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Bodenverbessernde Anbausysteme: Innovationszentren für bodenverbessernde Anbausysteme
Bodenverbessernde Anbausysteme basieren auf konservierenden oder ökologischen Anbauprinzipien. Sie zielen darauf ab, die Bodenfunktionen zu erhalten oder zu verbessern. Auf Ebene der Anbausysteme und der Betriebe wurden für Ernteerträge und Bodenqualität in drei verschiedenen Systemen (konventioneller und biologischer Anbau, Direktsaat) Indikatoren entwickelt. Ausserdem konnten Pionierbetriebe für den Einsatz dieser Anbausysteme gewonnen werden.
Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)
Durch den Aufbau eines Netzwerks aus Pionierbetrieben, d. h. die Bildung von Innovationszentren, lässt sich besser erkennen, wie und inwieweit bodenverbessernde Massnahmen tatsächlich zum Schutz der Böden beitragen und wie sich diese Massnahmen auf andere Landwirtschaftsbetriebe übertragen lassen. Das Projekt hat die Auswirkungen dieser Massnahmen auf unterschiedliche Bodenqualitätsparameter und die Anbauergebnisse in einem multidisziplinären Ansatz unter Einbezug verschiedener Akteure beurteilt.
Ziel
Das Hauptziel ist die Entwicklung von spezifischen Instrumente zur Beurteilung von bodenverbessernden Anbausystemen sowie Strategien für deren umfassendere Anwendung in der Schweizer Landwirtschaft. Es wurden 60 Ackerflächen verglichen. Dabei wurde untersucht, ob die bodenverbessernden Anbausysteme sich ohne negative Wirkungen auf die Erträge und das Einkommen pro Hektar zur Verbesserung der Bodenfunktionen, der Biodiversität und der Kohlenstoffspeicherung im Boden nutzen lassen.
Resultate
In einem ersten Ansatz konnten die verschiedenen Anbausysteme (konventionell, biologisch, Direktsaat) nach Indikatoren unterschieden werden, die auf protokollierten Landwirtschaftspraktiken (Maschinen-, Düngemittel-, Pestizideinsatz) basieren und auf Feldmessungen wie etwa Ertrag, Stabilität der Bodenaggregate, Bodendichte, Verteilung von Nährstoffen und organischer Bodensubstanz, verfügbarem Phosphor, Bodenorganismen. Innerhalb der einzelnen Systeme zeigten sich allerdings grosse Schwankungen. Keines der Systeme war eindeutig anhand der Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz zu erkennen. Allerdings zeichneten sich die nicht gepflügten und die biologisch bewirtschafteten Böden generell durch eine höhere strukturelle Stabilität und bessere Voraussetzungen für Bodenorganismen aus. Sie lieferten jedoch weniger Erträge als konventionell bewirtschaftete Böden, sodass ein Kompromiss zwischen intensiver Bewirtschaftung und Bodenschutz gefunden werden muss. Die weitere Auswertung der Erkenntnisse wird sich über die drei Anbausysteme hinaus auf die Eigenschaften und Prozesse des Systems «Boden–Pflanze» richten.
Zudem ermöglichen die Resultate die Entwicklung von Indikatoren für die Evaluierung des Zustands der Böden. Die Innovationszentren dienen als Austauschplattformen für die praktische Umsetzung der bodenverbessernden Anbausysteme. Die exakte Referenzierung der untersuchten Felder und die Archivierung von Bodenproben werden zu einer langfristigen Etablierung der Innovationscluster beitragen.
Bedeutung für die Forschung
Durch die erhobenen Daten haben wir ein umfassenderes Bild vom aktuellen Stand der Anbausysteme erhalten. Es wurden neue Erkenntnisse zu mehreren wichtigen Themen gewonnen, darunter die physikalische Schichtung des Bodenprofils und die Verteilung der Nährstoffe im Boden, die Anteile organischer Bodensubstanz und die Stabilität der Bodenaggregate, den Einfluss der bodenverbessernden Anbausysteme auf die Kulturen und das Wurzelwachstum sowie auf den Umfang der mikrobiellen Biomasse und der Bodenpilze (Mykorrhiza). Es wurden speziell für diese Anbausysteme entwickelte Indikatoren zusammengetragen, die bei der Beurteilung bestehender Anbaumethoden, der Einschätzung der Bodenqualität und der Weitergabe der Erkenntnisse an die Landwirte helfen können. Dank der multidisziplinären Zusammensetzung des Forschungsteams war es möglich, die Agrarökosysteme umfassender zu untersuchen und darüber hinaus auch mithilfe relevanter und einheitlicher Kriterien ein vertieftes Verständnis der Funktionsweise komplexer Anbausysteme zu gewinnen.
Bedeutung für die Praxis
Da die Studie auf vielen Betrieben basiert, können die Ergebnisse verallgemeinert werden, um Empfehlungen über die drei untersuchten Produktionssysteme hinaus zu geben. Die Ergebnisse bestätigen die Empfehlungen für eine angemessene Bodenbewirtschaftung:
- Durch die Wahl spezifischer Landwirtschaftspraktikgen (Maschinenverkehr, Düngemittel, Pestizide) können die Landwirte die Bodenparameter effektiv beeinflussen.
- In Bezug auf Anbaumethoden zur Veränderung der Kohlenstoffvorräte im Boden kann keine einfache Empfehlung verallgemeinert werden. Die Reduzierung der Bodenbearbeitungsintensität und das Management des Humushaushaltes führen jedoch zu einer höheren Konzentration an organischer Substanz in der ersten Bodenschicht und damit zu einer verbesserten Stabilität und einer Stimulation der Bodenmikroorganismen.
- Die Reduzierung des Einsatzes von Pestiziden und Düngemitteln führt zu einer höheren biologischen Aktivität des Bodens und zur Wurzelbesiedlung durch Mykorrhiza. Die beobachteten intensiven Anbausysteme (Düngemittel, Pflanzenschutz, Bodenbearbeitung) erhöhen jedoch das Ertragsniveau. Die Balance zwischen Anbauintensität und Bodenschutz bleibt ein anspruchsvolles Ziel. Eine standortangepasste Landwirtschaft müsste in Betracht gezogen werden.
Die Ergebnisse dieses Projekts helfen auch, eine Reihe von Indikatoren zu entwickeln, die es ermöglichen, den Zustand des Bodens. Ein Teil dieser Indikatoren steht für die Entwicklung spezifischer Radarsysteme als Entscheidungshilfe oder Überwachungsinstrument zur Verfügung.
Die Innovationszentren dienten als Austauschplattform für die Implementierung innovativer bodenverbessernder Anbausysteme. Eine genaue Referenzierung von Feldern und die Archivierung von Bodenproben wird helfen, sie weiterzuentwickeln.
Originaltitel
Innovation hubs for the evaluation and adoption of soil-improving cropping systems