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Fallstudien

Verbesserung der Bodenstruktur eines Ackerbaubetriebs im Landkreis Heilbronn (Deutschland)

Verbesserung der Bodenstruktur eines Ackerbaubetriebs im Landkreis Heilbronn (Deutschland)

Im Rahmen des LIFE AgriAdapt- Projekts testen mehr als 120 Pilotbetriebe nachhaltige Anpassungsmaßnahmen, um die Widerstandsfähigkeit landwirtschaftlicher Betriebe gegenüber dem Klimawandel zu verbessern, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Wettbewerbsfähigkeit der landwirtschaftlichen Betriebe zu verbessern. Einer der Pilotfarmen befindet sich im hügeligen Kraichgau des Landkreises Heilbronn in Deutschland (Baden-Württemberg) auf einer Höhe von 120-250 m über dem Meeresspiegel (eine weitere Fallstudie aus AgriAdapt steht für Segovia, Spanien) zur Verfügung. 80 % der Böden der Region sind lehmiger Ton mit hoher Wasserspeicherkapazität.

Die Jahresdurchschnittstemperatur in der Hauptproduktionsstätte liegt bei etwa 10 °C, während der durchschnittliche jährliche Niederschlag 720 mm beträgt (beide für den Zeitraum 1987-2016 berechnet). Die wichtigsten Kulturpflanzen sind bewässerte Kartoffeln und Zuckerrüben. Aus den 240 ha der landwirtschaftlichen Nutzfläche (UAA) des Betriebs werden jedoch 90 ha in der Rheinebene angebaut, wo die Durchschnittstemperatur um 1 °C höher liegt. Dieser Zustand ermöglicht es dem Landwirt, frühe Kartoffeln und Sojabohnen anzubauen. Die Hauptfruchtfolge ist „Zuckerrüben – Winterweichweizen – Winterraps – Winterweichweizen – Kartoffeln – Winterweichweizen“ im Hauptproduktionsstandort und „Sojabohnen – Winterweichweizen – Winterraps – Winterweichweizen“ in der Rheinebene.

Zunehmende extreme Witterungsbedingungen, wie Frühlings- und Sommertrockenheit und starke Niederschläge im Frühjahr, wirken sich bereits auf den Agrarsektor in der Region aus, was zu einer Zunahme der Ernteertragsvariabilität und zu einem Risiko von Verlusten bei der Ernteproduktivität führt. Diese Bedingungen erfordern die dringende Einführung wirksamer Anpassungsoptionen zur Stabilisierung der Ernteerträge und zur Erzeugung hochwertiger Kulturen. Zur Bewältigung des Klimawandels setzt der Betrieb verschiedene Bewirtschaftungsmaßnahmen ein, insbesondere zur Verbesserung der Bodenstruktur. In der Tat ist eine gute Bodenstruktur unerlässlich, um die Wasserspeicherkapazität des Bodens zu erhöhen, die Erosion zu verringern, die Bodenbiota zu verbessern und die Nährstoffverfügbarkeit der Kulturen zu erhöhen, was dazu beiträgt, die Herausforderungen des Klimawandels, die den Betrieb betreffen, zu bewältigen. Vier verschiedene und sehr vielseitige Zwischenfruchtmischungen werden vor der Frühjahrskultur und nach frühen Kartoffeln angebaut, um die Verbesserung der Böden anzugehen. Diese Mischungen bestehen hauptsächlich aus Arten wie Bodenbearbeitungsrettich, Klee, Phacelia, Erbsen, Avena strigosa, Vetch oder Senf, unter anderem.

Beschreibung der Fallstudien

Herausforderungen

Das Projekt AgriAdapt bewertete die Anfälligkeit des Betriebes im hügeligen Kraichgau für den aktuellen Zeitraum und für die kommenden 30 Jahre unter Berücksichtigung der Klimaprojektionen der ETH Zürich für das SRES-Szenario A1B, das im Agri4Cast- Portal der Europäischen Kommission verwendet wird, das agroklimatische Indikatoren zur Verfügung stellt. Diesen Prognosen zufolge wird die Zahl der Tage mit Temperaturen über 25 °C in den nächsten 30 Jahren von 25 auf 38 Tage pro Jahr im Zeitraum Mai-August steigen. Eine Abnahme des Wasserhaushalts (Differenz zwischen Niederschlag und Evapotranspiration) in den Sommermonaten, insbesondere im Juli und August, wird ebenfalls projiziert. Dies bedeutet, dass weniger Wasser durch Niederschläge in das System eintritt, und es wird erwartet, dass mehr Wasser durch Verdunstung und Transpiration das System verlässt. Diese Bedingungen wirken sich direkt auf die Getreidefüllungs- und Reifungsphasen aus, was zu einer früheren Reifung führt, was kleinere Samen und geringere Erträge bedeutet. Die Zuckerrübenerträge werden auch von diesen beiden Faktoren negativ beeinflusst, da sie zu einer niedrigeren Wachstumsrate und folglich zu niedrigeren Erträgen führen werden.

Nach den obigen Projektionen wird die Zahl der tropischen Tage (Tage mit Höchsttemperaturen über 30 °C) von Mai bis August voraussichtlich ebenfalls um etwa 27 % in naher Zukunft (nächste 30 Jahre) zunehmen. 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 zu einer geringeren Qualität der Pflanzenproduktion führen, wie sie im heißen und trockenen Sommer 2018 verzeichnet wurde. Darüber hinaus kann das Auftreten von Trockenperioden während der Ernte die Bildung von harten Bodenhaufen im trockeneren Boden verursachen, die die Kartoffelschale schädigen können. Der erwartete Anstieg der Starkniederschläge während der Vegetationsperiode (Ende Frühjahr) kann auch Kartoffeln schädigen, indem sie die Grate wegwaschen und Knollen der Sonneneinstrahlung aussetzen.

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

Winterrapss wird auch von der projizierten Zunahme tropischer Tage und trockenerer Bedingungen betroffen sein, insbesondere wenn extreme Ereignisse während der empfindlichsten Blüte- und Reifungsphasen auftreten, was zu einer Verringerung des Saatgutölgehalts 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 Krankheitserreger führen.

Ziele

Auf der Grundlage der Ergebnisse der Bewertung hat der Betrieb in der Region Kraichgau Maßnahmen und Verfahren umgesetzt, um seine Anfälligkeit für den Klimawandel in naher Zukunft zu verringern, insbesondere die Verbesserung der Bodenbedingungen, die Erhöhung der organischen Bodensubstanz und die Aufklärung der Landwirte für die erwarteten Risiken und möglichen Lösungen.

Lösungen

Auf der Grundlage der Gefährdungsbeurteilung wurde eine Reihe von Anpassungsmaßnahmen ausgewählt, die im landwirtschaftlichen Betrieb umgesetzt werden sollen, wobei der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Bodenstruktur als Weg zur Bewältigung der Herausforderungen des Klimawandels lag. Eine gute Bodenstruktur mit einer aktiven und vielfältigen Bodenbiota ermöglicht unter anderem: (I) die Infiltrationsrate erhöhen, die Fähigkeit, den (schweren) Regen aufzunehmen und über einen längeren Zeitraum zu speichern, (ii) Nährstoffverlust zu vermeiden und (iii) Wind- oder Wassererosion zu reduzieren.

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

Weitere Maßnahmen zur Verringerung der Bodenerosion sind keine Bodenbearbeitung auf den hügeligen Standorten in Hangrichtung und reduzierte Bodenbearbeitung im übrigen Betrieb (außer bei Anbauflächen mit Kartoffeln). 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 der Kartoffelpflanzung gesät, um das Abwaschen des Bodens während eines (schweren) Niederschlags zu vermeiden.

Neben der Verbesserung der Bodenstruktur werden auch andere Maßnahmen wie die Einbeziehung neuer Sorten, die besser an den Klimawandel angepasst sind, umgesetzt. Zum Beispiel wurde in der Rheinebene Kleegras durch Luzernegras ersetzt, da dies die Fähigkeit einer sehr tiefen Verwurzelung hat und daher dürretoleranter ist als Klee. Eine früher reifende Winterweichweizensorte „Rubiscowird angebaut, um die Sommerhitze im August zu vermeiden. Darüber hinaus hat diese Sorte auch unter trockenen Bedingungen ein hohes Ertragspotenzial und ihre langen Markisen schützen die Pflanze vor Hitzestress. Sechs weitere Winterweizensorten werden auf einem kleineren Grundstück im Hof angebaut, um die für diesen Standort am besten geeignete Sorte zu finden. In der Rheinebene werden auch Sojabohnen angebaut, die unter wärmeren Bedingungen gedeihen.

Die Aussaatdaten werden auch an den Temperaturanstieg angepasst: I) Die spätere Aussaat im Herbst zielt darauf ab, die Empfindlichkeit von Pflanzen gegenüber Schädlingen wie Blattläuse und Zikaden, die Vektoren von Krankheitserregern sein könnten, zu verringern, während (ii) frühere Aussaat im Frühjahr die Sommerhitze und Dürre vermeiden kann. An besonders heißen Tagen wenden die Bauern zusätzliche Bewässerung an, um die Kartoffelrücken abzukühlen und die Überhitzung der Knollen zu vermeiden. Darüber hinaus werden Algenprodukte eingesetzt, um die Verwurzelung der Hauptkulturen, die im landwirtschaftlichen Betrieb angebaut werden, zu verbessern.

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

Relevanz

Case developed and implemented as a Climate Change Adaptation Measure.

Zusätzliche Details

Stakeholderbeteiligung

Die wichtigsten Akteure, die im Rahmen des LIFE AgriAdapt-Projekts an der Gefährdungsbeurteilung und Umsetzung der vorgeschlagenen Anpassungsmaßnahmen beteiligt sind, sind die Eigentümer des Betriebs und der Bodensee-Stiftung (Leiter des Projekts LIFE AgriAdapt).

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

Erfolgsfaktoren und Hemmnisse

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

Im Falle der Einführung von Nachrichtenkulturen hängt eine der wichtigsten Einschränkungen, die die Umsetzung der Anpassungsmaßnahmen beeinträchtigen können, mit der Marktnachfrage oder möglichen alternativen Verwendungen dieser neuen Erzeugnisse zusammen (z. B. können im Betrieb hergestellte Sojabohnen an eine Kooperative für Pferdefutter verkauft werden). Ein weiterer begrenzender Faktor ist, dass es derzeit keine Sorten gibt, die Dürre und Hitze für jede Ernte tolerant sind, und die Pflanzenzüchtung dauert etwa 10 Jahre, um neue Sorten zu entwickeln. Die Umsetzung verschiedener Bodenbearbeitungstechniken kann durch hohe Kosten eingeschränkt werden (z. B. kann ein integriertes automatisches Reifendruckkontrollsystem etwa 3500 – 8 000 EUR kosten) und auch, weil die landwirtschaftlichen Auftragnehmer diese Technik nicht zu den Dienstleistungen für die Landwirte aufgenommen haben.

Kosten und Nutzen

Die Schwachstellenbeurteilung und die Ausarbeitung des Aktionsplans zur Umsetzung nachhaltiger Anpassungsmaßnahmen wurden durch das Projekt AgriAdapt finanziert, das von der Europäischen Kommission im Rahmen des LIFE-Programms gefördert und vom Ministerium für Ländliche Angelegenheiten und Verbraucherschutz Baden-Württemberg, Landwirtschaftliche Rentenbank, OMIRA und 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 noch keine angemessene Kostenschätzung vorliegt. Allerdings sollen die meisten von ihnen keine zusätzlichen Kosten für den Landwirt haben, und in einigen Fällen werden Einsparungen erwartet.

Es wird erwartet, dass die umgesetzten Anpassungsmaßnahmen steigern Sie die Produktionseffizienz des Betriebs, senken Sie die landwirtschaftlichen Kosten, verbessern Sie den Bodenschutz, reduzieren Sie die Erosion, verhindern Sie Schädlinge und Krankheiten, erhöhen Sie die Kohlenstoffbindung im Boden, erhöhen Sie den Stickstoffgehalt und vermeiden Sie Nährstoffverluste. Die Überwachung des erwarteten Nutzens der umgesetzten Maßnahmen erfordert ständige Kontakte 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“. Gemäß dieser Strategie konzentrieren sich Maßnahmen, die das Hochwasser- und Bodenerosionsrisiko auf landwirtschaftlichen Feldern verringern können, auf die Verbesserung der Bodenstruktur, einschließlich: vielseitiger Zwischenkulturanbau, abwechslungsreiche Fruchtfolge, Vegetation auf den Feldern (vorzugsweise das ganze Jahr) und reduzierte Bodenbewirtschaftung.

Die europäische Nitratrichtlinie wurde durch dieDüngeverordnungin deutsches Recht umgesetzt, um die Nitratmenge im Grundwasser zu reduzieren. Die Verwendung von Zwischenfrüchten vor Sommerkulturen ist eine der diskutierten Maßnahmen, um zur Umsetzung der Düngeverordnung beizutragen. In der Tat halten Zwischenfrüchte den Stickstoff an Ort und Stelle und vermeiden seinen Verlust durch Auslaugung oder Wasserabfluss, wodurch die Verschmutzung von Gewässern in der Nähe verhindert wird. Derzeit gilt dies nach wie vor als fakultative Maßnahme, aber die Landwirte erhalten eine Vergütung, wenn sie sich zu deren Umsetzung verpflichten, wie im Fall des an AgriAdapt beteiligten Betriebs.

Umsetzungszeitraum

Das Projekt AgriAdapt startete im Jahr 2016. 2017 wurde die Anfälligkeit des Pilotbetriebs in der hügeligen Region Kraichgau bewertet und im Jahr 2018 Anpassungsmaßnahmen vorgeschlagen. Derzeit ist die Umsetzungsphase im Gange.

Lebensdauer

Wenn sie kontinuierlich umgesetzt und gepflegt werden, können die entwickelten Anpassungsmaßnahmen für immer dauern.

Referenzinformationen

Kontakt

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

Referenz
AgriAdapt project, co-funded by the LIFE programme

Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022   -   Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Nov 22 2022


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