

Ernten zurückbleiben, verlangsamen den Wasserfluss

auf der Oberfläche zusätzlich. Gleichzeitig verschlämmt

bedeckter Boden bei Regen weniger stark (Abb. 2).

Bodenschonende Anbauverfahren sind daher gut

geeignet, oberflächliche Abschwemmung zu reduzie-

ren. Sie sind derzeit aber praktisch nur im Feldbau eta-

bliert.

Verschiedene Massnahmen innerhalb der Parzelle

können dazu beitragen, oberflächliche Abschwem-

mung gar nicht erst entstehen zu lassen oder die Menge

des abfliessenden Wassers zu reduzieren. Im Feld kön-

nen bewachsene, unbehandelte Streifen, Hecken und

andere Barrieren die Hanglänge reduzieren oder die

Bildung von konzentrierter Abschwemmung verrin-

Abb. 2 | Maisfeld nach Direktsaat. Das abgestorbene Pflanzenmaterial zwischen den Reihen verlangsamt das Abfliessen des Wassers und der Boden verschlämmt bei Regen weniger stark. (Foto: Volker Prasuhn, Agroscope)



PSM-Wirkstoffs, der Dauer und Intensität des Nieder-

schlags, der lokalen Situation (Bodeneigenschaften,

Topographie) sowie der Breite des Streifens (Lacas et al.

2005; Reichenberger et al. 2007).

Pufferstreifen zur Risikominderung von Abschwem-

mung müssen langfristig angelegt werden, damit der

Bewuchs ausreichend dicht ist. Daher ist man bei der

Festlegung der Breite weniger flexibel als bei

Abstandsauflagen für Abdrift, wo es primär um den

Abstand zum Gewässer geht. Die derzeit verfügte Min-

destbreite von sechs Metern stellt einen guten Kompro-

miss zwischen Landverbrauch und Wirksamkeit dar. Der

höhere Flächenbedarf aufgrund der Verbreiterung des

Gewässerabstands von drei auf sechs Meter wurde bereits

in anderem Rahmen abgeschätzt (Szerencsits 2008).

Allerdings wurden in dieser Abschätzung Wege dem

Gewässerabstand zugerechnet, was bei Pufferstreifen

gegen oberflächliche Abschwemmung nicht zulässig ist.

Verschiedene Arbeiten haben gezeigt, dass bewach-

sene Rückhalteweiher die PSM-Frachten in oberflächlicher

Abschwemmung und Drainagewasser durch Abbau sowie

Adsorption an Pflanzen und Sediment deutlich reduzieren

können (Grégoire 2010). Grundsätzlich weisen solche Wei-

her ein grosses Potenzial für die Risikominderung von

PSM-Einträgen durch Abschwemmung auf. Als RMM im

Rahmen der Zulassung kommen sie allerdings erst in Frage,

wenn die technischen Grundlagen für die Dimensionie-

rung und den Betrieb geschaffen und die Systeme genü-

gend verbreitet sind.

Bei der Expositionsabschätzung im Rahmen der

Zulassung wird von einer relativ geringen Verdünnung

der PSM im betroffenen Gewässer ausgegangen, um

die vielen Kleingewässer ausreichend zu schützen, die

gemessen an der Fliessstrecke über die Hälfte der

Schweizer Fliessgewässer ausmachen (Munz et al. 2012).

In grösseren Gewässern werden abgeschwemmte PSM

stärker verdünnt, sodass geringere Expositionskonzent-

rationen und Belastungsspitzen zu erwarten sind. Diese

Annahme wurde durch eine kürzlich publizierte Aus-

wertung von Monitoringdaten aus der Schweiz bestä-

tigt (Munz et al. 2012). Weniger strenge Auflagen an

grösseren Gewässern wären daher zwar grundsätzlich

denkbar, widersprechen jedoch dem Ziel einer mög-

lichst geringen Gewässerbelastung.

Abgeschwemmtes Wasser kann nicht nur oberfläch-

lich in Gewässer fliessen, sondern auch via sogenannte

Abb. 3 | Rebberg in Stein am Rhein (SH). Die Begrünung der Fahrgassen reduziert die oberflächliche Abschwemmung von PSM deutlich. (Foto: Thomas Poiger Agroscope)



Dieses Vorgehen soll den Landwirten grösstmögliche

Flexibilität bieten, indem jeweils diejenigen Massnah-

men gewählt und kombiniert werden können, die in

einer bestimmten Situation am besten geeignet sind.

Ausserdem können Synergien mit anderen Bereichen

(Erosionsschutz, Reduktion von Nährstoffeinträgen in

Gewässer) optimal genutzt werden. Die Auslagerung der

eigentlichen Massnahmen in eine Weisung erlaubt es,

Änderungen und Ergänzungen nach Stand der Technik

vorzunehmen, ohne dass die Bewilligungen angepasst

werden müssen.

Entwicklung in den umliegenden Ländern

Ende 2011 befragten wir die zuständigen Behörden

verschiedener EU-Staaten, ob bei der PSM-Zulassung

oberflächliche Abschwemmung als Eintragspfad in

Oberflächengewässer berücksichtigt wird und welche

RMM verwendet werden. In Deutschland, Österreich

und Frankreich werden bewachsene Pufferzonen von

unterschiedlicher Breite vorgeschrieben (zwischen 5 und

20 m). In Deutschland kann auf die Pufferzonen verzich-

tet werden, sofern das abgeschwemmte Wasser vor dem

Eintritt ins Gewässer aufgefangen wird oder wenn ein

Kurzschlüsse (Strassenentwässerung, Unterhaltsschächte

von Drainagen, etc.). Auf diese Transportwege sollte mit

gezielter Beratung aufmerksam gemacht werden. Aufla-

gen in der Bewilligung sind zur Lösung dieser Problema-

tik derzeit eher nicht geeignet.

Umsetzung von Massnahmen in Auflagen

Von den oben diskutierten RMM sind vorderhand fol-

gende für die Umsetzung in Auflagen vorgesehen:

bewachsene Pufferstreifen, konservierende Bodenbear-

beitung, Massnahmen zur Erosionsminderung im Feld,

Begrünung der Fahrgassen im Obst- und Rebbau und

Terrassierung.

Die Massnahmen sollten nicht direkt als Auflagen

auf der Etikette erscheinen, sondern separat in einer

Weisung aufgeführt werden. In der Weisung werden

den Massnahmen Punkte zugeordnet, die dem jeweili-

gen Risikoreduktionspotential entsprechen (in Analogie

zur Abdrift: Höhn et al. 2014). Bei einer Kombination

mehrerer Massnahmen addieren sich die Punkte. In der

Auflage wird lediglich definiert, welche Punktzahl benö-

tigt wird, um das Produkt trotz Abschwemmungsrisiko

anwenden zu können.

Abb. 4 | Rebberg in Stäfa (ZH). Durch die Terrassierung versickert Regenwasser besser und weniger Wasser kann oberflächlich abfliessen. (Foto: Werner Siegfried, Agroscope)

186



Mulch- oder Direktsaatverfahren angewendet wird. In

Grossbritannien wurden bezüglich Abschwemmung bis-

lang keine Auflagen verfügt.

Im April und November 2013 wurden zwei internati-

onale Workshops («MAgPIE», mitigating the risk of plant

protection products in the environment) mit Vertretern

aus Behörden, Wissenschaft und Industrie durchgeführt

mit dem Ziel, den Behörden Massnahmen für die Minde-

rung von Risiken durch PSM zur Verfügung zu stellen.

Das dort entwickelte Konzept zur Risikominderung bei

Abschwemmung enthält eine Liste von frei kombinier-

baren Massnahmen mit unterschiedlichem Reduktions-

potential und ist dem hier für die Schweiz beschriebe-

nen System ähnlich.

S c h l u s s f o l g e r u n g e n

Die in diesem Artikel beschriebenen zusätzlichen Mass-

nahmen tragen dazu bei, das Risiko für Wasserorganis-

men deutlich zu reduzieren. Neben diesen anwendungs-

spezifischen, mit der Bewilligung verknüpften Auflagen

gibt es selbstverständlich noch weitere Möglichkeiten,

die Risiken durch Abschwemmung zu reduzieren. Insbe-

sondere in Fällen, bei denen z.B. durch hydrologische

oder topographische Gegebenheiten ein besonders

hohes Abschwemmungsrisiko besteht, sollten situations-

bezogene ergänzende Lösungen gefunden werden, die

nicht direkt mit der PSM-Zulassung verbunden sind.

Durch bestmögliche Nutzung von Synergien (z.B. mit

Erosionsschutzmassnahmen) und einer gewissen Flexibi-

lität bei der Wahl von Massnahmen wird angestrebt, die

Gewässerbelastung zu senken und gleichzeitig die Land-

wirtschaft so wenig wie möglich einzuschränken. Die

Vorschläge wurden bei einem Workshop mit Vertretern

kantonaler Pflanzenschutzdienste im September 2013

denn auch mehrheitlich positiv aufgenommen. Im Hin-

blick auf die Einführung in der Praxis werden die Mass-

nahmen nun im Detail ausgearbeitet. n

187


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Sum

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y


Literatur ▪ Aldrich A. & Daniel O., 2006. Pflanzenschutzmittel in Oberflächengewäs-sern: Konzept für die ökotoxikologische Risikoabschätzung und -verringe-rung in der Schweiz (Entwurf, vertraulich). Agroscope Changins-Wädens-wil ACW.

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Applicazione di prodotti fitosanitari: misure

per ridurre il rischio di dilavamento

È possibile che durante eventi pluviali i

prodotti fitosanitari possano essere dilavati

dalla particella trattata e raggiungere le

acque di superficie. I rischi per gli organismi

acquatici che ne conseguono sono valutati

nel corso dell’omologazione e, se necessario,

saranno prescritte delle misure per la loro

riduzione. Attualmente, per ridurre il rischio

di dilavamento, può essere richiesta una

zona tampone inerbita larga 6 m. Su incarico

dell’Ufficio federale dell’agricoltura (UFAG),

la stazione di ricerca Agroscope ha esami-

nato ulteriori opzioni relative alle misure per

la riduzione del rischio di deriva. Misure che

in futuro potrebbero risultare determinanti

per l’omologazione di prodotti fitosanitari.

Queste misure devono ridurre l’inquina-

mento delle acque e, contemporaneamente,

limitare il meno possibile la produzione

agricola. Il risultato di questo progetto è una

lista di misure dalla quale i produttori

possono selezionare e abbinare quelle più

idonee al loro caso, oppure quelle che, per

altri motivi, stanno già applicando (p. es. per

la protezione dall’erosione). Nella lista

appaiono, oltre alla zona tampone al bordo

del campo, anche nuove misure come p. es.

una lavorazione minima del terreno, l’im-

pianto di bande coltivate all’interno della

particella, come pure l’inerbimento all’in-

terno di colture perenni.

Plant protection products – mitigating the

risk due to surface runoff

Plant protection products (PPP) can be

transported from treated fields to surface

waters via surface runoff during rain events.

Potential risks for aquatic organisms due to

surface runoff are assessed during the

registration process for PPP, and risk mitiga-

tion measures are implemented if necessary.

Currently, a vegetated buffer zone of 6 m

width may be required as risk mitigation

measure for surface runoff. Further options

for risk mitigation of surface runoff that can

be linked to PPP registration were evaluated

at Agroscope on behalf of the Swiss Federal

Office for Agriculture. These options should

effectively reduce the contamination of

surface waters while minimizing impacts on

agricultural productivity. The list of mitiga-

tion measures resulting from this project

offers farmers the possibility to combine

those measures that are best suited for their

particular situation or those that are already

implemented for other reasons (e.g., for

erosion control). Besides vegetated buffer

zones, these include e.g. conservation

tillage, vegetated strips within the field and

use of cover crops in orchards and vineyards.

Key words: surface water, risk mitigation

measures, plant protection products, surface

runoff.


Heubläser als Alternative zum Heurechen: Einfluss auf die Vegetation nach vier Jahren

nehmen mit dem Bundesamt für Landwirtschaft sind

Vollzugshilfen für bestimmte Unterhaltsmassnahmen

möglich. Schliesslich sieht die Öko-Qualitätsverordnung

im Sinne von ökologischen Ausgleichszahlungen finanzi-

elle Entschädigungen für Landwirtschaftsbetriebe vor,

die Trockenwiesen und -weiden bewirtschaften (BLW

2001).

Wiesen reagieren sehr sensibel auf die Art ihrer

Bewirtschaftung. Damit sie ihr ökologisches Potenzial

entfalten können, muss die Störung durch alle Bearbei-

tungsschritte vom Mähen bis zur Ernte möglichst gering

gehalten werden. Seit Kurzem setzen Betriebe Heublä-

ser als Alternative zum traditionellen und zeitintensiven

E i n l e i t u n g

Trockenwiesen sind wertvolle Lebensräume, die mit

ihren besonderen Bedingungen zahlreiche typische

Arten beherbergen. In Europa sind Trockenwiesen

besonders bedroht. Ihre Fläche ist in der Schweiz seit

1950 um 90 % zurückgegangen (Ballmer 2010; Dostalek

und Frantik 2008). Als Reaktion auf diesen Rückgang hat

der Bundesrat ein Inventar der Biotope erstellt, darunter

auch eine Bestandesaufnahme der Trockenwiesen und

-weiden von nationaler Bedeutung (Gubser et al. 2010).

Dieses Inventar umfasst 23 648 Hektaren, was 1,48 % der

Land- und Alpwirtschaftsfläche entspricht. Im Einver-

Nina Richner1, Léonie Durocher1, Hanspeter Rohrer2 und Thomas Walter1

1Agroscope, Institut für Nachhaltigkeitswissenschaften INH, 8046 Zürich, Schweiz2Pro Natura Unterwalden, 6072 Sachseln, Schweiz

Auskünfte: Thomas Walter, E-Mail: [email protected]

Untersuchungsfläche nördlich von Stans (Kanton Nidwalden). (Foto: Hanspeter Rohrer, Pro Natura Unterwalden)

U m w e l t

Heubläser als Alternative zum Heurechen: Einfluss auf die Vegetation nach vier Jahren | Umwelt

189

Zusa

mm

enfa

ssu

ng


Im Berggebiet ist die Heuernte für die

Landwirtschaftsbetriebe eine arbeitsinten-

sive Zeit. Um diese Aufgabe einfacher und

schneller zu erledigen, werden deshalb

zunehmend Heubläser anstelle von Rechen

eingesetzt. Zur Zeit prüfen die Naturschutz-

organisation Pro Natura und die Forschungs-

anstalt für Land- und Ernährungswirtschaft

Agroscope die möglichen Auswirkungen des

Heubläsers auf die Pflanzenvielfalt von

Trockenwiesen – ein Lebensraum, der

ohnehin stark gefährdet ist. In dieser Studie

wurden jährlich Vegetationsaufnahmen auf

einer Wiese durchgeführt, auf der sich

Parzellen mit einer der beiden Bewirtschaf-

tungsmethoden abwechselten. Die Analyse

der 2013 gesammelten Daten ergab keinen

Einfluss des Heublasens auf Artenvielfalt,

Artenzusammensetzung, Ziel- und Leitarten

und Deckung der Moose. Dagegen hat die

Position am Hang einen Einfluss auf die

Artenzahl. Bei allen Parzellen wurden im

unteren Bereich des Hangs mehr Arten

gezählt. Die Deckung der Moose ist bei

geblasenen Parzellen im oberen Bereich

grösser, bei gerechten Parzellen im unteren

Bereich.

Rechen ein. Bisher wurde jedoch noch in keiner Studie

untersucht, welche Auswirkungen es auf die Pflanzen

hat, wenn Luft mit einer Geschwindigkeit von etwa 180

km/h über die Vegetation strömt.

Mit einer 2010 gemeinsam von Pro Natura und Agro-

scope lancierten Studie über einen vorgesehenen Zeit-

raum von sechs Jahren soll diese Problematik untersucht

werden. Diese Studie befasst sich insbesondere mit den

Aspekten der Artenvielfalt und Artenzusammensetzung

der Gefässpflanzen, aber auch mit Ziel- und Leitarten

sowie Moosen (Walter et al. 2013). Da die Studie auf

einer Hangfläche durchgeführt wird, lässt sich auch der

Einfluss der Position am Hang auf die Ergebnisse unter-

suchen. Um die Interpretation zu vervollständigen, wer-

den schliesslich auch bestimmte Zeigerwerte wie Nähr-

stoffe und Reaktionszahl auf allfällige Korrelationen

untersucht (Landolt 2010). Mit der Gesamtheit der Daten

wird geprüft, ob die folgenden Hypothesen zutreffen:

Hypothese 1

a. Die Artenvielfalt ist in den geblasenen und gerechten

Parzellen ähnlich.

b. Die Zusammensetzung der Pflanzenarten ist in den

geblasenen und gerechten Parzellen ähnlich.

c. Ziel- und Leitarten sind in den geblasenen und

gerechten Parzellen in ähnlicher Anzahl vertreten.

d. Die Deckung durch Moose ist in den geblasenen und

gerechten Parzellen ähnlich.

e. Die Zeigerwerte für Feuchtigkeit, Licht, Humus,

Nährstoffe sowie Reaktionszahl des Bodens sind in

den geblasenen und gerechten Parzellen ähnlich.

Hypothese 2

a. Die Artenvielfalt ist entlang des Höhengradienten

konstant.

b. Die Zusammensetzung der Pflanzenarten ist entlang

des Höhengradienten ähnlich.

c. Ziel- und Leitarten sind entlang des Höhengradienten

in ähnlicher Anzahl vertreten.

d. Die Deckung durch Moose ist entlang des Höhengra-

dienten konstant.

e. Die Zeigerwerte sind entlang des Höhengradienten

konstant.

M a t e r i a l u n d M e t h o d e n

Untersuchungsfläche

Bei der Untersuchungsfläche handelt es sich um eine

extensiv bewirtschaftete Wiese von 14 922 m² Fläche, die

nördlich von Stans (NW) in einer Höhe von 830 m ü. M.

liegt. Sie ist südexponiert und weist ein Gefälle von 60

bis 85 % auf. Bis und mit 2007 erfolgte die Heuernte mit

Umwelt | Heubläser als Alternative zum Heurechen: Einfluss auf die Vegetation nach vier Jahren


Rechen. In den folgenden beiden Jahren wurde das Heu

mit Hilfe von Laubbläsern eingeholt. Nach einer Vegeta-

tionsaufnahme wurde die Fläche im Jahr 2010 in zehn

Parzellen unterteilt, bei denen die Heuernte gemäss

Abbildung 1 entweder mit einem Rechen oder mit einem

Laubbläser erfolgte.

Die zehn Parzellen wurden in fünf Höhenklassen ein-

geteilt. Pro Höhenklasse und Parzelle wurde anschlies-

send zufällig ein Beobachtungspunkt festgelegt. Diese

Punkte wurden mit magnetischen Marken gekennzeich-

net, die sich mit dem Metalldetektor und über GPS loka-

lisieren lassen.

Datenerhebung

Die Vegetationsaufnahme erfolgte jeweils an jedem

Beobachtungspunkt in einem Kreis mit einer Fläche von

1 m². Der Deckungsgrad der Pflanzenarten wurde nach

der Methode von Braun-Blanquet geschätzt. Die mit

der Bestimmung beauftragten Wissenschaftler teilten

die Fläche sowohl hinsichtlich der Parzellenart als auch

der Position am Hang gleichmässig auf. Die aufgenom-

menen botanischen Daten wurden in die Software

Vegedaz (Küchler 2012) übertragen. Mit dieser Soft-

ware konnte der Durchschnitt der Zeigerwerte für

Licht, Feuchtigkeit, Nährstoffe, Reaktionszahl und

Humusanteil pro Beobachtungspunkt berechnet wer-

den.

Statistische Auswertungen

Die statistische Auswertung erfolgte mit den im Jahr

2013 nach vier Jahren Bewirtschaftung aufgenommenen

Daten. Eine detailliertere Auswertung, die den Einfluss

der einzelnen Jahre auf das Ergebnis untersucht, ist für

das Ende der Studie vorgesehen.

Die Auswertung wurde mit der Software R, Version

3.0.1 (R Core Team 2013), vorgenommen. Um den Ein-

fluss der Bewirtschaftungsmethode und der Position am

Hang auf die Artenvielfalt, die Anzahl Ziel- und Leitar-

Abb. 1 | Die Untersuchungsfläche ist in zehn Parzellen eingeteilt. Die Bewirtschaftungsmethode einer Parzelle wurde gemäss der Legende gewählt. In jeder Parzelle wurden auf verschiedenen Positionen am Hang fünf Punkte mit einer Fläche von 1 m2 festgelegt, bei denen die Vegetationsaufnahme erfolgte. (Luftbild: © swisstopo)

800 m

3b5

2b5

1b5

1r5

5b35b4

5b5 5r5

5r3

4r5

3r33b3

2r3

1r4

1b3

1b42b4

2b32r4

2r5

3r5

3r43b4

4b5

4b44r3

4r45r4

5b2

5r24r2

4b3

4b2

3b23r2

2r2

2b2

1b2

1r31r2

1r1

1b1

2b1

2r1

3r13b1

4b14r1

5r1

5b1

4r2r

5r3b 3r

4b

2b

1r

5b

1b

830

850820

840

810

800

790

780770

820

800

670'000

670'000

0 20 4010 Meter

1:1'050

Bewirtschaftung

Blasen

Rechen

Bewirtschaftung

Rechen

Blasen



geblasenen Flächen. Dieser Unterschied bewegte sich in

der Grössenordnung von einer oder zwei Arten. Das ver-

wendete Modell ergab, dass die Verwendung des Heu-

bläsers bis 2013 keinen signifikanten Einfluss auf die

Vegetation hatte (Tab. 1). In Abbildung 2 widerspiegelt

die Nähe der Punkte die Ähnlichkeit der Artenzusam-

mensetzung. Die Artenzusammensetzung der gerechten

Parzellen deckte sich weitgehend mit derjenigen der

geblasenen Parzellen. Die Methode des Heublasens ver-

änderte also die Vegetation hinsichtlich dieses Aspekts

nicht. Gemäss den Ergebnissen, die in den Tabellen 2, 3

und 4 aufgeführt sind, hatte die Bewirtschaftungsme-

thode weder einen Einfluss auf die Ziel- und Leitarten

noch auf die Deckung der Moose oder die Zeigerwerte

nach Landolt (2010).

ten sowie die Deckung der Moose zu klären, wurde ein

generalisiertes lineares Mischmodell verwendet. Die

Artenzusammensetzungen wurden mit einer Haupt-

komponentenanalyse untersucht. Die Zeigerwerte der

verschiedenen Parzellen wurden mit dem Wilcoxon-Test

verglichen. Mit linearen Regressionen konnte der Ein-

fluss des Gefälles nachgewiesen werden und mit deskrip-

tiver Statistik liess sich die Entwicklung bestimmter

Daten über die vier Jahre darstellen.

R e s u l t a t e

Einfluss der Bewirtschaftungsmethode

Mit Ausnahme des Jahres 2012 zählten die Experten in

den gerechten Parzellen stets mehr Arten als in den

Schätzwert Standardfehler Z-Wert p

(Schnittpunkt) 3,50 0,076 46,42 < 0,001

Bewirtschaftungsmethode (Rechen) 0,097 0,102 –0,95 0,342

Position am Hang 0,007 0,003 –2,81 0,005

Methode Rechen: Position am Hang 0,004 0,003 1,32 0,187

Tab. 1 | Generalisiertes lineares MischmodellPflanzenvielfalt im Jahr 2013 bei Berücksichtigung der Faktoren «Bewirtschaftungsmethode» und «Position am Hang» (Artenvielfalt ~ Bewirtschaftungsmethode + Position am Hang, Family = Poisson); Varianz = 1,2536 e-17; Standardabweichung = 3,5406 e-09


(Schnittpunkt) 1,792 0,124 14,393 < 0,001

Methode Rechen 0,00 0,114 –0,002 0,999

Position am Hang 0,001 0,003 0,208 0,835

Tab. 2 | Generalisiertes lineares MischmodellAnzahl Ziel- und Leitarten im Jahr 2013 bei Berücksichtigung der Faktoren «Bewirtschaftungsmethode» und «Position am Hang» (Anzahl Ziel- und Leitarten ~ Bewirtschaftungsmethode + Position am Hang, Family = Poisson); Varianz = 2,127 e-16; Standardabweichung = 1,4584 e-08


(Schnittpunkt) 1,878 0,268 7,015 < 0,001

Methode Rechen 0,264 0,175 1,507 0,132

Position am Hang 0,01 0,004 4,350 < 0,001

Methode Rechen: Position am Hang –0,012 0,005 –2,543 0,011

Tab. 3 | Generalisiertes lineares MischmodellDeckung der Moose im Jahr 2013 bei Berücksichtigung der Faktoren «Bewirtschaftungsmethode» und «Position am Hang» (Deckung der Moose ~ Bewirtschaftungsmethode + Position am Hang, Family=Poisson); Varianz= 0,27072; Standardabweichung = 0,52031

Bewirtschaftungsmethode Bläser Rechen

Position am Hang 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

Anzahl Arten 63 59 46 53 46 64 61 53 57 53

Tab. 4 | Gesamtzahl der Arten an fünf nach der Position am Hang festgelegten Punkten nach Bewirtschaftungsmethode. Position am Hang: 1 am tiefsten gelegener Punkt, 5 am höchsten gelegener Punkt



Einfluss des Gefälles

Dasselbe Modell ergab dagegen, dass die Position am

Hang einen Einfluss auf die Artenvielfalt im Jahr 2013

hatte (Tab. 1). Bei beiden Arten von Parzellen war die

Artenzahl im unteren Bereich des Hangs grösser, bei den

geblasenen Parzellen war dieser Trend jedoch ausge-

prägter (Abb. 3). Die Position am Hang beeinflusste die

Artenzusammensetzung signifikant (p < 0,001, Abb. 2).

Die Zahl der Ziel- und Leitarten hing dagegen nicht von

der Position am Hang ab. Die Deckung der Moose im Jahr

2013 betrug auf den gerechten Parzellen 8,7 % ± 2,7 %,

auf den geblasenen Parzellen 10,7 % ± 3,6 %. Die

Deckung der Moose veränderte sich entlang des Höhen-

gradienten, der Trend war bei den beiden Parzellentypen

jedoch gegenläufig: Bei den geblasenen Parzellen waren

im oberen Bereich des Hangs mehr Moose zu finden,

während sie bei den gerechten Parzellen im unteren

Bereich einen grösseren Flächenanteil einnahmen (Tab. 3).

Sowohl bei den geblasenen als auch bei den gerechten

Parzellen waren die grössten Unterschiede der Artenviel-

falt zwischen den Positionen 1 und 5, d.h. zwischen der

am höchsten und der am tiefsten gelegenen Position der

Parzelle zu finden (Tab. 4 und 5). Die Artenzahl war im

unteren Bereich der Parzelle am höchsten. Bezüglich der

Reaktionszahl und der Nährstoffe waren die Unter-

schiede entlang des Höhengradienten zwar nicht signifi-

kant (Tab. 6 und 7), es liess sich mit einem p-Wert von

0,086 aber immerhin ein interessanter Trend ausmachen:

Die Nährstoffzahl nahm mit zunehmender Höhe in der

Parzelle ab.

−4 −2 0 4

−4

−2

0

PC1

PC2

pos

2

24

geblasene Flächengerechte Flächen

Abb. 2 | Hauptkomponentenanalyse der Artenzusammensetzung für die Gesamtheit der Aufnahmen. Je weiter oben am Hang sich die Aufnahmefläche (pos) befindet, desto weiter nach rechts kommt der entsprechende Punkt in der Grafik zu liegen. Die erste Achse (PC1) erklärt 10,2 % der Gesamtvarianz, die zweite Achse (PC2) 6,5 %.

Licht Temperatur Reaktionszahl Nährstoffe Humus

Bewirtschaftungsmethode B R B R B R B R B R

Mittelwert 3,479 3,496 3,182 3,201 3,307 3,339 2,414 2,463 3,120 3,117

Standardabweichung 0,016 0,017 0,018 0,028 0,023 0,021 0,026 0,033 0,017 0,012

P-Wert 0,256 0,1643 0,089 0,256 0,431

Tab. 5 | Wilcoxon-Test mit Vergleich der Zeigerwerte auf Parzellen, die mit dem Bläser (B) und dem Rechen (R) bewirtschaftet wurden



mensetzung verändert. Die Ergebnisse bestätigen diese

Vermutung jedoch nicht. Die untersuchten Aspekte der

Artenvielfalt scheinen im Zeitraum von vier Jahren

durch die Bewirtschaftungsmethode nicht beeinflusst

worden zu sein.

Interessant war der Einfluss des Höhengradienten auf

die Ergebnisse. Das Gefälle kann Unterschiede der

Bodeneigenschaften bewirken, die wiederum die

Vegetation bestimmen. Durch das Gefälle, das eine

konsequente Ernte von oben nach unten zur Folge hat,

sind auch Rückschlüsse auf den Einfluss der Ernterich-

D i s k u s s i o n

Diese Studie wurde aufgrund der Vermutung begon-

nen, dass die Ernte mit dem Rechen oder Bläser durch

die unterschiedliche Wirkung auf die Bodenoberfläche

und auf die Verbreitung der Samen die Vegetation

einer Wiese unterschiedlich beeinflussen könnte: Der

Rechen, indem er den Boden stellenweise öffnet und

damit die Keimung neuer Arten fördert, und der Bläser,

indem er die Verbreitung eines breiten Spektrums von

Samen fördert und auf diese Weise die Artenzusam-

10 20 30 40 50 60

1520

2530

35

Position am Hang

Anza

hl A

rten

geblasene Flächengerechte Flächen

Abb. 3 | Durchschnittliche Anzahl Arten der einzelnen Aufnahmen je nach Position am Hang (die auf der Abszissenachse eingetragene Distanz bezieht sich auf die Basislinie zuunterst am Hang); geblasene Parzellen: R2 = 0,1499; gerechte Parzellen: R2 = 0,3092.

Schätzwert Standardfehler T-Wert p R2

(Schnittpunkt) 3,523 0,061 57,980 < 0,001 –0,017

Position am Hang 0,001 0,001 0,002 0,674

Tab. 6 | Lineare Regression der Werte für die Reaktionszahl mit der Position am Hang

Schätzwert Standardfehler T-Wert p R2

(Schnittpunkt) 2,445 0,052 47,272 < 0,001 0,041

Position am Hang –0,003 –0,003 0,002 0,086

Tab. 7 | Lineare Regression der Werte für die Nährstoffe mit der Position am Hang

194



tung möglich. Bei der Artenvielfalt lässt sich feststellen,

dass bezüglich der durchschnittlichen Artenzahl pro

Vegetationsaufnahme, aber auch hinsichtlich der

Gesamtzahl der Arten zwischen den höchsten und

tiefsten Positionen ein Unterschied besteht. Bei Nie-

derschlägen werden Nährstoffe im Allgemeinen nach

unten ausgewaschen (Korsaeth und Eltun 2000). Ver-

mutlich begünstigen die höhere Nährstoffkonzen-

tration im unteren Bereich des Hangs sowohl Trocken-

wiesenarten als auch typische Arten intensiv

bewirtschafteter Wiesen (Bobbink et al. 1998; Korsa-

eth und Eltun 2000; Stevens et al. 2004). Damit liesse

sich die höhere Vielfalt an Pflanzenarten erklären. Die

tiefere Nährstoffkonzentration im oberen Parzellenbe-

reich kann entsprechend eine geringere Artenvielfalt

zur Folge haben (Janssens 1998).

Der Unterschied der Artenvielfalt könnte aber auch dar-

auf zurückzuführen sein, dass Samen leichter in den unte-

ren Parzellenbereich gelangen. Dieser Transport könnte

durch den Heubläser stärker gefördert werden. Deshalb

wurde vermutet, dass die Samen je nach ihren Eigenschaf-

ten und je nach der Bewirtschaftungsmethode in stärke-

rem oder geringerem Ausmass transportiert werden. Dies

würde schliesslich zu einer unterschiedlichen Artenzu-

sammensetzung führen (Howe und Smallwood 1982). Die

Bewirtschaftungsmethode zeigte jedoch keine Beeinflus-

sung auf die Artenzusammensetzung nach vier Jahren,

unabhängig davon, ob die Ernte mit Rechen oder Bläser

erfolgt, und unabhängig von der Position entlang des

Höhengradienten. Es ist denkbar, dass ein allfälliger Ein-

fluss erst nach langer Zeit sichtbar würde.

Auch die Anzahl Ziel- und Leitarten und die Deckung der

Moose waren in den gerechten und geblasenen Parzel-

len ähnlich. Dagegen liess sich ein Einfluss der Position

am Hang feststellen, wobei die Moose bei den geblase-

nen Parzellen eine grössere Deckung im oberen Bereich

aufweisen, bei den gerechten Parzellen eine grössere

Deckung im unteren Bereich. Die höhere Deckung der

Moose im oberen Hangbereich erstaunt nicht, da dort

die Konkurrenz aufgrund der geringeren Artenvielfalt

und Nährstoffkonzentration vermutlich geringer ist (Lee

und Caporn 1998). Die Ergebnisse der gerechten Parzel-

len zeichnen allerdings ein anderes Bild.

Wir werden unsere Beobachtungen bis 2015 fortset-

zen und in zwei Jahren eine abschliessende Analyse der

gesamten Daten des sechsjährigen Zeitraums durchfüh-

ren. Mit dieser Untersuchung werden sich die hier vorge-

stellten Ergebnisse bestätigen oder differenzieren lassen.

� n

Dank

Markus Odermatt, Landwirt, Seewli, Obbürgen und job-vision, Stans, für die Bewirtschaftung der Wiese. Gisela Lüscher, Andrea Klieber-Kühne, René Hoess und Markus Baggenstoss für die Vegetationsaufnahme und Philippe Jeanneret für die statistische Beratung.

195


Ria

ssu

nto

Sum

mar

y


Leaf blowers as an alternative to rakes:

impact on vegetation after four years

In the mountains, hay harvesting repre-

sents a significant task for farmers. To

make this job easier and speed up the

harvest, farmers are gradually replacing

rakes with leaf blowers. The Swiss nature

conservancy organisation Pro Natura and

the Agriculture and Agri-Food Research

Station Agroscope are currently evaluat-

ing the potential effects of leaf blowers

on the plant diversity of dry grasslands –

habitats which are already under severe

threat. In this study, plant surveys are

carried out annually on a meadow where

plots with the two types of harvest

alternate. The analysis of the data

collected in 2013 does not attest to any

impact of blowers on plant diversity,

species composition, the presence of

target or characteristic species, or moss

cover. By contrast, position on the slope

has an influence on the number of species,

which is higher at the bottom of the slope

on all plots. Moss cover is greater at the

top of the blown plots and at the bottom

of the raked plots.

Key words: hay harvesting, leaf blower,

vegetation, change.

Il soffiatore come alternativa al rastrello:

influenza sulla vegetazione dopo quattro

anni

In montagna la fienagione è molto

impegnativa per i contadini. Per alleviare il

compito e procedere più rapidamente nel

raccolto, questi sostituiscono progressiva-

mente il rastrello con il soffiatore. Attual-

mente l'organizzazione Pro Natura e la

stazione di ricerca per la filiera agronomica

e agroalimentare Agroscope valutano i

potenziali effetti sulla vegetazione dei

prati secchi che sono habitat già molto

minacciati. In questo studio ogni anno

sono realizzati rilevamenti di vegetazione

su un prato in cui si alternano particelle

dei due tipi di raccolto. L'analisi dei dati

raccolti nel 2013 non testimonia alcuna

influenza del soffiatore sulla ricchezza spe-

cifica, sulla composizione delle specie,

sulla presenza di specie bersaglio e

caratteristiche o sulla copertura di muschi.

La posizione in pendenza, invece,

influenza il numero di specie. Questo è più

elevato alla base del pendio, su tutte le

particelle. La copertura di muschi è

maggiore nella parte alta delle particelle

soffiate e nella parte bassa di quelle

rastrellate.

Literatur ▪ Ballmer M., 2010. Fakten zu Trockenwiesen und -weiden in der Schweiz. Pro Natura, Basel. 2 S.

▪ BLW, 2001. Verordnung über die regionale Förderung der Qualität und der Vernetzung von ökologischen Ausgleichsflächen in der Landwirt-schaft (Öko-Qualitätsverordnung, ÖQV). Bundesamt für Landwirtschaft BLW, Bern.

▪ Bobbink R., Hornung M. & Roelofs J.G.M., 1998. The effects of air-borne nitrogen pollutants on species diversity in natural and semi-natural European vegetation. Journal of Ecology 86 (5), 717–738.

▪ Dostalek J. & Frantik T., 2008. Dry grassland plant diversity conservation using low-intensity sheep and goat grazing management: case study in Prague (Czech Republic). Biodiversity and Conservation 17 (6), 1439–1454.

▪ Gubser C., Volkart G., Dipner-Gerber M., Eggenberg S., Hedinger C., Martin M., Walter T. & Schmid W., 2010. Trockenwiesen und -weiden von nationaler Bedeutung. Vollzugshilfe zur Trockenwiesenverordnung. Umwelt-Vollzug 1017. Bundesamt für Umwelt BAFU, Bern. 83 S.

▪ Howe H.F. & Smallwood J., 1982. Ecology of seed dispersal. Annual Review of Ecology and Systematics 13, 201–228.

▪ Janssens F., Peeters A., Tallowin J.R.B., Bakker J.P., Bekker R.M., Fillat F. & Oomes, M.J.M., 1998. Relationship between soil chemical factors and grassland diversity. Plant and Soil 202, 69–78.

▪ Korsaeth A. & Eltun R., 2000. Nitrogen mass balances in conventional, integrated and ecological cropping systems and the relationship between balance calculations and nitrogen runoff in an 8-year field experiment in Norway. Agriculture Ecosystems & Environment 79 (2–3), 199–214.

▪ Küchler M., 2012. VEGEDAZ – ein Programmpaket zur Erfassung und Exploration von Vegetationsdaten. Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, Birmensdorf.

▪ Landolt E., 2010. Flora indicativa. Haupt Verlag, Bern. 378 S. ▪ Lee J. A. & Caporn S.J.M., 1998. Ecological effects of atmospheric reacti-ve nitrogen deposition on semi-natural terrestrial ecosystems. New Phy-tologist 139 (1), 127–134.

▪ R Core Team, 2013. R: A Language and Environment for Statistical Com-puting. Version 3.0.2. R Foundation for Statistical Computing, Wien.

▪ Stevens C.J., Dise N.B., Mountford J.O. & Gowing D.J., 2004. Impact of nitrogen deposition on the species richness of grasslands. Science 303 (5665), 1876–1879.

▪ Walter T., Eggenberg S., Gonseth Y., Fivaz F., Hedinger C., Hofer G., Klieber-Kühne A., Richner N., Schneider K., Szerencsits E. & Wolf S., 2013. Operationalisierung der Umweltziele Landwirtschaft. Bereich Ziel- und Leitarten, Lebensräume (OPAL). ART-Schriftenreihe 18, 1–134.


Gemüsekohl nur bis zu einer bestimmten Schadschwelle

toleriert werden kann, gilt im Anbau von Raps als tole-

rierbar und nicht bekämpfenswert. Die Folge für Gemü-

sekulturen ist ein höherer Aufwand an Pflanzenschutz-

massnahmen.

Die Kleine Kohlfliege D. radicum

Ein Schädling, der an Gemüse aus der Familie der Kreuz-

blütler zu hohen Qualitätseinbussen führen kann, ist die

Kleine Kohlfliege Delia radicum (Diptera: Anthomyii-

dae). In Deutschland (Erichsen und Hünmörder 2005)

und Kanada (Dosdall et al. 1996b) hat D. radicum ausser-

dem im Anbau von Raps in der Bedeutung als Schädling

zugenommen. In der Schweiz ist D. radicum als Schäd-

ling in Raps bisher nicht erwähnt (BLW 2014).

Aufgrund von Neubeurteilungen der Höchstkonzentrati-

onen für einzelne Wirkstoffe durch die Abteilung

Lebensmittelsicherheit des Bundesamt für Gesundheit

im Jahr 2010 wurden die betroffenen Bewilligungen

E i n l e i t u n g

Das Kohl-Raps-Agrarökosystem ist dadurch gekenn-

zeichnet, dass die Kulturpflanzen der Pflanzenfamilie

der Kreuzblütler (Brassicaceae) angehören. Vertreter der

Kreuzblütler besitzen eine Vielzahl an Gemeinsamkei-

ten, zum Beispiel enthalten sie Senföle, die auch Glucosi-

nolate genannt werden. Glucosinolate spielen bei einer

Vielzahl von Schädlingen eine Rolle in der Erkennung

ihrer Wirtspflanzen (Hopkins et al. 2009). Daher sind

Kreuzblütler attraktive Wirtspflanzen und prädestiniert,

um von verschiedenen Schädlingen und Krankheiten

befallen zu werden. Durch die Vermarktung ober- und

unterirdischer Pflanzenteile werden hohe Qualitätsan-

forderungen an die Ernteprodukte im Gemüsebau

gestellt, die nur durch tiefe Schadschwellen eingehalten

werden können. Vor allem in kleinräumigen Anbauge-

bieten können daraus Konfliktsituationen entstehen.

Schädlings- oder Krankheitsbefall, der im Anbau von

Schädlinge und Krankheiten im Kohl-Raps- Agrarökosystem Ute Vogler, Romana Schmon, Melanie Jänsch und Werner E. Heller


Auskünfte: Ute Vogler, E-Mail: [email protected]

Die Kleine Kohlfliege Delia radicum auf einem Kohlblatt. (Foto: Agroscope)

P f l a n z e n b a u

Schädlinge und Krankheiten im Kohl-Raps- Agrarökosystem | Pflanzenbau

197

Zusa

mm

enfa

ssu

ng


Das Kohl-Raps-Agrarökosystem besteht aus

Kulturpflanzen der Familie der Kreuzblütler

mit unterschiedlicher Produktivität und

unterschiedlich hohem Arbeitsaufwand.

Kreuzblütler sind Wirtspflanzen für Schäd-

linge und Krankheiten, allerdings unterschei-

det sich die Relevanz des Befalls je nach Grad

der Wertschöpfung.

Um Zusammenhänge im Kohl-Raps-Agraröko-

system zu untersuchen, wurde eine Standort-

analyse am Beispiel der Kleinen Kohlfliege

und dem Falschen Mehltau durchgeführt.

Während einer Vegetationsperiode wurde

die Flugaktivität und die Eiablage der

Kleinen Kohlfliege in Kohl- und Rapsfeldern

überwacht. Die Überwachung hat ergeben,

dass die Fangzahlen in Kohl niedriger sind als

in Raps, und die Kleine Kohlfliege vor allem

während der ersten und zweiten Generation

in Raps aktiv ist.

Pflanzenproben wurden mit molekularer

Analysen auf Befall mit Falschem Mehltau

untersucht. Der Falsche Mehltau ist bereits

auf dem Saatgut von Raps nachweisbar.

Zudem wurde belegt, dass es sich bei dem

Falschen Mehltau an Kohl und Raps um die

gleiche Population handelt.

Der kleinräumige Anbau von Kohl und Raps

schafft somit optimale Bedingungen, damit

sich Schädlinge und Krankheiten verbreiten

und etablieren können.

überprüft (Baur 2010). In der Folge sind Insektizide zur

Bekämpfung von D. radicum weggefallen oder ihr Ein-

satz wurde stark eingeschränkt, so dass in vielen Indika-

tionen nur eine Teilwirkung erzielt werden kann (Baur

2010). Die Population von D. radicum und der durch sie

verursachte Schaden ist durch vorbeugende Massnah-

men wie Bodenbearbeitung, Einsatz von Kulturschutz-

netzen, Feldhygiene und Fruchtfolge nicht zurückge-

gangen. Bei D. radicum handelt es sich um einen multivoltinen

Schädling mit vier Generationen pro Jahr (Collier et al.

1991). Die Fliegen der ersten Generation treten in der

Regel im April auf, abhängig von Region und klimati-

schen Bedingungen. Die Weibchen legen in der Regel

ihre Eier an den Wurzelhals in der Erde ab (Collier et al.

1991). Eine Ausnahme bilden Rosenkohl und Chinakohl.

Bei diesen Gemüsekohlen können die Eier auch an den

oberirdischen Pflanzenteilen abgelegt werden (Crüger et

al. 2002). Die aus den Eiern geschlüpften Larven fressen

im Pflanzengewebe und verursachen dadurch Welke und

Hemmung des Pflanzenwachstums. Anschliessend ver-

puppen sie sich im Boden und aus den Puppen schlüpft

die nächste Generation. Die Flugaktivität von D. radicum

wird im Gemüsebau mit Wassergelbfallen überwacht und

mit Hilfe des SWAT-Simulationsmodell (Gebelein et al.

2011) kann die Populationsdynamik berechnet werden.

Der pilzliche Erreger H. parasitica

Das Pflanzenwachstum kann auch von dem pilzlichen

Erreger Hyaloperonospora (= Peronospora) parasitica

(Oomycetes: Peronosporales) negativ beeinflusst wer-

den. H. parasitica verursacht den Falschen Mehltau an

Kreuzblütlern (Agrios 2005; Hoffmann et al. 1994) und

kann zu Qualitätsminderung und Ernteausfällen führen.

Der Pilz ist samenbürtig und infiziert Sämlinge oder

junge Pflanzen systemisch. Im fortgeschrittenen Stadium

Gemüsekohl Raps, Ausfallraps

Bewuchs Wassergelbfalle Bewuchs Wassergelbfalle

2011 Brokkoli Rapsfelder 1–3

26.03.2012Brache«2011»

Aufbau Rapsfelder 1–3 Aufbau

29.05.2012 Blumenkohl 1. Satz «CF1» Standortwechsel Nachbarparzelle

26.07.2012 Rapsfelder 1–3 Abbau

30.07.2012 Rapsfelder 1–3 Ausfallraps Aufbau

23.08.2012 Blumenkohl 2. Satz «CF2»

28.08.2012 Abbau

28.10.2012 Abbau

Tab. 1 | Übersicht zu Aufbau, Platzierung und Abbau der Wassergelbfallen im Kohl-Raps-Agrarökosystem in 2012

Pflanzenbau | Schädlinge und Krankheiten im Kohl-Raps- Agrarökosystem


ist der Befall als Pilzrasen auf der Blattunterseite oder

auf beiden Blattseiten sichtbar. Vorbeugende Bekämp-

fungsmassnahmen, wie Bodenentseuchung und Saat-

gutdesinfektion müssen vor Kulturbeginn durchgeführt

werden, während kurative Bekämpfungsmassnahmen

während der Kultur eingesetzt werden. Allerdings zei-

gen kurative chemische Bekämpfungsmassnahmen bei

starkem Befall oder zum falschen Einsatzzeitpunkt meist

keine genügende Wirkung.

Im integrierten Anbau von Gemüsekohlen ist daher der

Befalls- und Infektionsdruck von grosser Bedeutung. Mit

Hilfe einer Standortanalyse im Kohl-Raps-Agrarökosystem

wurde stellvertretend für Schädlinge D. radicum und für

Krankheiten H. parasitica während der Vegetationsperi-

ode beobachtet, um Zusammenhänge zu untersuchen.

M a t e r i a l u n d M e t h o d e n

Untersuchungen zur Aktivität von D. radicum

Die Aktivität von D. radicum wurde bei Ruswil im Kanton

Luzern mit Hilfe von Wassergelbfallen (Finch und Skin-

ner 1974) im Jahr 2012 überwacht. Dafür wurden die

Wassergelbfallen in einem Kohlfeld und in drei Rapsfel-

dern aufgestellt (Tab. 1 und 2), wöchentlich gewechselt

und im Labor ausgewertet. Zusätzlich wurde die Eiab-

lage von D. radicum bei Kohl- und Rapspflanzen

wöchentlich geprüft. Dafür wurde bei zehn zufällig aus-

gewählten Pflanzen pro Feld die Erde rund um den Wur-

zelhals entnommen, in einem Gefäss aufgeschwemmt

und die Eier ausgezählt. In den Rapsfeldern wurde die

Eiablage ab dem 26.3.12 bis zur Ernte und in Blumen-

kohl ab dem 06.6.12 bis zum 22.10.12 kontrolliert.

Populationsstudie zu H. parasitica

Für molekulare Analysen zur Untersuchung der Popula-

tionen von H. parasitica wurde unterschiedliches Pflan-

zenmaterial verwendet (Tab. 3). Gebeiztes Saatgut von

drei Rapssorten ‘Nodari’, ‘Intense’ und ‘13090 (CSZ9222)’

wurde gewaschen und anschliessend im Gewächshaus

zu Jungpflanzen herangezogen (SS1 – SS3, Tabelle 3).

Pflanzen mit und ohne Symptome von H. parasitica wur-

den untersucht, um mögliche Infektionsquellen im Kohl-

Raps-Agrarökosystem zu identifizieren. Zur Extraktion

der Desoxyribonukleinsäure (DNS) aus den Jungpflanzen

von Blumenkohl, Kohlrabi, und Raps wurden die Blätter

über Nacht gefriergetrocknet (ALPHA 1 – 2 LO plus) und

pulverisiert (Fast Prep FP 120). Die DNS wurde mit dem

DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Sample & Assay Techno-

logies) (Qiagen 2006) extrahiert. Das Protokoll wurde in

den Schritten 18 und 19 modifiziert, indem 50 µl Wasser

anstelle von 100 µl AE Puffer verwendet wurde. Um DNS

aus Rapssamen zu isolieren, wurden diese mit flüssigem

Stickstoff gemörsert. Die weiteren Schritte entsprechen

den bereits genannten Schritten zur Extraktion der DNS

Kohl Raps 1 Raps 2 Raps 3

Kohl – 1400 1000 330

Raps 1 1400 – 470 1070

Raps 2 1000 470 – 710

Raps 3 330 1070 710 –

Tab. 2 | Übersicht zum Abstand in Metern (m) zwischen den Wassergelbfallen in Kohl und Raps bzw. Ausfallraps

Saatgut-beizung

WirkstoffSymptom

H. parasitica Pflanzenstadium Abkürzung Herkunft

Blumenkohl – – x Jungpflanze CF Bio Jungpflanzen Beat Jud, Tägerwilen,

SchweizKohlrabi – – x Jungpflanze CT

Raps ‘Nodari’ x Methiocarp – Saatgut ST 1

Eric Schweizer AG, Thun, Schweiz

Raps ‘Nodari’ x Methiocarp –Jungpflanze

(Gewächshaus)SS 1

Raps ‘Intense’ xFludioxonil, Metalaxyl–M,

Thiamethoxam– Saatgut ST 2

Raps ‘Intense’ xFludioxonil, Metalaxyl–M,

Thiamethoxam–

Jungpflanze (Gewächshaus)

SS 2

Raps ‘13090 (CSZ9222)’

xFludioxonil, Metalaxyl–M,

Thiamethoxam– Saatgut ST 3

Raps ‘13090 (CSZ9222)’

xFludioxonil, Metalaxyl–M,

Thiamethoxam–

Jungpflanze (Gewächshaus)

SS 3

Raps unbekannt unbekannt xJungpflanzen

(Feld)

OR 1

Rapsfelder RuswilOR 2

OR 3

Tab. 3 | Zusammenstellung des Pflanzenmaterials, das auf H. parasitica untersucht wurde



A)

PCR Programm 95°C 15 Min

40 Zyklen 94°C 30 Sek

60°C 30 Sek

72°C 10 Min

10°C ∞

B)

PCR MasterMix

PCR Volumen 10 µl

HotStar Taq 5 µl

Primer AFP293 (for) 1 µl

Primer AFP294 (rev) 1 µl

H2O 2 µl

DNS 1 µl

Tab. 4 | A) Modifiziertes PCR Programm nach dem Protokoll von (Brouwer et al. 2003). B) PCR MasterMix

0

10

20

30

40

50

60

26.03

.12

02.04

.12

09.04

.12

16.04

.12

23.04

.12

30.04

.12

07.05

.12

14.05

.12

21.05

.12

28.05

.12

04.06

.12

11.06

.12

18.06

.12

25.06

.12

02.07

.12

09.07

.12

16.07

.12

23.07

.12

30.07

.12

06.08

.12

13.08

.12

20.08

.12

27.08

.12

03.09

.12

10.09

.12

17.09

.12

24.09

.12

01.10

.12

08.10

.12

15.10

.12

22.10

.12

Klei

ne K

ohlfl

iege

n in

Was

serg

elbf

alle

n (A

nzah

l ges

amt)

2011 CF1 CF2

A

Blumenkohl 1 Blumenkohl 2

0

5

10

15

20

25

30

35

26.03

.12

02.04

.12

09.04

.12

16.04

.12

23.04

.12

30.04

.12

07.05

.12

14.05

.12

21.05

.12

28.05

.12

04.06

.12

11.06

.12

18.06

.12

25.06

.12

02.07

.12

09.07

.12

16.07

.12

23.07

.12

30.07

.12

06.08

.12

13.08

.12

20.08

.12

27.08

.12

03.09

.12

10.09

.12

17.09

.12

24.09

.12

01.10

.12

08.10

.12

15.10

.12

22.10

.12

Anza

hl E

ier /

10

Pflan

zen

CF1 CF2

B

Abb. 1 | Resultate der Überwachung von D. radicum in Gemüsekohl während der Vegetationsperiode in 2012 (2011 = Brache nach Brokkoli in 2011, CF1 = Blumenkohl 1. Satz, CF2 = Blumenkohl 2. Satz). A) Flugaktivität von D. radicum, gemessen an der Anzahl D. radicum in Wassergelbfallen. B) Eiablage von D. radicum an Blumenkohlpflanzen, gemessen an der Anzahl Eier an 10 zufällig ausgewählten Pflanzen (1. und 2. Satz).

aus Jungpflanzen. Im Anschluss an die Polymerase-Ket-

ten-Reaktion (PCR) (Tab. 4) und Gelelektrophorese wur-

den die PCR-Produkte sequenziert. Für die Sequenzie-

rung wurde der ABI PRISM 3130xl Genetic Analyzer

verwendet. Die sequenzierten PCR-Produkte wurden mit

dem Geneious Programm (www.geneious.com) ange-

passt und mit dem MultiAlign bestätigt (Corpet 1988).

Anschliessend wurden die Sequenzen mit der Datenbank

des National Center for Biotechnology Information ver-

glichen (www.ncbi.nlm.nih.gov).

R e s u l t a t e

Die Kleine Kohlfliege D. radicum

In der Vegetationsperiode 2012 konnten in Gemüsekohl-

kulturen drei Generationen von D. radicum beobachtet

werden (Abb. 1). Die Flugaktivität der ersten Generation

wurde im brachliegenden Feld mit vorjährigem Brokkoli-

anbau im Zeitraum vom 2.4.12 bis zum 10.4.12 beobach-

tet (Abb. 1A). Die Flugaktivität der ersten Generation

hielt über eine Periode von sieben Wochen an. Die maxi-



male Anzahl gefangener D. radicum an einem Kontroll-

termin lag bei 20 Fliegen. Während der Flugaktivität der

ersten Generation waren keine geeigneten Wirtspflan-

zen verfügbar, so dass keine Kontrolle der Eiablage von

D. radicum in Gemüsekohl möglich war (Abb. 1B). Die

ersten D. radicum der zweiten Generation wurden im

Zeitraum vom 25.6.12 bis zum 2.7.12 gefangen und über

einen Zeitraum von acht Wochen mit einem Maximum

von 50 Fliegen in einer Woche beobachtet. Die ersten

Eier wurden eine Woche nach Beginn der Flugaktivität

an Gemüsekohl gefunden. Direkt im Anschluss an den

Flug der zweiten Generation startete die Flugaktivität

der dritten Generation. Diese war während acht Wochen

aktiv, mit einem Maximum an 30 gefangenen D. radicum

pro Woche. Die letzten D. radicum wurden im Zeitraum

vom 8.10.12 bis zum 15.10.12 gefangen. Die Eiablage der

dritten Generation begann am 24.9.12.In den drei überwachten Rapsfeldern wurde die

Flugaktivität von zwei Generationen D. radicum beob-

achtet (Abb. 2). Die ersten D. radicum wurden zwischen

dem 2.4.12 und dem 10.4.12 in den Rapsfeldern F1 und

F2 gefangen, und im Rapsfeld F3 ab dem Zeitraum

10.4.12 bis zum 16.4.12 (Abb. 2A). Die Flugaktivität der

ersten Generation D. radicum in Raps dauerte sieben

Wochen und es wurden zu einem Kontrolltermin maxi-

mal 329 D. radicum gefangen (Abb. 2A). Aufgrund

ungünstiger Wetterverhältnisse sind für den Zeitraum

vom 23.4.12 bis zum 14.5.12 keine Fangzahlen vorhan-

den. Während der Flugaktivität der ersten Generation

D. radicum wurde in allen drei Rapsfeldern Eiablage

nachgewiesen (Abbildung 2B). Die zweite Generation

D. radicum startete zwischen dem 2.7.12 und dem

9.7.12 im Rapsfeld F1, und eine Woche später in den

beiden Rapsfeldern F2 und F3. Der Flug dauerte vier

Wochen mit einem Maximum von 200 D. radicum pro

Woche. Während der zweiten Generation wurde

keine Eiablage in Raps festgestellt (Abbildung 2B).

Nach der Rapsernte wurde die Flugaktivität in Ausfall-

raps in den drei Feldern F1, F2 und F3 fortgeführt

(Tabelle 1). Die Flugaktivität von D. radicum war mit

einem Maximum an 20 gefangenen Fliegen in einer

Woche geringer als in der vorhergehenden Rapskultur,

allerdings höher als in Gemüsekohl im gleichen Zeit-

raum. Ende August musste die Überwachung der Flug-

aktivität und der Eiablage in den drei Rapsfeldern ein-

gestellt werden.

0

2

4

6

8

10

12

26.0

3.12

02.0

4.12

09.0

4.12

16.0

4.12

23.0

4.12

30.0

4.12

07.0

5.12

14.0

5.12

21.0

5.12

28.0

5.12

04.0

6.12

11.0

6.12

18.0

6.12

25.0

6.12

02.0

7.12

09.0

7.12

16.0

7.12

23.0

7.12

30.0

7.12

06.0

8.12

13.0

8.12

20.0

8.12

27.0

8.12

Anza

hl E

ier /

10

Pflan

zen

F1 F2 F3

B

0

50

100

150

200

250

300

350

Kle

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Koh

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ge in

W

asse

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bfal

len

(Anz

ahl g

esam

t)

F1F2F3

Ernte

A

Ausfallraps

26.0

3.12

02.0

4.12

09.0

4.12

16.0

4.12

23.0

4.12

30.0

4.12

07.0

5.12

14.0

5.12

21.0

5.12

28.0

5.12

04.0

6.12

11.0

6.12

18.0

6.12

25.0

6.12

02.0

7.12

09.0

7.12

16.0

7.12

23.0

7.12

30.0

7.12

06.0

8.12

13.0

8.12

20.0

8.12

27.0

8.12

Abb. 2 | Resultate der Überwachung von D. radicum in den drei Rapsfeldern F1, F2 und F3. A) Flugaktivität von D. radicum, gemessen an der Anzahl D. radicum in Wassergelbfallen. B) Eiablage D. radicum an Rapspflan-zen, gemessen an der Anzahl Eier an 10 zufällig ausgewählten Pflanzen.



achtet, um grundlegende Zusammenhänge zu untersu-

chen und Schlüsse für den integrierten Anbau von Gemüse

zu ziehen.

Die Anzahl gefangener D. radicum war in den Rapsfel-

dern während der Flugaktivität der ersten und zweiten

Generation höher als in den überwachten Gemüsekohl-

feldern. Daraus hat sich die Frage ergeben, welchen Ein-

fluss die Überwinterung des Schädlings hat, und ob Raps-

felder eine wenig gestörte Überwinterungsmöglichkeit

bieten, verglichen mit Feldern auf denen Gemüsekohl

angebaut werden. Es ist bereits bekannt, dass kulturtech-

nische Parameter wie zum Beispiel Bodenbearbeitung

(Valantin-Morison et al. 2007), Aussaattermin (Dosdall et

al. 1996a) und Düngung (Marazzi und Städler 2005)

einen Einfluss auf den Befall mit D. radicum haben. Das

legt die Vermutung nahe, dass die Unterschiede im Kohl-

Raps-Agrarökosystem ebenfalls auf unterschiedlichen

kulturtechnischen Massnahmen beruhen.

Felder für den Anbau von Gemüsekohlen werden in

der Regel häufiger mechanisch bearbeitet, einerseits um

die Fläche für das Setzen der Jungpflanzen vorzuberei-

ten, andererseits um während der Kultur das Unkraut zu

bekämpfen (Bauermeister et al. 2005). Während einer

Vegetationsperiode werden im Gemüsebau mehrere

Sätze angebaut und der Boden mehrfach bearbeitet. Da

D. radicum im Gemüsebau ein gefürchteter Schädling ist,

werden vorbeugende Bekämpfungsmassnahmen wie

zum Beispiel Kulturschutznetze eingesetzt, und entspre-

chend der aktuellen Bewilligungssituation Behandlun-

gen durchgeführt.

Anders ist der Anbau von Raps. Raps wird in der Schweiz

in der Regel als Winterraps angebaut. Die Aussaat

erfolgt im Spätsommer, der Raps keimt, überwintert im

Rosettenstadium und wächst und blüht im darauffol-

genden Jahr, bevor er im Sommer gedroschen wird. Im

gesamten Zeitraum zwischen Aussaat und Ernte steht D.

radicum diese Wirtspflanze zur Verfügung. Ein weiterer

Vorteil für D. radicum ist, dass der Boden in diesem Zeit-

raum nicht bearbeitet wird. Zusätzlich finden frisch

geschlüpfte D. radicum der ersten Generation an dem

Platz, wo sie schlüpfen, attraktive Wirtspflanzen vor.

Für H. parasitica bedeutet der Anbau von Winterraps,

dass die Inokulum- und Infektionsdichte im Kohl-Raps-

Agrarökosystem zunehmen wird. H. parasitica kann

ungestört überwintern, da in Raps keine Pflanzenschutz-

massnahmen zur Bekämpfung durchgeführt werden.

Mit einer zunehmenden Rapsanbaufläche nimmt der

Infektionsdruck auf Flächen mit Gemüse stark zu. Für

Ernteprodukte mit hochstehendem Qualitätsanspruch

und hoher ökonomischer Wertschöpfung wie Gemüse-

kohl bedeutet das, dass zusätzliche Pflanzenschutzmass-

nahmen notwendig werden.

Proben mit Befall durch H. parasitica

Die molekularen Analysen von Pflanzenmaterial (Tab. 3)

haben ergeben, dass alle Proben mit H. parasitica infi-

ziert waren (Abb. 3). Saatgut der drei Rapssorten ‘Nodari’,

‘Intense’ und ‘13090 (CSZ9222)’ wurde untersucht.

Obwohl keine sichtbaren Symptome vorhanden waren,

wurde H. parasitica in den Proben nachgewiesen. Somit

stellt bereits die Verwendung von nicht-desinfiziertem

Saatgut eine Infektionsquelle dar. Um zu prüfen, ob der

auf Raps nachgewiesene H. parasitica auch Kohlarten

infizieren kann, wurden die DNS des Falschen Mehltaus

sowohl von Raps als auch von Gemüsekohl sequenziert.

Die Sequenzen zeigten keinen genetischen Unterschied

zwischen den untersuchten Proben. Die zusätzliche

BLAST-Analyse ergab eine 100 % Übereinstimmung von

der als Referenz gewählten ST1-Probe mit der in der

NCBI Datenbank für H. parasitica hinterlegten Sequenz.

Somit ist belegt, dass die gesammelten Proben aus dem

Kohl-Raps-Agrarökosystem einer Population angehören.

D i s k u s s i o n

Die Kleine Kohlfliege D. radicum und der Falsche Mehltau

H. parasitica wurden im Kohl-Raps-Agrarökosystem beob-

Abb. 3 | Ergebnis der Gel-Elektrophorese mit PCR-Produkten am-plifiziert aus Rapssaatgut (2-9, 11–14), Raps- und Kohljungpflan-zen (15-20, 22–29, 31–32) und negativer Kontrolle (33) mit Ver-wendung der AFP293 und AFP249 Primer. Die Pfeile markieren die Amplicons von H. parasitica, die für die anschliessende Sequenzie-rung ausgewählt wurden. Saatgut ohne sichtbare Symptome von H. parasitica (ST1-ST3), Rapsjungpflanzen von drei Standorten (OR1-OR3), Rapsjungpflanzen aus dem Gewächshaus (SS1-SS3), und Blumenkohl (CF) - und Kohlrabijungpflanzen (CT). Linien 1, 10, 21, 30 mit Standard ladder mix (Fermentas, Thermo scientific life science research www.thermoscientificbio.com).

202



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▪ Yarwood C. E., 1981. The occurrence of Chalara elegans. Mycologia 73, 524–529.


Für D. radicum und H. parasitica heisst das, dass mit einer

Flächenzunahme im Rapsanbau ungestörte Vermeh-

rungs- und Überwinterungsmöglichkeiten zunehmen.

Damit nimmt auch der Befallsdruck mit D. radicum und

der Infektionsdruck mit H. parasitica im Anbau von

Gemüsekohl zu.

Allerdings stellen der untersuchte Schädling und die

untersuchte Krankheit nur einen kleinen Ausschnitt der

Interaktionen im komplexen Agrarökosystem dar.

Raps ist auch für andere Schädlinge an Gemüsekoh-

len eine Wirtspflanze und fördert deren Vermehrung,

Verbreitung und bedingt damit auch einen intensivier-

ten Pflanzenschutz in Gemüsekulturen. Neben den

Schädlingen werden auch Krankheiten gefördert, zum

Beispiel die bodenbürtige Kohlhernie Plasmodiophora

brassicae (Neuweiler et al. 2009) oder der bodenbürtige

Schwärzepilz Chalara elegans (Heller 2012; Yarwood

1981).

Für ein nachhaltiges Agrarökosystem, gesunde Nah-

rungsmittelproduktion und eine hochwertige Ernäh-

rung sind Massnahmen auf verschiedenen Ebenen anzu-

wenden.

So könnte zum Beispiel mit Hilfe der Saatgutdesin-

fektion mit belüftetem Dampf gesundes Saatgut bereit-

gestellt und dadurch der Infektionsdruck im Kohl-Raps-

Agrarökosystem reduziert werden. n

203


Ria

ssu

nto

Sum

mar

y


Pests and pathogens in the cabbage-

oilseed rape agroecosystem

The cabbage – oilseed rape agroecosys-

tem consists of cruciferous crop plants

with different levels of productivity

and labour intensity. In Switzerland,

such crop plants are cultivated mostly

in small-scale agricultural settings.

Cruciferous crop plants are hosts for a

wide range of pest insects and plant

pathogens. However, the importance

of the damage caused by pests and

pathogens varies according to the

perceived value of the crop plants.

The aim of the present study was to

investigate the relationships within the

cabbage – oilseed rape agroecosystem.

Therefore, a production site analysis

was conducted based on the abun-

dance of the cabbage root fly and

downey mildew. Flight activity and

oviposition rates of the cabbage root

fly were observed in cabbage and

oilseed rape fields during the growing

season. In addition, samples of

cabbage and oilseed rape plants were

analysed using molecular methods to

detect possible infections with downey

mildew.

Results showed that fewer cabbage

root flies were captured in cabbage

fields compared with oilseed rape

fields. In oilseed rape, main flight and

oviposition activity of cabbage root

flies were during the first and second

generation. Furthermore, the downey

mildew found on cabbage and oilseed

rape belonged to the same population.

These findings show that the cultiva-

tion of cabbage and oilseed rape in

small-scale agricultural settings offers

optimal conditions for pests and

pathogens to spread and establish

themselves.

Key words: cabbage root fly Delia

radicum, downy mildew Hyaloperono-

spora (= Peronospora) parasitica,

Brassicacea, integrated pest manage-

ment.

Parassiti e malattie nel sistema

agro-ecologico di brassicacee e colza

Il sistema agro-ecologico di brassicacee

e colza è composto da piante coltivate

della famiglia delle crocifere con

diversa produttività e diversi livelli di

carico. Le crocifere sono piante ospiti

per parassiti e malattie, anche se

l’importanza dell’infestazione si

differenzia in base al grado del valore

aggiunto. Per esaminare le correlazioni

nel sistema agro-ecologico di brassica-

cee e colza si è effettuato un sopral-

luogo sull’esempio della piccola

cavolaia e della peronospora. Durante

un periodo vegetativo è stata monito-

rata l’attività di volo e di deposizione

della piccola cavolaia nei campi di

brassicacee e colza. Da questo monito-

raggio è emerso che le catture nelle

brassicacee sono inferiori a quelle nella

colza e che soprattutto la prima e

seconda generazione della piccola

cavolaia sono attive nella colza.

Mediante analisi molecolare si sono

analizzati campioni vegetali sulla

presenza di peronospora, che è già

rilevabile nella semente di colza.

Inoltre, si è dimostrato che nel caso

della peronospora si tratta della stessa

popolazione sia su brassicacee, sia su

colza. La coltivazione su piccola scala

crea condizioni ottimali per la diffu-

sione e lo stabilimento di malattie e

parassiti.

204

mit NIRS (Hindle 2001). Ende der sechziger Jahre veröf-

fentlichte Arbeiten zeigen, dass das Fortschreiten der

Chemometrie und der Durchbruch der Computertech-

nologie Karl Norris vom amerikanischen Landwirt-

schaftsdepartement die Entwicklung von Kalibrierun-

gen durch multiple lineare Regression (MLR) für

landwirtschaftliche Produkte ermöglichte. Die NIRS

wird heute in erster Linie als Mittel zur Qualitäts- und

Prozesskontrolle im industriellen Sektor von Pharma

und Chemie, in der Petrochemie und in der Nahrungs-

mittelindustrie intensiv genutzt.

Eine regelmässige Kontrolle der chemischen Zusam-

mensetzung sowie der Qualität von Futtermitteln in

landwirtschaftlichen Betrieben ist bei der Planung und

Berechnung von Tierfutterrationen unerlässlich. Haupt-

ziel ist es, ausgeglichene Rationen zu erstellen, welche

die Tiergesundheit erhalten, zu Gunsten der Umwelt

Überschüsse und Verschwendung vermeiden und schluss-

endlich die rentable Produktion von Milch und Fleisch

ermöglichen.

Mit der NIRS lassen sich die klassischen Methoden zur

Bestimmung der chemischen Zusammensetzung mit

einem beträchtlichen Zeitgewinn (jede klassische Ana-

lyse benötigt 3 bis 15 Stunden Zeit) und ohne Reagen-

zien und chemische Abfälle günstig ersetzen. Die NIRS ist

allerdings stark abhängig von der Referenzdatenbank;

sowohl von der Qualität der Referenzanalysen als auch

von der Repräsentation der bei den künftigen Proben zu

erwartenden Diversität. Zudem liegt es in der Natur der

NIRS, dass die Kalibrierungsmodelle dem für die Kalibrie-

rung verwendeten Probentyp fest zugeordnet sind.

Folglich ist eine Referenzdatenbank mit einer hohen

Anzahl von Proben für jeden Matrixtyp notwendig, die

mit der Referenzmethode analysiert wurden und die

gesamte erwartete Bandbreite an Proben abdecken, die

mit NIRS analysiert werden sollen (Workman 2001).

Ziel dieses Artikels ist es, die Vor- und Nachteile der

Nahinfrarotspektroskopie zusammenzufassen, und zwar

im Hinblick auf ihre Anwendung bei der Analyse der

chemischen Zusammensetzung von Futtermitteln

anhand von Anwendungsbeispielen, die am INT entwi-

ckelt wurden.

E i n l e i t u n g

Weniger als zwei Minuten genügen, um die Messschale

mit einer Futterprobe zu befüllen, im Gerät zu platzie-

ren, die Messung durchzuführen und als Resultat die

chemische Zusammensetzung der Probe zu erhalten,

was ungefähr zehn Parametern entspricht. Der entschei-

dende Vorteil der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) liegt

in der hohen Messgeschwindigkeit und den folglich sehr

geringen Kosten.

Als Folge der grossen Nachfrage nach einer schnel-

len und quantitativen Technik für die Bestimmung der

Feuchte-, Protein- und Fettgehalte im Weizen tauchte

diese Technologie bereits Mitte des 20. Jahrhunderts

auf (Hindle 2001). 1933 ermöglichten die Arbeiten von

Kubelka und Munk über die Lichtstreuung in Transmis-

sion und Refraktion die Analyse von Feststoffproben

Futtermittel im Nah-Infrarotlicht (NIRS)

Silvia Ampuero Kragten und Ueli Wyss

Agroscope, Institut für Nutztierwissenschaften INT, 1725 Posieux, Schweiz

Auskünfte: Silvia Ampuero Kragten, E-Mail: [email protected]

N u t z t i e r e


Abb. 1 | Futterproben (von links nach rechts und von oben nach un-ten): Maisganzpflanzen vor der Silierung, Maissilage, Heu, lyophyli-siertes Gras, Grassilage.

Futtermittel im Nah-Infrarotlicht (NIRS) | Nutztiere

205

Zusa

mm

enfa

ssu

ng

Die Verwendung der Nahinfrarotspektrosko-

pie (NIRS) zur Bestimmung der chemischen

Zusammensetzung von Futtermitteln wird

mit Hilfe von Schätzmodellen dargestellt,

welche am Institut für Nutztierwissenschaf-

ten INT von Agroscope entwickelt wurden.

Angewendet wurden geläufige Werte für

den Koeffizienten R2 > 0,96 bei Parametern

wie Trockensubstanz (TS), Rohprotein (RP),

Lignocellulose (ADForg), Zellwände (NDForg),

Rohfaser (RF), Asche (RA), Fett (RL), Zucker

und Stärke in Heu und Gras, in Grassilage, in

Maisganzpflanzen vor der Silierung sowie in

Maissilage. Die Analyse von Einzelproben

mit NIRS ist gegenüber einer gepoolten

Mischprobe, die chemisch analysiert wird,

vorteilhaft, da man auf diese Weise der

Besonderheit jeder einzelnen Probe gerecht

werden kann.

M a t e r i a l u n d M e t h o d e

Die Referenzdatenbank

Seit 2005 werden Spektren von Raufutterproben aus der

ganzen Schweiz gesammelt. Die Proben mit einem

Feuchtegehalt von ≥ 13 % wurden entweder im Ofen ca.

15 h bei 60° C getrocknet oder lyophylisiert. Alle Proben

wurden anschliessend mit einer Brabender Messermühle

mit 1 mm Sieb gemahlen. Die Raufutterproben wurden

vier Gruppen zugeordnet. Abbildung 1: I) Gr-H: Gras und

Heu; sowohl bei 60° C im Ofen getrocknetes oder lyo-

phylisiertes Gras als auch Heu. II) Gr-Sil: Grassilage. III)

M-frisch: Maisganzpflanzen vor der Silierung, bei 60° C

im Ofen getrocknet. IV) M-Sil: Maissilage. Momentan

befinden sich zwischen 100 und 780 Proben pro Gruppe

in der jeweiligen Datenbank (400–2600 Spektren). Aus-

serdem wurde eine Serie von zehn Proben durch Probe-

bohrungen in zehn unterschiedlichen Heuballen genom-

men (Abb. 2). Die elfte Probe ist eine Mischprobe aus

den zehn Einzelproben. In Tabelle 1 werden die verwen-

deten Referenzanalysen dargestellt.

Das NIRS-Gerät

Die Analysen wurden mit einem Laborgerät, NIRFlex

N-500 FT-NIR Spektrometer der Büchi Labortechnik AG

(Flawil, Schweiz) durchgeführt. Die Messung der NIR-

Spektren in diffuser Reflexion erfolgte im Spektralbe-


reich von 1000 bis 2500 nm (10 000 bis 4000 cm-1) mit

einer Auflösung von 8 cm-1. Das Gerät ist mit einer spezi-

ellen Messschale mit einem Durchmesser von 10 cm und

einer Höhe von 4 cm ausgestattet. Der NIR Lichtstrahl

fällt aus einem Fenster von 2,2 cm Durchmesser (Abb. 3).

Jeder Wert ist ein Mittelwert aus 32 Spektren, welche

beim Scannen der um sich selbst rotierenden Messschale

jeweils pro Drittel einer Runde gemessen werden. So las-

sen sich pro Probe während einer vollständigen Rotation

der Messschale drei Wiederholungen durchführen. Das

Scannen einer so grossen Oberfläche ist bei inhomoge-

nen Proben von Vorteil.

Abb. 2 | Heuballen mit sichtlichen Spuren der erfolgten Probe-bohrungen.

Abb. 3 | NIRS-Analyse mit einem FT-NIR-Gerät.

Nutztiere | Futtermittel im Nah-Infrarotlicht (NIRS)

206

Die chemometrischen Modelle wurden mit der Software

NIRCal® der Büchi Labortechnik AG (Flawil, Suisse) entwi-

ckelt. Diese quantitativen Schätzmodelle verwenden

den Algorithmus der Regression mit partiellen kleinsten

Quadraten (PLS) begleitet von diversen mathematischen

Vorbehandlungen, wie zum Beispiel ncl (normalisation

by closure), nle (normalisation to unit length), msc full

(multiplicative scatter correction), snv (standard normal

variate), db1 (1st derivative BCAP 5 points), dg1 (1st deri-

vative Savistky Golay 9 points), dt1 (1st derivative Taylor

3 points). Jedes Mal wurden mindestens zwei Drittel der

verfügbaren Proben für die Kalibrierung verwendet; das

restliche Drittel wurde für eine unabhängige Validie-

rung genutzt.

R e s u l t a t e u n d D i s k u s s i o n

Betrachtung von Futtermitteln mit NIRS

Das Expertenauge unterscheidet ohne Probleme Heu

des ersten Schnitts von dem des zweiten Schnitts, und

die Qualität einer Silage lässt sich anhand ihres Geruchs

bewerten. Die NIRS reagiert hingegen auf die Energie,

welche durch die Bindungen C-H, O-H, N-H, S-H der

Probe absorbiert wird; das bedeutet, durch die Gehalte

an Wasser, Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten etc. Die

NIRS-Spektren folgender Proben werden in Abbildung 4

dargestellt: Gras, Gr-Sil, M-frisch und M-Sil. In dieser

Abbildung sind bestimmte charakteristische Spektral-

bänder der Verbindungen O-H, N-H, S-H und C-H ersicht-

lich (Shenk et al. 2001). Die Spektren dieser verschiede-

nen Futtermittel sind allesamt recht ähnlich. Man könnte

sie mit einer Art digitalem NIRS-Fingerabdruck verglei-

chen. Die grosse Anzahl an chemischen Bestandteilen in

der Probe führt zu einer Überlagerung der Signale und

ergibt die charakteristischen Absorptionsbänder des

NIRS. Deshalb ist die Chemometrie erforderlich, um

schlussendlich Schätzmodelle zu erstellen.

Ausserdem beeinflussen die Mineralstoffe – also

Asche – die NIRS Spektren nur dann, wenn sie Bindungen

oder Komplexe mit anderen Probenmolekülen eingehen

(Roberts et al. 2004). So kann man verstehen, dass es

schwierig ist, die Rohasche in Raufuttern genau zu schät-


Parameter Beschreibung der Analysenmethode Referenz

TS Ofentrocknung bei 105° C bis zu konstanter Masse (2:40 h ) Basiert auf ISO 6496:1999

RP Kjeldahl oder Dumas (N x 6,25) Basiert auf ISO 5983-1:2005 und 16634-1

ADForg Aufschluss einer sauren Detergenz mit Korrektur für Asche (Ankom) VDLUFA 6.5.2, Bemerkung 8

NDForg Aufschluss einer neutralen Detergenz mit Korrektur für Asche (Ankom) AOAC 2002.04; ISO 16472:2006

RF Aufschluss einer sauren und anschliessend einer alkalischen Detergenz mit Korrektur für Asche (Ankom)

Basiert auf AOAC 978.10; ISO 6865:2000

RA Nach Bestimmung der TS, Veraschung bei 550° C bis zu konstanter Masse Basiert auf ISO 5984:2002

RL Extraktion mit Petrolether nach saurer Hydrolyse Basiert auf ISO 6492:1999

Zucker In 80-prozentigem Ethanol lösliche Zucker (Auto Analyser Bran & Luebbe) Interne Methode

Stärke Polarimetrie ISO 6493:2000

Tab. 1 | Für die NIRS Modelle verwendete Referenzanalysen

Abb. 4 | GNIRS-Absorptionsspektren folgender Proben: Gras, Grassilage, Maisganzpflanzen vor der Silie-rung und Maissilage.

Refle

ktan

z (lo

g)

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400nm

Maisganzpflanzen vor der Silierung

Maissilage

Grassilage

Gras

O–H

N–H S–H

C–H

O–H

N–H

N–H


207

reflektieren das Licht stärker. Dadurch kommt es zu einer

Verschiebung der Basislinie, was durch mathematische

Prozesse korrigiert werden muss. Diese Besonderheit der

NIRS kann auch zur Bestimmung der durchschnittlichen

Partikelgrösse verwendet werden.

Die Qualität der NIRS-Schätzmodelle

In den Tabellen 2 bis 5 und in Abbildung 6 werden die

Eigenschaften bestimmter NIRS-Kalibrierungen für die

am INT verfügbaren Futtermittel dargestellt. Der Deter-

minationskoeffizient R2 > 0,9 (ausser für ADForg bei

M-Sil) zeigt die Fähigkeit der NIRS, die chemische Zusam-

mensetzung der Futtermitteln genau zu schätzen.

Ebenso wiederspiegelt die RPD (ratio of performance

deviation, definiert als Fraktion zwischen der Standard-

abweichung von Referenzwerten und der Standardab-

weichung der Schätzung, SEP) die Schätzkapazität dieser

Modelle, die mit RPD > 3 als optimal bezeichnet wird

(Heise et al. 2005).

zen, wohingegen es zum Beispiel deutlich einfacher ist,

die Rohasche in Getreide zu bestimmen. Dadurch, dass

die Raufutterproben mehr oder weniger mit Erdverun-

reinigungen «kontaminiert» sind, sind bereits die Refe-

renzanalysen mit einem bestimmten Fehler behaftet,

und es lässt sich nicht vermeiden, dass sich dieser auch

auf die NIRS-Modelle überträgt.

Die relative Bedeutung der Absorptionsbänder der

O-H-Verbindungen im Bereich von 1870 bis 1945 nm und

1430 bis1450 nm wird sowohl in Abbildung 4 (Absorption)

als auch in Abbildung 5 (Spektren nach mathematischer

Vorbehandlung) sehr deutlich. Folglich ist es leicht zu ver-

stehen, welchen Einfluss die Restfeuchte in der Probe auf

die NIRS-Modelle hat, und dass sie die Bestimmung ande-

rer Parameter stören kann (Roberts et al. 2004).

Ein anderer Parameter, der die diffuse Reflexion fun-

damental stört, ist die Granulometrie. Feinere Partikel

absorbieren weniger (der vom Licht zurückgelegte Weg

ist bei weniger chromophoren Molekülen kürzer) und


Parameter Beschreibung der Analysenmethode Referenz

TS Ofentrocknung bei 105° C bis zu konstanter Masse (2:40 h ) Basiert auf ISO 6496:1999

RP Kjeldahl oder Dumas (N x 6,25) Basiert auf ISO 5983-1:2005 und 16634-1

ADForg Aufschluss einer sauren Detergenz mit Korrektur für Asche (Ankom) VDLUFA 6.5.2, Bemerkung 8

NDForg Aufschluss einer neutralen Detergenz mit Korrektur für Asche (Ankom) AOAC 2002.04; ISO 16472:2006

RF Aufschluss einer sauren und anschliessend einer alkalischen Detergenz mit Korrektur für Asche (Ankom)

Basiert auf AOAC 978.10; ISO 6865:2000

RA Nach Bestimmung der TS, Veraschung bei 550° C bis zu konstanter Masse Basiert auf ISO 5984:2002

RL Extraktion mit Petrolether nach saurer Hydrolyse Basiert auf ISO 6492:1999

Zucker In 80-prozentigem Ethanol lösliche Zucker (Auto Analyser Bran & Luebbe) Interne Methode

Stärke Polarimetrie ISO 6493:2000

Abb. 5 | NIRS-Spektren nach mathematischer Vorbehandlung von kontrastierenden Proben aus: I) Gras, II) Grassilage, III) Maisganzpflanzen vor der Silierung und IV) Maissilage.

n Durchschnitt Bereich R2 SEC SEP SEL RPD

TS 777 937 837–988 0,9938 2,89 2,90 1,36 8,9

RP 748 144 39–264 0,9945 4,56 4,60 1,58 9,4

ADForg 581 258 148–411 0,9835 8,59 8,60 5,48 5,3

NDForg 561 419 183–675 0,.9870 12,71 12,75 8,28 6,2

RF 505 218 83–387 0,9891 7,07 6,98 5,49 6, 8

RL 167 32 12–68 0,9640 3,05 3,10 2,32 3,7

RA 691 90 39–224 0,9573 6,38 6,38 2,19 3,5

Tab. 2 | Eigenschaften der NIRS-Kalibrierungen für die Schätzung der chemischen Zusammensetzung (in g/kg Heu und Gras)

nm1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

0

10

20

nm1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

0

0,002

0,004

nm1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

-0,002

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

nm1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400

-0,002

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

Gras B

Gras A

Gr-Sil B

Gr- Sil A

M- frish A

M- frish B

M-Sil AM-Sil B

Refle

ktan

z (d

t1, n

cl)

Refle

ktan

z (d

b1)

Refle

ktan

z (d

b1)

Refle

ktan

z (d

t1)


208

Die SEP, welche die Abweichung zwischen dem NIRS-

Wert und dem chemisch bestimmten Wert beschreibt,

kann bei ein und demselben Parameter variieren. So

beträgt die SEP für RP 4,6, 4,3, 1,6 und 2,0 g/kg bei den

Modellen Gr-H, Gr-Sil, M-frisch und M-Sil. Die Qualität

von Schätzmodellen wird in erster Linie durch die Quali-

tät der Referenzanalysen bestimmt; unter anderem

jedoch auch durch die Probenanzahl (n) in der Referenz-

datenbank. Je grösser n ist, umso grösser wird die SEP

sein, und umso robuster können hingegen die Modelle

sein.

Die Referenzmethoden für die Bestimmung von Parame-

tern wie ADForg, NDForg etc. weisen eine Unsicherheit auf

(hier abgebildet durch die Standardabweichung der

Referenzmethode SEL), welche deutlich höher ist als bei

anderen Parametern (SEL = 5,5 bzw. 8,3 g/kg für ADForg

bzw. NDForg). Dies wird deutlich auf die SEC (Standardab-

weichung der Kalibrierung) und SEP der NIRS-Kalibrie-

rungen übertragen.

Die Schätzqualität mit NIRS kann durch geringe Gehalte

ebenso wie durch einen eingeschränkten Messbereich

limitiert werden. Dies ist hier bei RL im Heu der Fall, den-

noch weist insbesondere diese NIRS-Kalibrierung eine

gute Schätzgenauigkeit auf mit einer SEP< 1,5 x SEL.

Generell beinhaltet der Fehler der NIRS-Schätzung

den Fehler der Bestimmung mittels Referenzmethode:

Varianz NIRS = Varianz Ref Meth + Varianz Probenahme + Varianz

Gerät + Varianz andere

Obwohl der gerätbedingte Fehler angesichts regelmäs-

siger Tests, die mittels strengem Beurteilungsprotokoll

der Leistung durchgeführt werden, sehr gering ist,

können die durch die Inhomogenität oder die chemi-

sche oder physikalische Veränderung der Probe hervor-

gerufenen Abweichungen beträchtlich sein. Dennoch

wird der Fehler der NIRS-Bestimmung weitgehend vom

Fehler der analytischen Referenzmethode bestimmt.



TS 321 951 838–985 0,9808 3,90 3,96 1,36 5,1

RP 259 154 41–257 0,9936 4,19 4,30 1,58 8,6

ADForg 156 296 218–425 0,9891 7,11 6,89 5,48 7,0

NDForg 159 448 324–597 0,9895 8,22 7,95 8,28 7,1

RF 243 255 167–357 0,.9892 6,18 6,15 5,49 6,9

RA 273 113 55–258 0,9757 6,84 6,24 2,19 5,0

Tab. 3 | Eigenschaften der NIRS-Kalibrierungen für die Schätzung der chemischen Zusammensetzung; (in g/kg TS Grassilage)


TS 214 947 864–982 0,9962 1,63 1,57 1,36 12,0

RP 167 75 52–97 0,9799 1,51 1,55 1,58 4,9

ADForg 119 219 88–385 0,6900 5,72 5,89 5,48 6,0

NDForg 143 414 211–637 0,9788 12,53 12,15 8,28 5,1

RF 162 194 65–320 0,9875 5,77 5,68 5,49 6,4

RA 172 34 14–65 0,9724 1,44 1,46 2,19 4,2

Stärke 178 362 69–609 0,9888 12,26 12,23 3,6 6,7

Tab. 4 | Eigenschaften der NIRS-Kalibrierungen für die Schätzung der chemischen Zusammensetzung (in g/kg TS Maisganzpflanzen vor der Silierung)

Tab. 5 | Eigenschaften der NIRS-Kalibrierungen für die Schätzung der chemischen Zusammensetzung (in g/kg TS Maissilage)


TS 121 954 894–984 0,9692 4,91 5,23 1,36 4,2

RP 139 74 51–92 0,9612 1,89 2,01 1,58 3,4

ADForg 93 228 180–352 0,9887 4,80 6,02 5,48 5,3

NDForg 93 414 327–577 0,9494 14,60 15,76 8,28 2,9

RF 143 200 151–302 0,9848 4,42 5,20 5,49 4,9

RA 143 36 26–55 0,9582 1,50 1,72 2,19 3,0

Stärke 74 364 129–423 0,9942 5,87 *7,70 3,6 7,1

*: Standardabweichung der Kreuzvalidierung


209

kann man in einem solchen Fall versuchen festzustellen,

ob sich ein zufälliger Fehler während des Verfahrens

eingeschlichen hat: Fehler in der Referenzanalyse,

schlechte Probenahme bei der Erfassung des NIR-Spekt-

rums, längliche Partikel in einer gemahlenen Probe etc.

Es ist empfehlenswert, periodisch neue Referenzproben

aufzunehmen, um die Kalibrierung weiter auszubauen,

damit die Modelle die gesamte existierende Diversität

(sortenbedingt, geografisch, klimatisch, abhängig von

der Produktions-, Konservierungs- oder Probenvorberei-

tungsmethode etc.) beinhalten. Diese Vorgehensweise

verbessert bei der von der Matrix abhängigen NIRS die

Robustheit der Modelle und ermöglicht es, systemati-

sche Abweichungen zu vermeiden.

Einige Parameter stehen in keinem direkten Zusam-

menhang mit der molekularen Vibrationsenergie, auf

welcher die NIRS basiert. Dies ist beispielsweise bei der

Verdaulichkeit der organischen Substanz oder der für

die Laktation oder die Fleischproduktion zur Verfügung

stehende Energie der Fall. Jedoch erlaubt die Korrela-

Eine generell anerkannte empirische Regel besagt,

dass eine gute Kalibrierung eine SEP zwischen 1,0 und

1,5 × SEL aufweist (Mark et al. 2003). Aber die höheren

SEP Werte können eine bestimmte Heterogenität des

physikalischen oder chemischen Zustands der Proben

repräsentieren, wie z. B. die Granulometrie, den Rest-

feuchtegehalt (Vorbereitung der Proben), die Oxida-

tion und andere chemische Reaktionen. Ist eine SEP

jedoch kleiner als SEL, so kann dies dadurch bedingt

sein, dass die Gesamtmenge der Kalibrierungsproben

homogener ist als die Gesamtmenge der für die Bestim-

mung der SEL bestimmten Proben.

Im Allgemeinen erkennt das System Spektren von

Proben, die den Proben der Grundgesamtheit des Kalib-

riersatzes nicht ähneln. Beispielsweise kann eine Silage-

probe, die mit einem Modell für Heu geschätzt wird, als

«residual outlier» angegeben werden. Es passiert auch,

dass Proben mit grossen Abweichungen zwischen dem

geschätzten Wert und dem Referenzwert entdeckt wer-

den. Bevor man diese Werte als Ausreisser verwirft,


Abb. 6 | Relation zwischen den mit NIRS geschätzten Werten und denjenigen der Referenzmethode für RP in Heu und in Gras. Blaue Rauten: Kalibrierungsproben; Grüne Quadrate: Validierungsproben; Hellgrüne Kreise: Ausrei-sser.

Tab. 6 | Beispiele für Futterproben mit kontrastierender chemischer Zusammensetzung (A, B), die mit NIRS bestimmt wurden

[g/kg TS] Futter-A Futter-B Gr-Sil-A Gr-Sil-B M-frisch-A M-frisch-B M-Sil-A M-Sil-B

TS 931 924 942 968 918 954 968 947

RP 185 124 174 64 84 84 76 80

ADForg 220 418 185 425 154 270 171 329

NDForg 403 589 365 597 316 493 344 547

RF 201 348 177 352 103 265 156 288

RA 99 86 98 64 36 44 29 47

Zucker 127 44 150 114 73 100 6 22

Stärke 398 250 429 197

RL 41 25

Gr-Sil: Grassilage; M-frisch: Maisganzpflanzen vor der Silierung; M-Sil: Maissilage.

100 200 300 400 500

100

200

300

400

500

RP N

IRS

[g/k

gMS]

RP [g/kgMS]

210


tion dieser Parameter mit der chemischen Zusammen-

setzung der Probe dennoch ihre Schätzung durch NIRS

(Roberts et al. 2004).

Ein Spezialfall ist die Bestimmung von in geringen

Mengen vorliegenden Substanzen wie Mineralstoffen.

Obwohl in mehreren Arbeiten gute Schätzungen mit

Modellen für P, Ca, K und Na nachgewiesen wurden, ist

die Qualität der Modelle bei den Spurenelementen pro-

blematisch, deren Gehalte im Bereich eines mg/kg (g/kg

für die ersten) liegen.

Proben mit kontrastierender Futterqualität

Abbildung 5 zeigt die Spektren nach mathematischer

Vorbehandlung von zwei Proben (A und B) mit kontras-

tierender Futterqualität jeder Gruppe. Jedes Mal hat die

mathematische Vorbehandlung die möglichen Unter-

schiede der Probenvorbereitung (Granulometrie) korri-

giert und dabei verschiedene diskriminatorische Banden

der beiden Proben hervorgehoben. Tabelle 6 gibt die

Futterqualität dieser Proben wieder.

Mehrere Einzelproben oder eine Mischprobe?

Abbildung 7 zeigt die RP-Gehalte (g/kg TS) der Misch-

probe sowie der zehn Einzelproben des Ballenheus. Die

NIRS-Bestimmung der gleichen Proben wird ebenfalls

dargestellt (Durchschnitt aus drei Probennahmen). Es

lässt sich eine geringe Abweichung zwischen der Misch-

probe und dem Mittelwert der zehn Einzelproben für

die Referenzanalyse feststellen. Diese Abweichung – so

wie auch die individuellen Tendenzen — werden auf

direktem Weg über die NIRS-Schätzungen übertragen.

Trotz einer leichten Verschiebung der NIRS-Schätzungen

in Relation zur Referenzanalyse (+0,6 %) ist diese

Methode informativer, da sie die individuelle Qualität

der Heuballen beschreibt. Der Determinationskoeffizi-

ent des NIRS-Modells verbessert sich mit dem Vorschub

der Repliken. Folglich steigt R2 mit dem Gebrauch von 1,

2 und 3 Messschalen von 0,932 auf 0,9779 bzw. 0,985

(Ergebnisse nicht abgebildet).


•• Die NIRS ist nicht nur eine Technologie, die wegen

ihrer Geschwindigkeit, der geringen Kosten und der

weniger aufwändigen Vorbereitungszeit der Proben

vorteilhaft, sondern auch ein Werkzeug, dessen Poten-

zial noch längst nicht ausgeschöpft ist.

•• Die Bemühungen hinsichtlich der Entwicklung von

Kalibrierungsmodellen bestehen in erster Linie im

Zusammentragen repräsentativer Proben mit hoch-

wertigen Referenzanalysen. Diese Arbeit wird bei

einer routinemässigen Verwendung der NIRS belohnt.

•• Um Abweichungen zu vermeiden und die Aktualisie-

rung von Modellen bei sorten- oder klimabedingten

Änderungen etc. zu ermöglichen, werden periodische

Validierungen empfohlen. n


Abb. 7 | RP, bestimmt in zehn Einzelproben aus Heuballen und in einer Mischprobe einer homoge-nen Mischung von zehn Einzelproben. Die schwarzen Punkte und die roten Quadrate korrespondie-ren mit der Referenzanalyse (Dumas, N x 6,25) und den NIRS-Bestimmungen der zehn Einzelproben. Die schwarze und die rote Linie korrespondieren mit den Werten der Referenzmethode bzw. den NIRS-Werten der Mischprobe. Die blaue Linie entspricht dem Durchschnitt aus den Referenzanaly-sen der zehn Einzelproben.

130

140

150

160

170

180

190

0 2 4 6 8 10

RP [g

/kg

TS]

Probe

RP

durchschn. RP

RP (Mischprobe)

RP-NIRS

RP-NIRS (Mischprobe)

211


Ria

ssu

nto

Sum

mar

y

Literatur ▪ Heise H. M., Winzen R., 2005. Chemometrics in Near-Infrared Spectro-scopy in Near-Infrared Spectroscopy, Principles, Instruments, Applica-tions (Ed. H.W. Siesler, Y. Ozaki, S. Kawata, H.M. Heise). 125–162.

▪ Hindle P. H., 2001. Historical development in Handbook of Near-Infrared Analysis (Ed. D. A. Burns and E. W. Ciurczak), 16.

▪ Mark H. & Workman J. Jr., 2003. Statistics in Spectroscopy. Elsevier Academic Press. 312.

▪ Roberts C. A., Stuth J. & Flinn P., 2004. Analysis of Forages and Feed-stuffs in Near Infrared Spectroscopy in Agriculture (Ed. C. A. Roberts, J. Workman Jr. & J. B. Reeves III), 231–267.

▪ Shenk J. S., Workman J. J. Jr. & Westerhaus M. O., 2001. Application of NIR to Agricultural Products in Handbook of Near-Infrared Analysis (Ed. D. A. Burns and E. W. Ciurczak), 419–474.

▪ Workman J. J. Jr., 2001. NIR Spectroscopy Calibration Basics in Handbook of Near-Infrared Analysis (Ed. D. A. Burns and E. W. Ciurczak), 91–128.


Applicazione del NIRS per la determi-

nazione dei foraggi

Viene presentata l’applicazione del

NIRS nella determinazione della

composizione chimica dei foraggi

attraverso modelli di previsione

sviluppati presso l’Istituto di scienze

della produzione animale IPA di

Agroscope con valori tipici del coeffi-

ciente R2 > 0.96 per parametri quali

materia secca (MS), materia azotata

(MA), lignina (ADForg), pareti cellulari

(NDForg), cellulosa, ceneri, materia

grassa, zuccheri e amidi nel fieno,

nell’erba e nell’insilato d’erba, nella

pianta intera di mais prima dell’insila-

mento e nell’insilato di mais. L’analisi

con metodi chimici di un campione

composto (miscela omogenea di

campioni individuali) è stata positiva-

mente sostituita dall’analisi dei

campioni individuali con NIRS, che

mostra le particolarità di ogni singolo

campione.

Forages in the light of NIRS

An insight into the determination of

the chemical composition of forages

via NIRS is presented. Predictive

models developed at the Agroscope

Institute for Livestock Sciences ILS

show the typical values: R2 > 0.96 for

dry matter (DM), crude protein (CP),

ADForg, NDForg, crude fibre (CF),

cellulose, ash, fat, sugar and starch

content in hay and grass, grass silage,

green maize for silage and maize

silage. The analysis of individual

samples by NIRS is preferred to the

analysis of a pooled sample by classical

methods because NIRS shows the

individual particularities of each

sample.

Key words: NIRS, forage, nutritional

quality.


K u r z b e r i c h t

Nun wurden in einer Wirkungsanalyse mit dem Modell

«Common Agricultural Policy Regionalized Impact»

(CAPRI) (Britz und Witzke 2012) zwei Szenarien simuliert:

Im ersten Szenario (R), dem Referenzszenario, wird die

Agrarpolitik 2014–2017 fortgesetzt (mit der Verkäsungs-

zulage); im zweiten, hypothetischen Szenario (A) wird

die Verkäsungszulage abgeschafft. Nach einer kurzen

Darstellung der Funktionsweise von CAPRI werden die

Ergebnisse der Simulationen aufgezeigt und kommen-

tiert.

Das Modell CAPRI

CAPRI ist ein statisches partielles Gleichgewichtsmodell

für den Agrarsektor (Britz und Witzke 2012). Es umfasst

ein Modul der Weltmärkte, in das die Schweiz im Jahr

2011 aufgenommen wurde. Für jeden der 40 regionalen

Handelsblöcke können die Auswirkungen von Verände-

rungen bei der Innenpolitik oder der Aussenhandelspo-

litik auf die Gleichgewichtspreise und -mengen von

47 Agrarprodukten sowie auf die ökonomische Wohl-

fahrt simuliert werden. Ausserdem werden die wichtig-

sten politischen Grenzschutzmassnahmen der einzelnen

Länder dargestellt und für die Schweiz anhand des TRI-

MAG-Modells (Listorti et al. 2013) berechnet.

In CAPRI kann rohe Kuhmilch in neun verschiedene

Milchprodukte verarbeitet werden: Butter, Rahm, Käse,

Magermilchpulver, Vollmilchpulver, Frischmilchprodukte

(einschliesslich Konsummilch zum menschlichen Verzehr

und Joghurt), Kasein, Molke und Milchkondensate

(Kempen et al. 2011; Witzke et al. 2009). Die Milchpro-

dukte können zwischen den einzelnen Handelsblöcken

vermarktet werden, die nicht verarbeitete Rohmilch ist

hingegen nicht handelbar. Die Fett- und Eiweissbilanz

zwischen den neun verarbeiteten Milchprodukten und

der Rohmilch ist im Modell gewährleistet. Die Angebots-

funktion der Milchprodukte und die Nachfragefunktion

der Rohmilch werden in CAPRI gemäss der mikroökono-

mischen Theorie von einer normalisierten quadratischen

Gewinnfunktion abgeleitet (Lau 1978). Das Angebot an

den neun verarbeiteten Milchprodukten und die Nach-

frage nach Rohmilch zur Verarbeitung sind abhängig

von der Verarbeitungsmarge. Diese wird durch Produ-

zentenpreis, allfällige Produzentenpreis-Stützungsmass-

Die Verkäsungszulage beeinflusst den Milchmarkt, hat

Auswirkungen auf die Produktion und den Export von

Käse. Mit CAPRI – einem statischen partiellen Gleichge-

wichtsmodell für den Agrarsektor wurden diese Zusam-

menhänge sowie die Marktineffizienzen, die im Zusam-

menhang mit dieser Preisstützungsmassnahme stehen,

analysiert.

Die Verkäsungszulage beträgt heute 15 Rappen pro Kilo

Milch1 (Finger et al. 2014) und wurde 1999 als Über-

gangsmassnahme eingeführt, um die Kosten der

Rohmilchverarbeitung zu senken und die Käseherstel-

lung zu konkurrenzfähigen Preisen zu ermöglichen. Vor

dem Hintergrund der WTO-Abkommen, die eine Sen-

kung der Exportsubventionen zur Folge hatten, und des

Käsefreihandels mit der EU (2002–2007) sollte mit dieser

Massnahme das Einkommen der Schweizer Produzentin-

nen und Produzenten gestützt werden.

Wirkungsanalyse der Verkäsungszulage auf den MilchmarktGiulia Listorti und Axel Tonini, Bundesamt für Landwirtschaft BLW, 3003 Bern, Schweiz

Auskünfte: Axel Tonini, E-Mail: [email protected]

Mit CAPRI – einem statischen partiellen Gleichgewichtsmodell für den Agrarsektor – kann man den Einfluss der Verkäsungszulage auf den Milchmarkt analysieren. (Foto: BLW)

1Vgl. Artikel 38 des Landwirtschaftsgesetzes (LwG, SR 910.1) und Milchpreisstüt-zungsverordnung (MSV, SR 916.350.2).

Wirkungsanalyse der Verkäsungszulage auf den Milchmarkt | Kurzbericht


nahmen und den virtuellen Preis von Fett und Eiweiss

bestimmt. Die Auswirkung der Verkäsungszulage auf

die Verarbeitung wird in Abbildung 1 dargestellt.

Mit der Einführung der Zulage erhöht sich die Nach-

frage nach Rohmilch für die Käseherstellung. Dadurch

verschiebt sich die Nachfragefunktion (DD) der Rohmilch

nach rechts (DD') und verlagert das ursprüngliche Gleich-

gewicht von (a) nach (c). Dadurch steigt der Produzen-

tenpreis (Pd) und sinkt der vom Verarbeiter bezahlte

Preis (Ps). Pd entspricht der Summe von Ps und der

Zulage (PdPs). Aufgrund der Verschiebung des ursprüng-

lichen Wettbewerbsgleichgewichts führt die Einführung

der Zulage zu einem Marktversagen. Die Ineffizienz die-

ser Massnahme (blaues Dreieck abc) zeigt auf, in wel-

chem Ausmass die Kosten der Zulage deren Ertrag über-

steigen. Sie wird in erster Linie von den Marktbedingungen

bestimmt. Es ist offensichtlich, dass die Beihilfe nicht voll-

umfänglich den Produzentinnen und Produzenten

zugute kommt; sie gewinnen bei den Preisen nur die Dif-

ferenz zwischen Pd und Pe (OECD 2002).

Die Verkäsungszulage wird in CAPRI als Zulage pro

Kilogramm produziertem Käse modelliert, da die für die

Verarbeitung zu Käse nachgefragte Milchmenge im

Modell nicht explizit abgegrenzt werden kann. Die

Zulage zum Käseangebot führt zur Verschiebung der

Nachfrage nach Rohmilch wie in Abbildung 1 dargestellt

(Finger 2014; diese technische Modellierungsoption ist

aus ökonomischer Sicht korrekt, auch wenn im Vollzug

die Weitergabe der Beihilfe an die Produzentinnen und

Produzenten über einen anderen Weg läuft).

Wenn man davon ausgeht, dass für die Herstellung

von einem Kilogramm Käse im Mittel zehn Kilogramm

Milch benötigt werden und eine gesamtschweizerische

Produktion von 185 000 Tonnen Käse im Referenzszena-

rio (R) berücksichtigt wird, führt dies im Modell zu einer

Budgetbelastung von 278 Millionen Franken, was fast

der effektiven Mittelbindung im Jahr 2012 entspricht.

Szenarien und Ergebnisse

Die Abschaffung der Verkäsungszulage (Szenario A)

wird hier im Vergleich zum Referenzszenario (R) analy-

siert, wobei letzteres als wahrscheinliche Situation in der

Zukunft bei Weiterführung der bestehenden politischen

Massnahmen und Abkommen definiert wird. Es basiert

weitgehend auf Prognosen von internationalen Institu-

tionen (OECD/FAO 2010; Europäische Kommission 2010)

und, für die Schweiz, zusätzlich auf dem SWISSland-

Modell unter Anwendung der Agrarpolitik 2014–2017

(Zimmermann et al. 2011).

Die Analyse zeigt, dass im Falle einer Abschaffung

der Verkäsungszulage die Käseproduktion um rund

5 Prozent zurückgeht, während der Käsepreis um ca.

b

Pd a

c

Qs

Ps

Qe

Pe

DD

OO

DD’

P

Q

Abb. 1 | Mikroökonomische Auswirkung der Verkäsungszulage.Verschiebung des Gleichgewichts zwischen der Nachfragekurve und der Angebotskurve von Rohmilch. Legende: P = Preis; Q = Menge; DD = Nachfragefunktion; OO = Angebotsfunktion; a = ursprüngliches Gleichgewicht; Pe = vom Verarbeiter bezahlter Produzentenpreis im Gleichgewicht a; Qe = produzierte Menge im Gleichgewicht a; c = Gleichgewicht nach Einführung der Zulage; Pd = Produzentenpreis im Gleichgewicht c; Ps = vom Verarbeiter bezahlter Preis im Gleichge-wicht c; PdPs = Zulage; Qs = produzierte Menge im Gleichgewicht c; Dreieck abc = Ineffizienz aufgrund der Einführung der Zulage.

Produzenten preis Produktion Konsum Import Export

Rohmilch -8,0 % -1,3 %

Butter 0,5 % -0,7 % -0,3 % 0,0 % -4,4 %

Rahm -0,2 % 0,2 % 0,1 % 0,0 % 1,5 %

Käse 3,9 % -4,8 % -0,3 % 5,9 % -12,7 %

Magermilchpulver -8,2 % 10,4 % 2,3 % -43,9 % 10,0 %

Vollmilchpulver -5,2 % 3,1 % 2,5 % 0,0 % 10,2 %

Frischmilchprodukte -3,8 % 1,0 % 0,9 % -0,1 % 7,5 %

Tab. 1 | Preis- und Marktveränderungen in Szenario A (ohne Verkäsungszulage) gegenüber Szenario R (mit Verkäsungszulage)Lesebeispiel: Der Produzentenpreis für Rohmilch bei Szenario A ist 8 Prozent tiefer als der Produzentenpreis für Rohmilch bei R.

Kurzbericht | Wirkungsanalyse der Verkäsungszulage auf den Milchmarkt


4 Prozent ansteigt (Tab.1 und Abb. 2). Die Exporte sinken

um etwa 13 Prozent. Mit dem Rückgang der Gesamt-

nachfrage nach Rohmilch für die Verarbeitung geht der

Produzentenpreis für Rohmilch um 8 Prozent zurück und

die Milchproduktion nimmt um 1 Prozent ab. Bei den

übrigen Milchprodukten erhöht sich die Produktion

leicht, vor allem bei den Produkten auf Eiweissbasis, was

auf deren Preise drückt (Tab. 1).

Es zeigt sich, dass die Kürzung um 8 Prozent des Produ-

zentenpreises für Rohmilch PdPe/Pd kleiner ist als der

Anteil der Zulage am Milchpreis Pd Ps/Pd; im Vergleich

mit dem durchschnittlichen Rohmilchpreis im Zeitraum

von 2002–2012 beträgt die Zulage rund 23 Prozent des

Produzentenpreises. Dieses Ergebnis stimmt überein mit

der ökonometrischen Preisübertragungsanalyse von Fin-

ger (2014), die aufzeigt, dass sich die marginalen Kür-

185 176

166 166

32 34

51 44

0

50

100

150

200

Szenario R Szenario A

in 1

000

t

Nettoproduktion

Konsum

Import

Export

Abb. 2 | Käsemarkt.

Wohlfahrt der Konsumentinnen und Konsumenten 7

Butter -2

Rahm 1

Käse -54

Magermilchpulver 2

Vollmilchpulver 6

Frischmilchprodukte 47

Landwirtschaftliche Gewinne -168

Rohmilch -168

Gewinne der Milchverarbeiter -81

Rohmilch für die Verarbeitung 11

Butter -7

Rahm -4

Käse -91

Magermilchpulver 10

Vollmilchpulver 2

Frischmilchprodukte -3

Andere Gewinne (Futtermittel, Verarbeitung, andere) -4

Zolleinnahmen und Renten aus Zollkontingenten -4

Ausgaben für interne Stützungsmassnahmen 278

Gesamtwohlfahrt 28

Tab. 2 | Auswirkung auf die betroffenen Wirtschaftsakteure (Wohlfahrtsanalyse), absolute Veränderungen in Szenario A (ohne Ver-käsungszulage) gegenüber Szenario R (mit Verkäsungszulage) in Mio. Fr.; (Detailangaben für Milchprodukte); die Gesamtsummen beziehen auch die anderen Modell-Produkte mit ein). Lesebeispiel: Die Wohlfahrt der Konsumenten in Szenario A ist 7 Millionen CHF höher als in Szenario R.

Wirkungsanalyse der Verkäsungszulage auf den Milchmarkt | Kurzbericht


Marktgleichgewicht von Preisen und Mengen werden

vom Budgetaufwand (278 Mio. Fr.) nur 60 Prozent

(168 Mio. Fr.) an die landwirtschaftlichen Produzentin-

nen und Produzenten weitergegeben, ca. 30 Prozent

gehen an die Verarbeitungsbetriebe (81 Mio. Fr.). Die

verbleibenden 10 Prozent sind ein Nettoverlust; sie ent-

sprechen den Kosten, die auf Ineffizienzen zurückzufüh-

ren sind, die mit einer Preisstützungsmassnahme entste-

hen und die gesamte Wertschöpfungskette bis zu den

Konsumentinnen und Konsumenten betreffen (Abb. 1).


Die Verkäsungszulage stützt die inländische Produktion

und hat einen positiven Einfluss auf die Exporte. Die

landwirtschaftlichen Gewinne und die Gewinne der

Milchverarbeiter erhöhen sich (+168 Mio. Fr. bzw.

+81 Mio. Fr.), während die Wohlfahrt der Konsumentin-

nen und Konsumenten leicht sinkt (-7 Mio. Fr.). Da es sich

um eine Preisstützungsmassnahme handelt – und wie

dies gemäss der Wirtschaftstheorie zu erwarten war –

zeigen die Analysen jedoch, dass Ineffizienzen die Wei-

tergabe der für diese Massnahme veranschlagten Mittel

an die Produzentinnen und Produzenten schmälern (nur

60 Prozent vom Budgetaufwand von 278 Millionen Fran-

ken werden an die landwirtschaftlichen Produzentinnen

und Produzenten weitergegeben).

Es gilt zu beachten, dass ökonomische Modellrech-

nungen immer eine vereinfachte Darstellung der

Realität wiedergeben. Dennoch sind sie ein hilfreiches

Instrument für die Wirkungsanalyse politischer Mass-

nahmen. n

zungen der Verkäsungszulage nicht vollumfänglich im

Produzentenpreis niederschlagen.

CAPRI ermöglicht zudem eine Analyse der ökonomi-

schen Wohlfahrt2. In Tabelle 2 wird die Wohlfahrt unter-

teilt in die Wohlfahrt der Konsumentinnen und Konsu-

menten, die landwirtschaftlichen Gewinne (Differenz

zwischen dem Wert der landwirtschaftlichen Produktion

und den Kosten der Faktoren), die Gewinne der Milch-

verarbeiter und andere Gewinne (Futtermittel und Ver-

arbeitungsindustrie) sowie Zolleinnahmen und Renten

aus Zollkontingenten und Ausgaben für interne Stüt-

zungsmassnahmen.

Im Szenario A (ohne Verkäsungszulage) erhöht sich

die Wohlfahrt der Konsumentinnen und Konsumenten

gegenüber dem Szenario R leicht (+7 Mio. Fr.), während

die landwirtschaftlichen Gewinne und die Gewinne der

Milchverarbeiter aufgrund der tieferen Preise der Milch-

produkte sinken (–168 Mio. Fr. bzw. – 81 Mio. Fr.). Das

verfügbare Budget des Bundes erhöht sich (+278 Mio.

Fr.). Die Auswirkung auf die Wohlfahrt fällt insgesamt

positiv aus (+28 Mio. Fr.). Die Analyse zeigt zudem, dass

die Verluste auf Produzentenseite, die durch die Abschaf-

fung der Verkäsungszulage verursacht werden, kleiner

sind als der heutige Budgetaufwand für diese Mass-

nahme. Aufgrund der Auswirkungen der Zulage auf das

Literatur ▪ Britz W. & Witzke H.P., 2012. CAPRI Model Documentation 2012. Zugang: www.capri-model.org/docs/capri_documentation.pdf [19.2.2014].

▪ Europäische Kommission, Generaldirektion Landwirtschaft und ländliche Entwicklung, 2010. Prospects for agricultural markets and income in the EU 2010–2020, 78. Zugang: http://ec.europa.eu/agriculture/publi/cap-rep/prospects2010/fullrep_en.pdf [19.2.2014].

▪ Finger R., Briner S. & Peerlings J., 2014. Projekt-Evaluation «Milch-markt», Ex-post-Evaluation der Zulagen für verkäste Milch, im Auftrag des Bundesamtes für Landwirtschaft, November 2013.

▪ Lau L. J., 1978. Applications of profit functions. In: Production econo-mics: a dual approach to theory and applications (Ed. M. Fuss & McFad-den D.). North-Holland, Amsterdam, 133–215.

▪ Kempen M., Witzke P., Pérez-Dominguez I., Jansson T. & Sckokai P., 2011. Economic and environmental impacts of milk quota reform in Europe. Journal of Policy Modeling 33 (1), 29–52.

▪ Listorti G., Tonini A., Kempen M., & Adenauer M., 2013. How to implement WTO scenarios in simulation models: linking the TRIMAG tariff aggregati-

on tool to CAPRI. 135th EAAE Seminar: Challenges for the Global Agricul-tural Trade Regime After Doha, Belgrade, Serbia, 28–30, August 2013.

▪ OECD, 2002. The Incidence and Transfer Efficiency of Farm Support Measures. Working party on agricultural policy and markets. Organiza-tion for Economic Cooperation and Development 36.

▪ OECD, FAO, 2010. OECD-FAO Agricultural Outlook 2010, OECD Publishing. ▪ Witzke H.P., Kempen M., Pérez Domínguez I., Jansson T., Sckokai P., Hel-ming J., Heckelei T., Moro D., Tonini A., & Fellmann T., 2009. Regional Economic Analysis of Milk Quota Reform in the EU. JRC Scientific and Technical Reports, European Commission, Joint Research Centre, Institu-te for Prospective and Technological Studies, 116. Zugang: http://ftp.jrc.es/EURdoc/JRC53116.pdf [19.2.2014].

▪ Zimmermann A., Möhring A., Mack G., Mann S., Ferjani A. & Gennaio Franscini M.P., 2011. Die Auswirkungen eines weiterentwickelten Direkt-zahlungssystems: Modellberechnungen mit SILAS und SWISSland. ART-Bericht 744, 1–16.

2 Dabei handelt es sich um ein ökonomisches Standard-Konzept zur Evalution von Politiken, das heisst die Auswirkung auf alle betroffenen Wirtschaftsakteure wird analysiert.

216

P o r t r ä t

Agrarforschung Schweiz 5 (5): 216, 2014

Seit rund 300 Tagen leitet Doris Herrmann das Ressort

Forschung, Dienstleistungen und Weiterbildung der

Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissen-

schaften HAFL. Bei so mancher Herausforderung kann

sie auf die Erfahrung aus ihrer beruflichen Laufbahn

zurückgreifen. Gleichzeitig gehört aber auch viel Unbe-

kanntes zu ihrem Arbeitsalltag. So landen auf dem

Schreibtisch der studierten Agronomin durchaus Berichte

über die Schutzwaldpflege rutschgefährdeter Hänge

oder zur Einkaufsatmosphäre in Lebensmittelgeschäf-

ten. Die Vielfalt entspricht ihr voll und ganz. Bereits bei

ihrer Studienwahl war sie ein wichtiger Faktor. «Die

Breite der Agronomie fand ich schon immer äusserst

spannend. Da spielt die Wirtschaft ebenso eine Rolle wie

die Biologie», erzählt sie. Dass sie auf einem Bauernhof

aufgewachsen ist und stets einen engen Bezug zum

bäuerlichen Leben hatte, sei bei ihrer Wahl sicher eben-

falls ausschlaggebend gewesen.

Während ihres Studiums an der ETH Zürich speziali-

sierte sie sich auf Agrar-Biotechnologie und bildete sich

auch in Didaktik. Unterrichten wollte sie jedoch nie. «Mir

ging es einfach um eine Horizonterweiterung. Ich lernte

in den Didaktikvorlesungen und in einem Praktikum vor

allem effizienter zu planen und lockerer vor Leute hin-

zustehen», erklärt sie ihre Beweggründe.

Forschen für die Praxis

Nach dem erfolgreich abgeschlossenem Studium arbei-

tete sie bei Agroscope und machte dort – in Zusamme-

narbeit mit der Universität Zürich – ihre Dissertation. Es

sei ein bewusster Entscheid für Agroscope gewesen, da

sie möglichst angewandte Forschung betreiben wollte.

In der Folge drehte sich bei ihr alles um molekulare

Züchtung von Futterpflanzen. Wieso Pflanzen und nicht

Tiere im Zentrum ihrer Forschungstätigkeit standen,

erklärt unter anderem ein prägendes Erlebnis während

eines Praktikums. «Ich musste Insekten unter dem Bino-

kular untersuchen. Von da an wusste ich, dass ich künftig

mit Pflanzen arbeiten wollte. Die laufen nämlich nicht

ständig weg!», erinnert sich Doris Herrmann.

Management statt aktive Forschung

Auch in den folgenden Jahren blieb sie Forscherin durch

und durch, arbeitete bei der Eidgenössischen Forschung-

sanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL sowie am

Institut national de la recherche agronomique INRA.

Mittelfristig wollte sie aber weniger selber forschen,

sondern vielmehr koordinierende Aufgaben in der Fors-

chung übernehmen. Diesen Wechsel von der Forscherin

zur Managerin vollzog sie, als sie Programme Manager

der Indo-Swiss Collaboration in Biotechnology an der

ETH Lausanne wurde. Und sie fand Gefallen daran.

An der HAFL steht für Doris Herrmann das Fors-

chungsmanagement noch stärker im Mittelpunkt. Sie

und ihr Team sind Drehpunkt der HAFL-Forschung. Sie

hat den Überblick über die vielfältigen Forschungs- und

Dienstleistungsprojekte und kann die Forschenden

dadurch beraten, wo sich Möglichkeiten für eine inter-

disziplinäre Zusammenarbeit bieten könnten. Auch

wenn sie selber nicht mehr forscht, bringt Doris Herr-

mann mit ihrer Arbeit die Forschung der HAFL weiter.

Matthias Zobrist, Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwis-

senschaften HAFL

Doris Herrmann: die Forschungsmanagerin

217

A k t u e l l


N e u e P u b l i k a t i o n e n

Agroscope Science Nr. 2 / April 2014

In Anbetracht der grossen Dynamik des Handels mit

Agrarprodukten gewinnt die ökologische Konkurrenz-

fähigkeit der Schweizer Land- und Ernährungswirt-

schaft zunehmend an Bedeutung. Die Debatte um den

zu erzielenden Selbstversorgungsgrad verdeutlicht die

Wichtigkeit der Herkunft von Nahrungsmitteln in unse-

rer Gesellschaft im Hinblick auf deren zu erwartende

Umweltwirkungen. Im Bestreben, die Konkurrenzfähig-

keit der Schweizer Agrarerzeugnisse gegenüber dem

Ausland in Zukunft sicherzustellen, entwickelte die

Branche mit Unterstützung des Bundes eine Qualitäts-

strategie. Diese hat zum Ziel, dass die Schweizer Land-

wirtschaft, sich in Bezug auf Qualitätsaspekte und auch

ökologische Aspekte von der Produktion anderer Län-

der abhebt. Datengrundlagen, welche einen systemati-

schen und wissenschaftlich fundierten Vergleich der

Umweltwirkungen von Nahrungsmitteln aus unter-

schiedlichen Herkunftsländern erlauben, fehlen jedoch

weitgehend.

Das Projekt «Ökobilanz ausgewählter Schweizer

Landwirtschaftsprodukte im Vergleich zum Import»

wurde vom Bundesamt für Landwirtschaft bei Agro-

scope in Auftrag gegeben mit dem Ziel, die Umweltwir-

kungen ausgewählter Agrarprodukte aus der Schweiz

mit den wichtigsten Importländern zu vergleichen und

Verbesserungspotenziale aufzuzeigen. Folgende Pro-

dukte wurden exemplarisch untersucht: Auf Stufe Hof-

tor: Brotweizen und Futtergerste aus der Schweiz (Öko-

logischer Leistungsnachweis, ÖLN, nicht-extenso und

extenso), Deutschland und Frankreich; Speisekartoffeln

aus der Schweiz, Deutschland, Frankreich und den Nie-

derlanden; Milch aus der Schweiz (ÖLN Tal-, Hügel- und

Berggebiet; Fütterungsvarianten grünland- und acker-

futterbasiert), Deutschland, Frankreich und Italien;

Schlachtrinder aus der Schweiz (ÖLN Grossviehmast und

Mutterkuhhaltung), Deutschland (Bullenmast), Frank-

reich (Mutterkuhhaltung mit extensiver Ausmast) und

Brasilien (sehr extensive Mutterkuhhaltung).

Agroscope Science erscheint nur in elektronischer Form.

Download im PDF-Format: www.agroscope.ch > Publikationen

Agroscope Science Nr. 2 / April 2014

asda

Ökobilanz ausgewählter

Schweizer Landwirtschaftsprodukte im Vergleich zum Import

Autoren Maria Bystricky, Martina Alig, Thomas Nemecek, Gérard Gaillard

Ökobilanz ausgewählter Schweizer Land-wirtschaftsprodukte im Vergleich zum Import

218

www.agroscope.admin.ch/medienmitteilungen

Aktuell


M e d i e n m i t t e i l u n g e n

www.agroscope.admin.ch/medienmitteilungen

11.04.2014 Salz: So viel wie nötig, so wenig wie möglich Eine minimale Menge Salz ist für die Herstellung von

qualitativ guten Fleischprodukten und Käse nötig. Aber

aus gesundheitlichen Gründen sollte der Salzgehalt nicht

zu hoch sein. Bei Fleischprodukten ist eine Kochsalzre-

duktion von bis zu 15 % ohne sensorische Nachteile mög-

lich. Bei einzelnen Käsesorten kann bis zu 30 % des Nat-

riums durch Kalium ersetzt werden, dies bedingt aber

eine Deklaration der E-Nummer. Das ergab das Agro-

scope-Forschungsprogramm NutriScope, das am 20.

März 2014 offiziell abgeschlossen wurde. Am Beispiel der

Forschungsarbeiten rund um die Salzreduktion in

Lebensmitteln können die disziplinenübergreifenden

Synergien solcher Forschungsprogramme aufgezeigt

werden.

08.04.2014 Schweizer Käse und Kartoffeln mit Umwelt-vorteilen Käse und Kartoffeln aus der Schweiz belasten die

Umwelt weniger als Importware. Beim Brot aus Weizen,

beim Rindfleisch und bei der Futtergerste waren die

Ergebnisse dagegen nicht eindeutig, wie eine neue Stu-

die von Agroscope zeigt.

Freitag, 27. Juni 2014

Nationale Tagungzum internationalen Jahr der bäuerlichen Familienbetriebe

Schweizerische Arbeitsgemeinschaft für die Berggebiete SAB / Institut für Nachhaltigkeitswissenschaften INH

Themen• Familienbetriebe als Zukunftsmodell für die Ernährungs-sicherheit und nachhaltige Ressourcennutzung

• Bedeutung der Familienbetriebe für die Entwicklungszusammenarbeit und für die Schweizer Agrarpolitik

• Rolle der Frau in den Familienbetrieben• Familienbetriebe als Zulieferer• Erfolgsfaktoren für vitale Familienbetriebe

Mit Workshops, Familienportraits und Podiums-diskussion

Detailprogramm und Anmeldungwww.familyfarming.ch/tagungAuskunft: Jörg Beck, [email protected],Telefon +41 31 382 10 10Anmeldeschluss: 10. Juni 2014

TagungsortLandwirtschaftl. Institut Grangeneuve, Posieux (FR)

KostenFr. 100.− (Studierende mit Studienausweis Fr. 50.−)Übernachtung möglich, siehe Detailprogramm

www.agroscope.ch

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Informationen: www.agroscope.admin.ch/veranstaltungen

Aktuell


V e r a n s t a l t u n g e n

Informationen: www.agroscope.admin.ch/veranstaltungen

I n t e r n e t l i n k s

Neue App: Spritzmittelrechner

http://www.agroscope.ch/publikationen/apps

«So wenig wie möglich, so viel wie nötig» – dies ist das

Ziel eines professionellen Pflanzenschutzes. Die Agro-

scope-Forschenden haben ein modernes Werkzeug ent-

wickelt, damit Landwirtinnen und Landwirte dieses Ziel

im Obst- und Rebbau erreichen können.

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Mai 2014

21.05.2014AgriMontana – Zukünftige Perspektiven der BerglandwirtschaftAgriMontana / AgroscopeLandquart

21.05.2014Fachtagung Düngerkontrolle MARSEP-/VBBo- RingversucheAgroscopeBLW, Bern

25.5.2014Breitenhof-Tagung 2014, Treffpunkt der SteinobstbrancheAgroscopeSteinobstzentrum Breitenhof, Wintersingen

Juni 2014

27.6.2014Nationale Tagung zum internationalen Jahr der bäu-erlichen FamilienbetriebeSAB, Schweizerische Arbeitsgemeinschaft für die BerggebieteLandwirtschaftliches Institut Grangeneuve, Posieux (FR)

Juli 2014

06. – 10.07.2014AgEng 2014 ZurichInternational Conference of Agricultural EngineeringAgroscope, ETH ZürichZürich

August 2014

09.08.2014Geschmackserlebnis Kartoffelvielfalt in MaraniProSpecieRara und Forschungsanstalt Agroscope (IPB, INH)Schaugarten Maran, Arosa/GR

V o r s c h a u

Juni 2014 / Heft 6

Weizen ist die Weltkulturart Num-mer 1 für unsere Ernährung. Die Züchtung einer neuen Weizensorte benötigt mindestens 15 Jahre. Die Juniausgabe enthält einen Beitrag zu Hybridgetreide und die Liste der empfohlenen Getreidesorten für die Ernte 2015. (Foto: Gabriela Brändle, Agroscope)

V o r s c h a u

•• Warum Hybridgetreide kommen wird, Andreas Hund

et al., ETH Zürich und Agroscope

•• Holzasche: ein neuer Dünger für die Schweizer

Landwirtschaft, Alexandra Maltas und Sokrat Sinaj,

Agroscope

•• Ansätze zur Optimierung betriebswirtschaftlicher

Weiterbildung in der Landwirtschaft, Florian Sandrini

et al., HAFL und Agridea

•• Milchbetriebe: Warum produziert die Schweiz teurer

als Norwegen?, Christian Gazzarin et al., Agroscope,

ETH Zürich und Norsk institutt for landbruksøkono-

misk forsking, Norwegen

•• Bewässerungsbedarf und Wasserdargebot unter

Klimawandel: eine regionale Defizitanalyse, Jürg

Fuhrer und Pierluigi Calanca, Agroscope

•• Liste der empfohlenen Getreidesorten für die Ernte

2015

Sonntag bis Donnerstag, 6.–10. Juli 2014

AgEng 2014 an der ETH in Zürichorganisiert durch Agroscope, Institut für Nachhaltigkeitswissenschaften INH

Internationale Wissenschaftstagung:Technik für ressourcen-effiziente Landwirtschaft• Automatisierung der landwirtschaftlichen Produktions-verfahren

• Verminderung von Ammoniak- und anderen Emissionen• Monitoring und artgerechte Tierhaltung• Umweltgerechte Applikationstechnik• Sensorik, NIR-Analytik und Imaging

Detailprogramm und Anmeldungwww.AgEng2014.ch

AgEng 2014 Zu r i chInternational Conference of Agricultural Engineering

6 –10 July

Tagungsrahmen• Eröffnung durch Bernard Lehmann,Direktor BLW

• Rund 550 Beiträge eingereicht (über200 Vorträge, über 300 Poster)

• Diverse Workshops• Exkursionen zu Firma Knüsel (Rigitrac) undAgroscope Tänikon

TagungsortETH Zürich, ETH Zentrum, Hauptgebäude

Sonntag, 25. Mai, 9.30 Uhr

Breitenhof-Tagung 2014Steinobstzentrum Breitenhof in Wintersingen BL

Referate•Begrüssung zur Breitenhof-Tagung Lukas Bertschinger, Stv. Institutsleiter, Forschungsverantwortlicher, Internationale Kooperationen Agroscope

•Ausblick auf die Schweizer Steinobsternte und Vermarktung 2014 Hansruedi Wirz, Früchtezentrum Basel

Betriebsrundgang•Wilde Bienen im Steinobst – ganz fleissig!• Neue Kirschen – Ergebnisse aus der Sortenprüfung•Kirschenfliege und Kirschessigfliege – alternative Bekämpfungsmethoden unter der Lupe

Ausstellung und InfoständeInformationen – Gespräche – Gemütlichkeitwww.agroscope.ch

Mit Hüpfburg für Kinder

Agrarforschung Schweiz, Heft 5, Mai 2014

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