Verbesserung der Bodenstruktur eines Ackerbaubetriebs im Landkreis Heilbronn

Das AgriAdapt-Projekt bewertete die Anfälligkeit des Betriebs im hügeligen Kraichgau für den aktuellen Zeitraum und die kommenden 30 Jahre unter Berücksichtigung der von der ETH Zürich (Institut für Atmosphäre und Klimawissenschaft) entwickelten Klimaprojektionen für das SRES-Szenario A1B, das im Agri4Cast-Portal der Europäischen Kommission verwendet wird, das agroklimatische Indikatoren bereitstellt. Nach diesen Prognosen wird erwartet, dass die Anzahl der Tage mit Temperaturen über 25 ° C im Zeitraum Mai bis August in den nächsten 30 Jahren von 25 auf 38 Tage pro Jahr ansteigen wird. Ein Rückgang des Wasserhaushalts (Unterschied zwischen Niederschlag und Evapotranspiration) in den Sommermonaten, insbesondere im Juli und August, wird ebenfalls prognostiziert. Dies bedeutet, dass erwartet wird, dass weniger Wasser durch Niederschläge in das System gelangt und dass mehr Wasser durch Verdunstung und Transpiration aus dem System austritt. Diese Bedingungen wirken sich direkt auf die Getreidefüllungs- und Reifephasen von Getreide aus, was zu einer früheren Reifung führt, was zu kleineren Samen und geringeren Erträgen führt. Die Zuckerrübenerträge werden von diesen beiden Faktoren ebenfalls negativ beeinflusst, da sie zu einer geringeren Wachstumsrate und folglich zu niedrigeren Erträgen führen werden.

Den vorstehenden Projektionen zufolge wird die Zahl der tropischen Tage (Tage mit Höchsttemperaturen über 30 °C) von Mai bis August in naher Zukunft (nächste 30 Jahre) voraussichtlich ebenfalls um etwa 27 % steigen. Dies kann zusätzlich zu den erwarteten trockeneren Bedingungen im Juli und August das Knollenwachstum bei Kartoffeln unterbrechen, zu einer größeren Abhängigkeit von der Wasserbewässerung und auch zu einer geringeren Qualität der Pflanzenproduktion führen, wie im heißen und trockenen Sommer 2018 festgestellt wurde. Darüber hinaus kann das Auftreten von Dürreperioden während der Ernte die Bildung von harten Bodenclustern in trockeneren Böden verursachen, die die Kartoffelschale schädigen können. Der erwartete Anstieg der starken Niederschläge während der Vegetationsperiode (Spätfrühling) kann auch die Kartoffel schädigen, indem die Graten weggespült und Knollen der Sonnenstrahlung ausgesetzt werden.

Obwohl die Jahresdurchschnittstemperatur steigt, besteht laut AgriAdapt-Schwachstellenbewertung im April ein etwas höheres Risiko für Spätfrost, wenn sich die Kartoffelpflanzen in ihrer Jungphase befinden. Zwei oder mehr Tage mit Temperaturen unter -4°C können zum Absterben der Kartoffelblätter und damit zu einer Entwicklungsverzögerung führen.

Winterraps wird auch von der projizierten Zunahme der tropischen Tage und trockeneren Bedingungen betroffen sein, insbesondere wenn extreme Ereignisse während der empfindlichsten Blüte- und Reifephasen auftreten, was zu einer Verringerung des Samenölgehalts und einer früheren Reifung mit folglich geringeren Erträgen führt. Schließlich könnten die erwarteten wärmeren Bedingungen im Herbst und Winter zu einem höheren Risiko für Unkraut-, Insekten- und Krankheitserregerbefall führen.

Basierend auf den Ergebnissen der Bewertung hat der Betrieb im Kraichgau Maßnahmen und Praktiken umgesetzt, um seine Anfälligkeit für den Klimawandel in naher Zukunft zu verringern, insbesondere die Bodenbedingungen zu verbessern, die organische Substanz des Bodens zu erhöhen und die Landwirte für erwartete Risiken und mögliche Lösungen zu sensibilisieren.

Basierend auf der Vulnerabilitätsbewertung wurde eine Reihe von Anpassungsmaßnahmen ausgewählt, die im Betrieb umgesetzt werden sollen, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Bodenstruktur als Möglichkeit zur Bewältigung der Herausforderungen des Klimawandels liegt. Eine gute Bodenstruktur mit einer aktiven und vielfältigen Bodenbiota ermöglicht unter anderem: (i) Erhöhung der Infiltrationsrate, der Fähigkeit, den (schweren) Regen aufzunehmen und über einen längeren Zeitraum zu speichern, (ii) Vermeidung von Nährstoffverlusten und (iii) Verringerung der Wind- oder Wassererosion.

Um dieses Ziel zu erreichen, verwendet der Betrieb vier verschiedene und sehr vielseitige Zwischenfruchtmischungen mit 15 verschiedenen Arten (z. B. Rettich, Klee, Phacelia, Erbse, Avena strigosa, Wicke, Senf). Diese Arten haben unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf die Wurzelentwicklung, die Wurzelexsudatproduktion, die Resistenzen gegen Schädlinge und Krankheiten und den Nährstoffbedarf. Verschiedene Wurzelsysteme sind in der Lage, Nährstoffe in verschiedenen Tiefen zu erreichen und ihren Verlust durch Auswaschen oder Wasserabfluss zu vermeiden, indem sie sie in den oberen Schichten freisetzen, wenn die Zwischenfrucht gemäht wird. Hülsenfrüchte (Erbsen, Klee oder Wicke) in der Zwischenfruchtmischung können dank ihrer Symbiose mit Bakterien den atmosphärischen Stickstoff im Boden fixieren, während Brassicas-Arten (wie Rettich oder Senf) das Risiko von Pilzkrankheiten und Nematodenangriffen aufgrund der Glucosinolate, die sie beim Mähen freisetzen, reduzieren können. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Artenvielfalt innerhalb der Mischung dem Landwirt, Schädlingszyklen zu durchbrechen und den Boden so weit wie möglich zu bedecken, um die Erosion zu minimieren.

Keine Bodenbearbeitung auf den hügeligen Flächen in Hangrichtung und reduzierte Bodenbearbeitung im Rest des Betriebs (außer bei Anbauflächen mit Kartoffeln) sind weitere Maßnahmen, die zur Verringerung der Bodenerosion durchgeführt werden. Darüber hinaus wird der Reifendruck von Traktoren und anderen landwirtschaftlichen Maschinen kontrolliert und angepasst, um die gute Struktur des Bodens während der Feldarbeit zu erhalten. Weizen wird auch zwischen den Reihen nach dem Kartoffelpflanzen gesät, um zu vermeiden, dass der Boden während eines (schweren) Regens abgewaschen wird.

Neben der Verbesserung der Bodenstruktur werden auch andere Maßnahmen wie die Einbeziehung neuer Sorten, die besser an den Klimawandel angepasst sind, umgesetzt. So wurde beispielsweise in der Rheinebene Kleegras durch Luzernengras ersetzt, da dieses die Fähigkeit zur sehr tiefen Verwurzelung besitzt und daher trockenheitstoleranter ist als Klee. Um die Hochsommerhitze im August zu vermeiden, wird eine früher reifende Winterweichweizensorte „Rubisco“angebaut. Darüber hinaus hat diese Sorte auch unter trockenen Bedingungen ein hohes Ertragspotenzial und ihre langen Garnelen schützen die Pflanze vor Hitzestress. Sechs weitere Winterweichweizensorten werden auf einem kleineren Grundstück des Hofes angebaut, um die für diesen Standort am besten geeignete Sorte zu finden. In der Rheinebene werden auch Sojabohnen angebaut, die unter wärmeren Bedingungen gedeihen.

Auch die Aussaattermine werden an den Temperaturanstieg angepasst: (i) die spätere Aussaat im Herbst zielt darauf ab, die Empfindlichkeit von Pflanzen gegenüber Schädlingen wie Blattläusen und Zikaden, die Vektoren von Krankheitserregern sein könnten, zu verringern, während (ii) eine frühere Aussaat im Frühjahr die Vermeidung von Sommerhitze und Dürre ermöglicht. An besonders heißen Tagen wenden die Landwirte eine zusätzliche Bewässerung an, um die Kartoffelrücken abzukühlen und eine Überhitzung der Knollen zu vermeiden. Darüber hinaus werden Algenprodukte eingesetzt, um die Bewurzelung der wichtigsten im Betrieb angebauten Kulturen zu verbessern.

Im Rahmen des Projekts wird eine neue Klimarisikobewertung durchgeführt, um die Leistung und Effizienz der umgesetzten Anpassungsmaßnahmen zu überwachen. Darüber hinaus werden die Erträge und das Feedback der Landwirte regelmäßig überprüft, um den erwarteten Nutzen dieser Maßnahmen zu überprüfen.

Die wichtigsten Akteure, die im Rahmen des LIFE AgriAdapt-Projekts an der Schwachstellenbeurteilung und Umsetzung der vorgeschlagenen Anpassungsmaßnahmen beteiligt sind, sind die Eigentümer des landwirtschaftlichen Betriebs und die Bodenseestiftung (Leiterin des LIFE AgriAdapt-Projekts).

Darüber hinaus werden die Projektziele und -ergebnisse anderen Landwirten, Genossenschaften, Technikern und Agronomen (auf lokaler und nationaler Ebene) durch Workshops, Konferenzen und Seminare mitgeteilt.

Die an dem Projekt beteiligten Landwirte sind sich der Risiken des Klimawandels bewusst und daher bereit, Maßnahmen zur Bewältigung der erwarteten Auswirkungen zu ergreifen, um stabile Erträge und eine hohe Qualität der Produkte zu gewährleisten. Der Erfolg der Anpassungsmaßnahmen hängt stark von den lokalen Kenntnissen der Landwirte über spezifische Umsetzungsaspekte und den erwarteten Nutzen der Maßnahmen ab. Positive Erfahrungen mit den neu implementierten Lösungen (z.B. Anbau neuer Sorten und Kulturen oder einer vielseitigen Zwischenfruchtmischung) können auch benachbarte Betriebe überzeugen, ähnliche Anpassungsstrategien umzusetzen.

Im Falle der Einführung von Nachrichtenkulturen hängt eine der Hauptbeschränkungen, die sich auf die Durchführung der Anpassungsmaßnahmen auswirken können, mit der Marktnachfrage oder möglichen alternativen Verwendungen dieser neuen Produkte zusammen (z. B. können im Betrieb erzeugte Sojabohnen an eine Genossenschaft zur Pferdefütterung verkauft werden). Ein weiterer begrenzender Faktor ist, dass es derzeit nicht für jede Kulturpflanze Sorten gibt, die gegen Trockenheit und Hitze tolerant sind, und die Pflanzenzüchtung dauert etwa 10 Jahre, um neue Sorten zu entwickeln. Die Umsetzung verschiedener Bodenbearbeitungstechniken kann durch hohe Kosten eingeschränkt sein (z. B. kann ein integriertes automatisches Reifendruckkontrollsystem etwa 3500–8000 EUR kosten) und auch, weil die landwirtschaftlichen Auftragnehmer diese Technik nicht in die Dienstleistungen für die Landwirte aufgenommen haben.

Die Vulnerabilitätsbewertung und die Ausarbeitung des Aktionsplans zur Umsetzung nachhaltiger Anpassungsmaßnahmen wurden aus dem Projekt AgriAdapt finanziert, das von der Europäischen Kommission über das LIFE-Programm finanziert und vom Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg, der Landwirtschaftlichen Rentenbank, OMIRA und dem Landkreis Bodenseekreis kofinanziert wurde. Die Kosten für die Erstellung der Bewertung und des Aktionsplans dieses Betriebs beliefen sich auf 5.000 EUR. Zwischen 2017 und 2019 werden Anpassungsmaßnahmen durchgeführt, so dass es noch keine ordnungsgemäße Kostenschätzung gibt. Die meisten von ihnen sollen jedoch keine zusätzlichen Kosten für den Landwirt haben, und in einigen Fällen werden Einsparungen erwartet.

Von den umgesetzten Anpassungsmaßnahmen wird erwartet, dass sie Steigerung der Produktionseffizienz des landwirtschaftlichen Betriebs, Senkung der landwirtschaftlichen Kosten, Verbesserung der Bodenerhaltung, Verringerung der Erosion, Verhinderung von Schädlingen und Krankheiten, Erhöhung der Kohlenstoffbindung im Boden, Erhöhung des Stickstoffgehalts und Vermeidung von Nährstoffverlusten. Der Prozess der Überwachung des erwarteten Nutzens der durchgeführten Maßnahmen führt zu ständigen Kontakten mit den Landwirten, die es ermöglichen, Rückmeldungen zu überprüfen und die Erträge während der Laufzeit des Projekts zu bewerten.

Die EU-Hochwasserrichtlinie wird von den deutschen Bundesländern durch Hochwasserstrategien umgesetzt, wie im Fall der „Strategie zur Verringerung des Hochwasserrisikos in Baden-Württemberg“. Entsprechend dieser Strategie konzentrieren sich Maßnahmen, die das Hochwasser- und Bodenerosionsrisiko auf landwirtschaftlichen Feldern verringern können, auf die Verbesserung der Bodenstruktur, einschließlich: vielseitiger Zwischenfruchtanbau, abwechslungsreiche Fruchtfolge, Vegetation auf den Feldern (vorzugsweise das ganze Jahr über) und reduzierte Bodenbewirtschaftung.

Die europäische Nitratrichtlinie wurde mit derDüngeverordnungin deutsches Recht umgesetzt, um die Nitratmenge im Grundwasser zu reduzieren. Die Verwendung von Zwischenfrüchten vor Sommerkulturen ist eine der Maßnahmen, die diskutiert werden, um zur Umsetzung der Düngeverordnung beizutragen. In der Tat halten Zwischenfrüchte den Stickstoff an Ort und Stelle und vermeiden seinen Verlust durch Auswaschung oder Wasserabfluss, wodurch die Verschmutzung der nahe gelegenen Gewässer verhindert wird. Im Moment wird dies immer noch als fakultative Maßnahme betrachtet, aber die Landwirte erhalten eine Vergütung, wenn sie sich zu ihrer Umsetzung verpflichten, wie im Fall des landwirtschaftlichen Betriebs, der an AgriAdapt beteiligt ist.

Das AgriAdapt-Projekt wurde 2016 gestartet. Die Anfälligkeit des Pilotbetriebs im hügeligen Kraichgau wurde 2017 bewertet und 2018 Anpassungsmaßnahmen vorgeschlagen. Derzeit läuft die Umsetzungsphase.

Bei kontinuierlicher Umsetzung und Pflege können die erarbeiteten Anpassungsmaßnahmen für immer Bestand haben.

Sabine Sommer
Fritz-Reichle-Ring 4
78315 Radolfzell
Tel: +49 07732 9995 42
E-mail: sabine.sommer@bodensee-stiftung.org