Eidgenössisches Departement für Wirtschaft, Bildung und Forschung WBF

Agroscope

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22. Januar 2015, Hohenheim

Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz

Raphaël Wittwer et al. Gruppe Pflanzen-Boden-Interaktionen, Institut für Nachhaltigkeitswissenschaften INH, Agroscope raphael.wittwer@agroscope.admin.ch

2 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Inhalt

• Aktuelle Situation in der Schweiz • Regelungen und Förderungen

• Aktivitäten Gruppe Pflanzen-Boden-Interaktionen

• Konservierende Bodenbearbeitung • Ergebnisse aus Anbauversuchen bei Agroscope

• Zwischenfruchtanbau

• Ausblick

3 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Entwicklung der Direktsaat in CH

Verzicht auf den Pflug

Technologie auf Versuchsplots - erste Experimente

Anbauverfahren für innovative Bauern

Methode für Boden- und Gewässerschutz

1950 1960 1980 1990 2000

Umfassendes Anbausystem

Option für Bio- Landwirtschaft

(Schneider et al., 2012 in Land Degrad. Develop.)

2010

Förderprogramme 1995: Swiss no-till

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Aktuelle Situation in der Schweiz

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16480 17039

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Etwa 5% der Schweizer Ackerfläche (inkl. der Kunstwiesen)

5 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Förderprogramme Kantonale Förderungen seit den 90er Jahren

Bern und Aargau als Pioniere

(Ledermann und Schneider, 2008)

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AP 14-17 Direktzahlungen

Bundesamt für Landwirtschaft (BLW) 2014

7 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

AP14-17 Ressourceneffizienzbeiträge

Bundesamt für Landwirtschaft (BLW) 2014

8 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Ökologisches Leistungsnachweis (ÖLN)

ÖLN = Mindestanforderungen für Direktzahlungen

Im Bereich Bodenschutz: Bei Kulturen, die vor dem 31. August geerntet werden muss eine Winterkultur,

ein Zwischenfutter oder eine Gründüngung angesät werden.

Das Zwischenfutter oder die Gründüngung müssen in der Talzone vor dem 1. September und in der Hügelzone und Bergzone 1 vor dem 15. September angesät werden. Die Bodenbedeckung der betreffenden Parzelle muss bis mind. am 15. November erhalten bleiben.

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Aktivitäten Gruppe Pflanzen-Boden-Interaktionen FArming System and Tillage experiment (FAST)

Optimizing Subscidiary Crop Application in Rotation (OSCAR) www.oscar-covercrops.eu

Arbeitsgruppe PAG-CH Zwischenfrüchte www.pag-ch.ch/de/aktivitaeten/zwischenbegruenung

• Erfassen der Multifunktionalität und Nachhaltigkeit (agronomische, ökologische und ökonomische Leistungen) von wichtigen Anbausystemen.

• Evaluation des Beitrages von Zwischenfrüchten, v. a. in bodenkonservierenden Systemen.

• Einfluss von Anbaumassnahmen auf die Bodenbiodiversität und ökosystemische Funktionen

• Entwicklung von an die schweizerischen Verhältnisse angepassten Gründüngungen und Zwischenbegrünungen

• Charakterisierung von verschiedene Arten in Reinbestand - Wachstum, Unkrautunterdrückung

• Entwicklung von Mischungen - Grundsätze

• Erarbeitung von Empfehlungen für den Anbau und die Wahl von Arten und Mischungen

• Eine durchgehende Bodenbedeckung in der Fruchtfolge erreichen

• die Notwendigkeit und Intensität der Bodenbearbeitung reduzieren

• die Vielfalt der Kulturpflanzenarten innerhalb des Bestandes und innerhalb der Fruchtfolge erhöhen

• den Bedarf an Düngemitteln, Pestiziden und Herbiziden reduzieren

10 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

FAST

ÖLN

Pflug

Leguminose

Kreuzblütler

Mischung

Kontrolle

DS

Leguminose

Kreuzblütler

Mischung

Kontrolle

BIO

Pflug

Leguminose

Kreuzblütler

Mischung

Kontrolle

MS

Leguminose

Kreuzblütler

Mischung

Kontrolle

Versuch 1

Versuch 2

Start:

Ort:

Ø Temperatur:

Ø jährlicher Niederschlag:

Bodentyp:

2009

Rümlang (ZH)

9.7 °C

1000 mm

Sandiger Lehm (24% Ton, 34% Schluff, 42% Sand)

11 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

EU-Projekt OSCAR - MEE

Verfahren Fruchtfolge

Kontrolle Weizen - Mais

Lebend Mulch Weizen Erdklee Mais

Zwischenfrucht 1 Weizen Winterwicke Mais

Zwischenfrucht 2 Weizen Ölrettich Mais

3 Bodenbearbeitungsverfahren: 1. Pflug + Nachauflauf Herbizide 2. No-till + Glyphosat + Nachauflauf Herbizide 3. Weco-dyn ohne Herbizide

Versuch unter konventionellem Anbau mit 2 Düngungsstufen

12 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Reduzierte Bodenbearbeitung mit der Weco-dyn

Ziel: In max. 3 Durchfahrten die Pflanzenwurzel möglichst flach abzuschneiden und dabei die Bodenstruktur so wenig wie möglich zu stören. Die Verrottungsprozesse in den gutdurchlüfteten ersten Zentimetern ablaufen lassen.

13 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Erträge - FAST

Konventionell: • Gleiche Erträge zwischen Pflug und Direktsaat für Weizen (1. und 4. Jahr) • Ertragseinbussen für Sommerkulturen (Mais 2. Jahr und Ackerbohnen 3. Jahr)

BIO • Tiefere Erträge in allen Kulturen mit reduzierte Bodenbearbeitung

Zwischenfrüchte:

• Generell positiver Einfluss auf die Erträge • Je extensiver das System, desto grössere Wirkung • Leguminose hatten den grössten positiven Effekt

Ergebnisse werden demnächst publiziert!

14 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Erträge - OSCAR

• Zwischenfrüchte liefern Stickstoff für den Mais

Mit Winterwicke ist der Silomaisertrag kaum unterschiedlich (mit voller und halber Düngung)

Generell positiver Einfluss auf den Ertrag (in alle

Bodenbearbeitungsverfahren)

• Verzicht auf Herbizide hat zu Ertragseinbussen geführt (Unkraut). Nach Winterwicke waren aber die Erträge vergleichbar mit den Pflug.

Halber Düngung (45N)

Voller Düngung (90N)

Voller Düngung (90N)

Halber Düngung (45N)

Kontrolle Winterwicke

15 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Unkraut - Entwicklung

Ackerbohnen 2012: BIO MS

Ackerbohnen 2012: ÖLN DS

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5

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30

35

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45

50

EC25 EC80 EC18 EC65 EC25 EC80

Weizen Mais Abohnen Weizen

Un

kra

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od

en

be

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%

BIO Pflug

BIO kein Pflug

CONV Pflug

CONV kein Pflug• Unterschiede in der

Zusammensetzung der Unkrautpopulation

Systeme ohne Pflug dominiert durch:

Gräser (Raygras, Rispengräser)

Starke Zunahme im BIO

Mehrjährige (Quecke, Löwenzahn, Schachtelhalm, Ackerwinde)

Pflug Systeme dominiert durch:

Knöterich, Gänsefuss, Ehrenpreis, Hirse, Mohn

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Unkraut - Zwischenfrüchte

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April BBCH 15 Ernte

ZF Mais

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Bo

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] KontrolleÖlrettichErdkleeWinterwicke

Pflug

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30

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April BBCH 15 Ernte

ZF Mais

Un

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Bo

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] KontrolleÖlrettichErdkleeWinterwicke

No-till

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April BBCH 15 Ernte

ZF Mais

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] KontrolleÖlrettichErdkleeWinterwicke

Weco-dyn • Zwischenfrüchte reduzieren Unkrautdruck/-entwicklung bis zum Frühjahr

• Unkräuter profitieren auch vom zusätzlichen Stickstoff aus Leguminosen-ZF Herausforderung für die Kontrolle!

• Kleinere Förderung des Unkrauts nach der reduzierten Bodenbearbeitung im Vergleich zum Pflug

• Aber Kontrolle von Problemunkräutern, wenn vorhanden, schwierig

17 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

MEE – 19.6.2014 - Effekt Leguminosen ZF

Winterwicke Kontrolle

Pflug

Weco-dyn

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Bodenleben Regenwürmer Pilzen

• Negativer Einfluss des Pfluges auf Makroorganismen und Pilze im Boden

• Mehr Stabilität in Bodenkonservierende Systeme

• Pflug fördert eine Bakterien dominierte Bodengemeinschaft

Ergebnisse werden demnächst publiziert!

19 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Bodenleben

Kontrolle Gelbsenf SoWicke UFA-Alpha Kontrolle Gelbsenf SoWicke UFA-Alpha

A

Mykorrhiza-Pilze (AMF)

• Leguminosen fördern nützliche Bodenpilze.

• Kreuzblütler gehen keine Symbiose mit AMF ein und hemmen sogar

diese nützlichen Bodenpilze.

• Einige Unkräuter sind ebenfalls durch AMF kolonisiert.

20 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Leistungen des Bodenlebens

Reduziertes Bodenleben

Reiches Bodenleben

-300

-100

100

300

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900

ENR RED -10

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ENR REDP

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***

* *

(Bender F. and van der Heijden MGA, Journal of Applied Ecology 2014)

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Zwischenfrüchte – Qual der Wahl

22 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Zwischenfruchtanbau

Erfolg der Zwischenfrucht entscheidend Wachstumsdynamik ist ein wichtiger Parameter (z.B. für das Unkrautregulierungspotential)

23 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Zwischenfruchtanbau

Variabilität vs. Stabilität

24 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Zwischenfruchtanbau

Viele Funktionen Ziele definieren

Variabilität in Raum und Zeit Angepasste Rezepte

Mischen bietet viele Vorteile

Negative Effekte mindern

Synergien nutzen

Mehrere Ziele verfolgen

Stabilität erhöhen

25 Konservierende Bodenbearbeitung und Nutzung von Zwischenfrüchten – Entwicklungen in der Schweiz | Zwischenfrüchte als Baustein des konservierenden Ackerbaus und des EU-Greenings Raphaël Wittwer et al.

Zusammenfassung

Erträge: Konventionell: kaum Unterschied / ! Sommerfrüchte

Bio: noch grosse Unterschiede Unkraut, Nährstoff-Verfügbarkeit

Unkraut: Unter Kontrolle mit Herbiziden Reduktion

Ohne Pflug und Herbizide heikel Gräser, mehrjährige Unkräuter

Boden: Konservierende Bodenbearbeitung sowie ZF haben positive Einflüsse

Langzeit Wirkungen noch kaum bekannt

Zwischenfrucht: Je extensiver das System, desto grössere Wirkung

Viel potential aber viel Variabilität - kein allgemein Rezept

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Perspektiven / Herausforderungen Permanente Bodenbedeckung

Unerwünschte Pflanzen durch gewählte Arten ersetzen (Zwischenfrüchte, Lebend Mulch)

Angepasste Fruchtfolgen

Mischbetriebe ??

Organische Düngung, Umbruch von Kunstwiesen ohne Herbizide

Optimierung der Nutzung von Zwischenfrüchten

Mischungen, Nährstoff (N) Management

Neue Entwicklungen im Bereich der Unkrautregulierung

Abhängigkeit von Herbiziden

Verbesserung des Bodenlebens in Bodenkonservierenden Systemen mehr Stabilität (z.B. gegen Klimawandel)? Funktionen?

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Dank

Gruppe Pflanzen-Boden Interaktionen

Gruppenleiter: Marcel van der Heijden

Zusammenarbeit und Mitarbeit:

Urs Zihlmann, Jan-Hendrik Dudenhöffer, Fabienne Bauer, Grégoire Tombez, Patrik Mouron, Markus Lips, Hansruedi Oberholzer, Susanne Vogelgsang, Jakob Heusser, Feldgruppe, Zivi’s OSCAR Projekt

All participant

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Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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