Futterbau : Extensiver Wiesenbau. Prof. Nina Buchmann, Institut für Agrarwissenschaften

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1 Futterbau : Extensiver Wiesenbau Prof. Nina Buchmann, Institut für Agrarwissenschaften

2 Futterbau DS8 Ertrag extensiver, artenreicher Wiesen (TS, Futterqualität) Biodiversität und ÖS-Leistungen, BD als Produktionsfaktor? Förderung der BD in LW (CH, D): DZV, ÖQV, öaf Qualitätsbewertung von öaf BLW Agrarbericht 2015: online (seit )

3 Abgestufter Wiesenbau in der Schweiz Ziel: agrarökonomische (viel und gutes Futter), ökologische (hohe Vielfalt, optimale Ressourcennutzung) und soziale (schönes Landschaftsbild) Aspekte vereinen (AGFF 1998) Aus: DS1

4 Artenvielfalt und Futterqualität Futterqualität steigt mit dem Intensivierungsgrad der Wiesen- bzw. Weide-Nutzung. Ende Mai, mittelfrüh Anf. Juni, mittelspät Ende Mai, mittel - mf Ende Juni, sehr spät Ende Mai, mittel mf Ende Juni, sehr spät (AGFF 1998)

5 Artenanzahl, Artenvielfalt, Biodiversität Genetische Vielfalt Vielfalt von Arten Vielfalt von Ökosystemen Vielfalt von Landschaften

6 T Warum wird Biodiversität diskutiert?

7 Genetische Vielfalt: Beispiel Mattenklee Mattenklee-Hofsorten in CH Trifolium pratense Seit 18. Jhd. in CH (aus Flandern) Viele lokale Rotklee-Herkünfte durch hofeigene Ernte und Wiederaussaat Angepasst an die jeweiligen Standorte, ausdauernd Aber: drohender Verlust (Kölliker et al. 2003)

8 Artenvielfalt und Ökosystemleistungen Ökosystemleistungen = f(bd)? ES = benefits people obtain from ecosystems. These include provisioning services, regulating services, cultural services and supporting services (Daily 1997; Millenium Ecosystem Assessment Ertrag, 2005) Stabilität des Ertrags Erhalt der Bodenfruchtbarkeit, Düngung Effiziente Ressourcennutzung, geringer Nitrat-Austrag Unkrautbekämpfung, Schutz vor Invasion Um den Menschen zentriertes Konzept: es gibt eine Nachfrage für ES x (MA 2005, S. VI)

9 vgl: DS9,10 Artenreichtum und Produktivität Reinkultur Reinkultur Mischung besser als mittlere Reinkultur (Overyielding) Mischung besser als beste Reinkultur (transgressives Overyielding)

10 Zwei komplementäre Experimente The Jena Experiment - Arten wenig intensiver Glatthafer-Wiesen - grosser BD-Gradient: 1- bis 60-Arten-Mischungen, jedoch gleiche Artanteile in der Ansaat - detaillierte Untersuchungen einer Vielzahl ökologischer Prozesse auf unterschiedlichen trophischen Ebenen - Zusätzlich: Bewirtschaftung variiert, 480 Parzellen COST 852 Experiment - Arten sehr intensiver Wiesen - 4 Arten, jedoch Artanteile stark variiert - 33 Standorte mit grossem Klimagradienten - Zusätzlich: Bewirtschaftung variiert, 1380 Parzellen

11 The Jena Experiment Zwei Teilexperimente - zufällig ausgewählte Art-Kombinationen, 1-4 funktionelle Gruppen, 90 Plots à 400 m 2, 390 Plots à 12 m 2 - Mischungen nur aus 9 dominanten Arten (Alopecurus pratensis, Arrhenatherum elatius, Dactylis glomerata, Phleum pratense, Poa trivialis, Anthriscus sylvestris, Geranium pratense, Trifolium pratense, T. repens)zweischürig, keine Düngung Zusätzliches Bewirtschaftungs-Experiment extensive, mittelintensive, intensive Nutzung: Mahd: 1x, 2x, 4x; Düngung: 0, 100, 200 kg N ha -1 J -1 Kontinuierliches Jäten zum Erhalt des Diversitätsgradienten Läuft seit 2002

12 COST Action 852 (beendet) Einteilung in 4 Klimazonen - Nord-Europa - Mittel-Europa - Mediterran-Gebiet, feucht - Mediterran-Gebiet, trocken immer 4 funktionelle Gruppen Arten je nach Klimazone Bsp. für Mittel-Europa: - Gras schnell: L. perenne - Gras langsam: D. glomerata - Klee schnell: T. pratense - Klee langsam: T. repens Nicht gejätet

13 Biodiversität und Ertrag Anteil Mischungen mit Overyielding Anteil Mischungen mit transgressivem Overyielding Overyielding (Ertragsteigerung) Zufällige Artauswahl Dominante Arten 72,9 % 85,6 % 23,4 % 67,6 % 46,7 % 82,6 % Mischungen besser als beste Reinkultur (trangressive OY) (Ertrag 47% bzw. 83% besser als mittlere Reinkultur OY) (Roscher et al. 2005)

14 Biodiversität und Ertrag 14 P < 0.01 P < 0.01 NS P < Average Yield (t ha-1) ME NE MM DM 8 Offene Symbole = Reinkultur, gefüllte Symbole = Mischung Mischungen besser als beste Reinkultur (ausser MM) (Ertrag 47% besser als mittlere Reinkultur) (Kirwan et al. 2007)

15 Biodiversität und Stabilität des Ertrags 14 P < 0.01 P < 0.01 P < DM Yield (t ha -1 yr -1 ) Monokulturen Mischungen Yr 1 Yr 2 Yr (Marquard et al. 2009) (Helgadottir et al. 2008) Positiver Einfluss von BD auf Ertrag zeitlich stabil

16 Einfluss von Leguminosen Mit Leguminosen Ohne Leguminosen 2000 Ertrag (g/m²) Ertrag (g TM m -2 J -1 ) Artenzahl (Roscher et al. 2008) Leguminosenanteil Positiver Einfluss von BD auf Ertrag unabhängig vom Leguminosenanteil; Bester Ertrag: ausgeglichene Mischungen, 40-60% Leguminosen (Lüscher et al. 2008)

17 BD und Ressourcennutzung Biodepth, EU Nitrataustrag [kg NO 3 - -N ha -1 a -1 ] Leguminosen + Leguminosen freier Boden Referenz Plots Mittel Artenzahl (log) Niedrig-diverse Kleemischungen mit [NO 3- ] = 350 mg/l (EU- Grenzwert: 50 mg/l) Anzahl funktioneller Gruppen Nitrataustrag nimmt mit zunehmender Diversität ab. (Scherer-Lorenzen et al. 2003)

18 Nitrataustrag und Landnutzung: CH (EU-Grenzwert: 50 mg/l) (Agrarbericht 2012, S. 102)

19 Biodiversität und Unkraut Number invader species (b) Biomass invader species (g m -2 ) (b) Sown ( ) species number (log-scale) Sown species number (log-scale) Mischungen haben weniger ungesäte Arten als Reinkulturen (Roscher et al. 2009)

20 Biodiversität und Unkraut Yield (t DM ha -1 yr -1 ) Mono Mix Mono Mix Unsown Sown Mix Mono 2 0 Lp Dg Tp Tr Centroid Lp Dg Tp Tr Centroid Lp Dg Tp Tr Yr 1 Yr 2 Yr 3 Centroid Year 1 Year 2 Year 3 Mischungen haben weniger ungesäte Arten als Reinkulturen (Lüscher et al. 2008) vgl: DS7, 8

21 Biodiversität & Bewirtschaftung M1 F0 M2 F0 M2 F100 M4 F100 M4 F200 Ertrag (g/m 2 ) R Artenzahl (log) Diversitätseffekt ( ) Bewirtschaftungseffekt ( ) (Weigelt et al. 2009)

22 Produktionsfaktor Artenvielfalt?! neben Boden, Arbeitskräften, Landmaschinen, Kapital,. Futterwert Ertrag (AGFF 1998)

23 BD in der Schweiz (Stand 2014) 5. Bericht zum Zustand der Biodiversität in der Schweiz

24 Auswirkungen der LW auf BD in CH mit SALCA-Biodiversität (Jeanneret et al. 2008) neg. pos. (Agrarbericht 2013, S. 94)

25 Förderung von Artenvielfalt in der CH I. Bis Mitte 19. Jahrhundert: weite Verbreitung der artenreichen Wiesen Danach: Intensivierung der LW, Rückgang dieser Wiesentypen, Verdrängung bis Verlust ihrer charakteristischen Arten (Rote Liste) 1992: Weltgipfel in Rio de Janeiro, Konvention zur biologischen Vielfalt (CBD, Convention for Biological Diversity) 1993: Direktzahlungsverordnung in der Schweiz (DZV): ökologische Ausgleichsflächen. Idee, dass durch angepasste Bewirtschaftungsweise selten gewordene Arten und Strukturen erhalten bleiben oder neu etabliert werden können. Seit 1998: öaf = Muss 2001: Öko-Qualitätsverordnung in der Schweiz (ÖQV). Neben anderen Zielen (Tierhaltung, Düngerbilanz, ): Schaffung von Anreizen zur Förderung einer regionaltypischen Vielfalt, Abgelten der vorhandenen biologischen Vielfalt und Vernetzungsfunktion von öaf, Honorieren von Leistungen (Dreier und Herzog 2001, Agrarbericht 2005)

26 Förderung von Artenvielfalt in der CH II. Direktzahlungen (DZ) = Allgemeine DZ + ökologische DZ Allgemeine DZ = Flächenbeiträge, Rauhfutterbeiträge, Hangbeiträge, Beiträge für Tierhaltung unter erschwerenden Produktionsbedingungen Ökologische DZ = Ökobeiträge, Etho-, Gewässerschutz- und Sömmerungsbeiträge Ökobeiträge = Beiträge für ökologischen Ausgleich, Öko-Qualität, extensive Produktion von Getreide und Raps (Extenso-Produktion), biologischen Landbau. Ethobeiträge = Tierhaltung in besonders tierfreundlichen Stallhaltungssystemen (BTS), regelmässiger Auslauf der Nutztiere im Freien (RAUS) Gewässerschutzbeiträge = Reduktion von Nitrat- und Phosphorbelastungen in Gewässern Sömmerungsbeiträge = nachhaltige und umweltschonende Bewirtschaftung der Sömmerungsflächen Voraussetzung für alle Direktzahlungen (ohne Sömmerungsbeiträge) ist die Erfüllung des Ökologischen Leistungsnachweises (ÖLN). Im Dez. 2014: Ökobeiträge umgestellt auf Biodiversitätsförderflächen BFF (Agrarbericht 2014, S. 154ff)

27 Ökologischer Leistungsnachweis ÖLN Anforderungen: ausgeglichene Düngerbilanz, angemessener Anteil ökologischer Ausgleichsflächen, geregelte Fruchtfolge, geeigneter Boden-schutz, gezielte Anwendung von Pflanzenschutzmitteln, tiergerechte Haltung landwirtschaftlicher Nutztiere. Voraussetzungen für die Anrechnung ökologischer Ausgleichsflächen (ÖAF) Mindestflächen: mindestens 3.5 % der Spezialkulturen-Fläche ausmachen und mindestens 7 % der übrigen LN des Betriebes,. Maximaldistanz vom Betrieb: maximal 15 km Existenz von Plänen und Karten Wiesenstreifen, Pufferstreifen Düngungsrichtlinien (keine Düngung) Bewirtschaftungsrichtlinien (später Schnitt).

28 Anteil ökol. Ausgleichsflächen an LN (Agrarbericht 2014, S. 175)

29 Beiträge für die LW Heute gegenüber Agrarpolitik (Agrarbericht 2013, S. 195)

30 Beiträge in AP : Neue Ziele (Agrarbericht 2013, S. 193)

31 Seit 2014: Biodiversitätsförderflächen BBF = bisherige Beiträge ökologischen Ausgleich, biologische Qualität Vernetzung (AP ) = frühere DZV = frühere ÖQV neu neu (Agrarbericht 2015)

32 (Kum.) Beiträge für extensive Wiesen (Agrarbericht 2015)

33 Direktzahlungen 2014 (Agrarbericht 2015)

34 Förderung der Biodiversität in der LW Genetische Diversität Nicht berücksichtigt öaf: Qualität der Flächen Vielfalt von Arten öaf: verschiedene Elemente BFF: Vernetzungsprojekte Vielfalt von Ökosystemen BFF: Vernetzungsprojekte Vielfalt von Landschaften

35 Förderung D vs. CH (Oppermann und Gujer 2003, S. 179)

36 Qualität der ökolog. Ausgleichsflächen? (Hofer et al. 2001, Dreier et al. 2002) Untersuchung im Schweizer Mittelland im Jahr 2000 zur Überprüfung der Ziele der Ökomaßnahmen: Förderung der natürlichen Artenvielfalt, Verhinderung, dass Arten aussterben, Förderung gefährdeter Arten

37 Qualität der ökolog. Ausgleichsflächen Mittelland Maximal 25 % sind als botanisch wertvoll einzuschätzen. Es besteht erhebliches Extensivierungspotenzial (ca. 30 %). (Dreier et al. 2002)

38 Qualität der ökolog. Ausgleichsflächen Berggebiet Wiesen im Berggebiet wertvoller als im Mittelland, aber auch hier: erhebliches Extensivierungspotenzial, um die Vorgaben der ÖQV zu erreichen (Dietschi et al. 2005)

39 Strategie Biodiversität Schweiz (SBS) 2012

40 Strategie Biodiversität Schweiz 2012 BAFU plus alle Bundesämter: Aktionsplan erstellen BR: Verabschiedung des Aktionsplans im Sommer 2015 (geplant; im Moment: in Vernehmlassung mit Kantonen seit Feb (Agrarbericht 2013, S. 91)

41 Aktionsplan zur SBS 2012 Reduktion auf? 5 Massnahmen mit Fokus auf direkter Förderung von BD & Ökosystemleistungen: - Biodiversitätsförderung in Ackerbaugebieten verstärken, - Biodiversität als integraler Bestandteil neuer/weiterentwickelter Produkt.systeme, - Biodiversität in der landwirtschaftlichen Bildung und Beratung stärken, - Synergien zwischen Landwirtschaft, Wald und Gewässern nutzen, - Qualitative Aufwertung von Biodiversitätsförderflächen (