Moderner Ackerbau unter Wasserschutzbedingungen

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1 Alternativen zu Glyphosat, auch bei pflugloser Bodenberabeitung Moderner Ackerbau unter Wasserschutzbedingungen 07. Dezember 2016, in Esch-Sauer bei SEBES (Luxembourg) Andreas CHERVET, Peter HOFER, Peter TRACHSEL & Wolfgang G. STURNY

2 Inhalt 1. Bodennutzung Probleme und Lösungen 2. Dauerbeobachtungsfläche Oberacker 3. Ressourceneffizienzbeiträge REB Schonende Bodenbearbeitung Möglichkeiten 4. Schlussfolgerungen und Ausblick

3 1. Bodennutzung Probleme und Lösungen

4 ökologische ökonomische agronomische Probleme Boden (Bedrohungen) Wasser Luft Betriebseinkommen Input/Output (Wettbewerbsfähigkeit) Umweltkosten Bodenfruchtbarkeit Bodenverdichtungen Bodentragfähigkeit

5 Cumulative CO 2 Flux ( g CO 2 m -2 ) Kanton Bern Tillage-induced Carbon Dioxide Loss CO 2 CO 2 Long Term Study: July 14 - October 9, 1998 Cumulative loss after 87 days NT MP (REIKOSKY, 2001)

6 (MÜLLER, 2009)

7 Witzwil / BE ~ (nach TRACHSEL, 2007) markante Abnahme des organischen Kohlenstoffs infolge (zu) intensiver Bodenbearbeitung

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10 Intensive Bearbeitung verursacht odenerosion: CH = t/jahr (PRASUHN, 2009)

11 Kanton Bern 11 Erosionsrisikokarte (nach Volker Prasuhn / Bodenschutz Agroscope Fachstelle Reckenholz)

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14 (LAFOND)

15 (Photo: C. STURNY, 1981)

16 (ZUMBACH, ~1980)

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18 (KRAMER, ~1980)

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20 Steyr CVT mit 16 m 3 Güllefass und RDS-Anlage Vredestein Traxion+ 600/65R kg 1.00 bar Vredestein Traxion+ 710/70R kg 1.20 bar 2 x Michelin CargoXbib 750/60R x 5500 kg 2.00 bar 0.80 bar

21 Bollingdruck (bar) Steyr CVT mit 16 m 3 Güllefass und RDS-Anlage Strassendruck (2.0 bar) kg; 1.0 bar 4200 kg; 1.2 bar 5500 kg; 2.0 bar 5500 kg; 2.0 bar 20 cm 40 cm 1 bar = Faustwert für zulässigen Druck im Oberboden 0.5 bar = Faustwert für zulässigen Druck im Unterboden

22 Bollingdruck (bar) Steyr CVT mit 16 m 3 Güllefass und RDS-Anlage Felddruck (0.8 bar) kg; 1.0 bar 4200 kg; 1.2 bar 5500 kg; 0.8 bar 5500 kg; 0.8 bar 20 cm 40 cm 1 bar = Faustwert für zulässigen Druck im Oberboden 0.5 bar = Faustwert für zulässigen Druck im Unterboden

23 Internetadressen terranimo.ch bodenverdichtung.ch tassementdusol.ch compactiondusol.ch soilcompaction.ch

24 (WYSS, 2008)

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26 Humusgehalt [Gew. %] Kanton Bern Kantonale Bodenbeobachtung KABO Hum usgehalt Oberboden Naturw iese Unterboden Ackerfläche

27 KABO Schlussfolgerungen Damit die Bodenfruchtbarkeit auf lange Sicht erhalten bleibt, gelten folgende Anforderungen an ein Ressourcen schonendes Bodennutzungssystem: Die Bodenbewegung ist auf ein Minimum zu reduzieren. Der Boden muss möglichst permanent mit Pflanzen oder Pflanzenresten bedeckt sein. Auf den Boden sollte eine möglichst geringe Druckbelastung einwirken (wenige Überfahrten, geringes Einsatzgewicht, niedriger Kontaktflächendruck).

28 Umstellungsphase

29 Direktsaat Pflug

30 2. Dauerbeobachtungsfläche Oberacker

31 Dauerbeobachtungsfläche Oberacker : Direktsaat und Pflug im Systemvergleich ab 1994 (Photo: R.A. STURNY, 2004)

32 Versuchsplan und Fruchtfolge

33 DON [ppm]] DON [ppm]] DON [ppm]] 1 DON-Gehalt im Winterweizen-Korn Vorfrucht: Zuckerrüben & Ölrettich-Gründüngung Direktsaat Pflug 1 DON-Gehalt im Wintergerste-Korn Vorfrucht: Silomais DON-Gehalt im Winterroggen-Korn Vorfrucht: Eiweisserbsen & Ölrettich-Gründüngung Maisstoppeln zerkleinert Direktsaat Pflug Direktsaat Pflug

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40 Alexandrinerklee Kanton Bern (13.1%), Phacelia (5.4%), Guizotia Niger (14.4%), Sareptasenf (3.5%), Sonnenblumen (14.6%), Platterbsen (17.9%), Sommerlein (8.7%), Daikon Rettich (5.8%), Sommerwicken (11.5%) Sandhafer (23.0%) Saatmenge: 70 kg/ha

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43 3. REB Schonende Bodenbearbeitung Möglichkeiten

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45 Definition von Direkt-, Streifen- und Mulchsaat Die Einteilung von Direkt-, Streifen- und Mulchsaat (Art. 79 DZV) erfolgt aufgrund des Anteils der bewegten bzw. bearbeiteten Fläche an der Gesamtfläche. Direktsaat F bewegt 25 % Streifensaat F bearbeitet 50 % Mulchsaat F bearbeitet > 50 % Berechnungsformel: x = Säscharbreite gemäss Skizze n = Anzahl Säschare F bewegt = bewegte oder bearbeitete Bodenoberfläche Berechnungsbeispiel: John Deere 750A (Einscheiben-Säschar) Säscharbreite an der Bodenoberfläche = 2.50 cm 18 Säschare Arbeitsbreite der Sämaschine = 300 cm

46 46 (modif. nach HUNGER, 2012)

47 Umweltwirkung der Bodenbearbeitung Überfahrten Dieselverbrauch Bearbeitungsintensität Bodenbedeckung Bearbeitungstiefe Unkrautregulierung Direktsaat (0-8 cm) Strip Till (8-20 cm) Streifenfrässaat (8-20 cm) Grubber, Scheibenegge ( 10 cm) Stoppelhobel, Schälpflug ( 10 cm) zapfwellengetriebene Bestellkombinationen ( 10 cm) Grubber, Scheibenegge ( 20 cm) On-Land-Pflug ( 20 cm) wendend mischend Bodenverdichtung Schadstoffeintrag Boden- & Gewässerschutz Nitratauswaschung Bodenerosion Luftreinhaltung CO 2 -Ausstoss (STUTZ, 2012)

48 Glyphosat resistent: Lolium rigidum (Victoria/Australien)

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50 Im Direktsaatsystem können glyphosatfreie Herbizidstrategien umgesetzt werden, wenn unmittelbar nach der Ernte unkrautfrei geführter, spät geernteter Hauptkulturen (z.b. Mais, Zuckerrüben oder Kartoffeln) eine Wintergetreidesaat folgt oder

51 Reduzierung der Anwendungshäufigkeit von Glyphosat: Wenn unmittelbar nach der Ernte unkrautfrei geführter Mais-, Kartoffel- oder Zuckerrübenschlägen ein Wintergetreide gesät wird Unmittelbar nach der Ernte von unkrautfrei geführten Getreidebeständen unmittelbar nach der Ernte von unkrautfrei geführten Getreidebeständen (insbesondere ohne Quecken, Winden, Disteln) die Saat einer konkurrenzstarken, abfrierenden Gründüngung folgt,... (RITCHIE, 2002)

52 in welche im Herbst bei Vollblüte ein Wintergetreide gesät wird oder Getreide-Einzelkornsaat

53 Kanton Bern

54 im Frühjahr nach Winterfrost die Saat einer frühen Kultur wie Zuckerrüben erfolgt. Die Suche nach dem optimalen Gründüngungsgemenge geht weiter Schnecken und Durchwuchs

55 Nach unkrautfrei geführten Getreidebeständen können im Folgejahr späte Frühjahrskulturen wie Mais in konkurrenzstarke, winterharte Gründüngungen (in Vollblüte) gesät werden. (ALBISSER, 2012) Bei grösseren Reihenabständen lohnt es sich, den Gründüngungsbestand mit einer (Messer-)Walze "flach zu legen".

56 (COURTOIS, 2010) Mischkulturen: Kanton Bern z. B. Raps & Buchweizen

57 Sternhackgerät in Direkt- Saat-Raps nach Weizen

58 Im Kunstfutterbau sind zur Reduktion des Glyphosateinsatzes langjährige Kunstwiesen bzw. nicht winterharte Herbstfuttermischungen den zweijährigen Mischungen vorzuziehen.

59 4. Schlussfolgerungen und Ausblick

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61 Ökobilanz (z. B. Bedarf an nicht erneuerbaren Energieressourcen) 1 cm an Arbeitstiefe = 150 t/ha Boden bewegen 1 cm an Arbeitstiefe = ca. 1 l/ha Diesel Zeit Energie Material Kosten

62 Fünflibertest

63 Arbeitszeit (min/ha) Diesel (l/ha) Pflug Direktsaat Differenz Quelle: Demonstration Fregiécourt, 2007

64 Direktsaat (OEHL, 2010) Pflug (OEHL, 2010)

65 Extreme Raddrücke vermeiden 6 Bedingungen für ein erfolgreiches Direktsaatsystem (modif. nach NÄSER, 2010) Ständige Durchwurzelung des Bodens Keine Reinkulturen anbauen mit Untersaaten, Mischkulturen und Gemengen arbeiten Starke Reduktion des Pflanzenschutzmittel-Einsatzes, Glyphosat vermeiden Nährstoffbalancen anstreben Stickstoff unter die Bodenoberfläche applizieren

66 Wie können die Umweltwirkungen verbessert werden? Bei der Herstellung von Stickstoff- Mineraldünger beträgt der Anteil der dazu benötigten Energie bis zu 90% der Gesamtkosten Ziel ist das Erhöhen des Anteils an N-fixierenden Leguminosen in der Fruchtfolge sowie in Gründüngungen Zur Herstellung von N-Düngern benötigt das Haber-Bosch-Verfahren eine Temperatur von 550 C und einen Druck bis 350 bar.

67 ULTAN Kanton (Controlled Bern Uptake Long Term Ammonia Nutrition)

68 Einzelkornsaat von Getreide

69 A U S B L I C K Treten die prognostizierten Klimaveränderungen wirklich ein, kommt es zu einer Umverteilung der Jahresniederschläge und zu einer Intensivierung einzelner Niederschlagsereignisse: bei einer ungefähr gleich hohen Gesamtniederschlagsmenge wird in Zukunft im Winterhalbjahr mehr Regen fallen, während es im Sommer öfters zu ausgeprägten Trockenphasen kommen kann. Das höhere Infiltrations- und Speichervermögen sowie die kontinuierliche Wassernachlieferung im unbearbeiteten Boden nutzt die Wasserressourcen unter solchen Bedingungen sparsamer als ein Bodennutzungssystem mit intensiver Bodenbearbeitung.

70 z. B. mehrjähriger Weizen (Canada)

71 Entwicklung eines langjährigen Direktsaatsystems in Südamerika Anfangs- phase Übergangsphase Konsolidierungsphase Erhaltungsphase Aggregate aufbauen Niedrige OS-Werte Niedrige Ernterückstände Wiederherstellung der mikrobiell. Biomasse > N 0-5 Erhöhung d. Bodendichte Ernterückstände nehmen zu OS beginnt zuzunehmen P beginnt zuzunehmen Imob. N Min Erhöhte Ernterückstände Hohe C- Werte > KAK > H 2 O Imob. N < Min. > Nährstoffkreislauf Jahre Hohe Akkum. von Ernterück. Kontinuierl. N- u. C-Flux C + Hoch > H 2 O > Nährstoff- Kreislauf < N- und P- Düngung > 20 (SÁ, 2004)

72 CHANGE IS FIRST DENIED, THEN VEHEMENTLY OPPOSED, FINALLY ACCEPTED AS BEING SELF-EVIDENT. Bill Crabtree ( ) Jede Veränderung wird zuerst abgestritten, anschliessend wird ihr vehement entgegengewirkt, schliesslich wird sie als selbstverständlich akzeptiert.