Forschungsschwerpunkte Fachgruppe Bodenwissenschaften

Vergleich biologischer und konventioneller Anbausysteme

Eine effiziente Produktion unter Schonung der natürlichen Ressourcen ist wegweisend für eine nachhaltige Landwirtschaft. Langzeit-Parzellenversuche und ein Monitoring von landwirtschaftlichen Betrieben liefern wertvolle Grundlagen für die agronomische und ökologische Bewertung von biologischen und konventionellen landwirtschaftlichen Anbausystemen und leisten einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Landwirtschaft. Das FiBL hat eine 30jährige Erfahrung in systemorientierter Forschung.

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Reduzierte Bodenbearbeitung

Die Anbautechniken und -strategien im Biolandbau haben sich in den letzten 50 Jahren ständig weiterentwickelt, was zu gesteigerten Erträgen geführt hat. Dennoch hat die biologische Produktion ein erhebliches Optimierungspotenzial. Neue agrartechnische Entwicklungen eröffnen dem Biolandbau die Möglichkeit der nichtwendenden, flachen Bodenbearbeitung anstelle des regelmässigen und tiefen Pflügens, für deren Optimierung jedoch viele praktische Fragen in Feldversuchen standortgerecht bearbeitet werden müssen.

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Projektbeispiel

Präparate-Bodenbearbeitungsversuch Frick

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Klimawandel und biologischer Landbau

Der biologische Landbau kann auf vielen Ebenen zum Klimaschutz beitragen, z.B.:

Humusaufbau durch Anbau von mehrjährigem Klee-Gras (= Kunstwiese), organische Düngung durch Mist, Gülle, Kompost und anderen organischen Düngern
Keine Verwendung industriell hergestellter Dünger und Pestizide, die grosse Mengen fossiler Energie verbrauchen
Anzahl der Tiere ist begrenzt durch die Ackerfläche eines Betriebs
Hoher Anteil an Raufutter in der Fütterung
Hoher Anteil an stickstofffixierenden Leguminosen in der Fruchtfolge

Insbesondere führt eine nicht-wendende Bodenbearbeitung (ohne klassisches Pflügen) dazu, dass organische Bodensubstanz in den oberen Bodenschichten eingelagert wird.

Die Klima-Projekte der Gruppe Bodenwissenschaften bearbeiten z.B. folgende Fragen:

Auf welche Weise und wie stark kann der biologische Landbau zur Verringerung des Klimawandels beitragen? (Nachhaltigkeitsanalysen, Ökobilanzen von Praxisbetrieben; Reviews von Publikationen und Meta-Analysen (publizierter) Datensätze)
Wie kann man diesen Beitrag messen und honorieren? (Feldversuche, Klima-Zertifikate)
Wie kann die Praxis des biologischen Landbaus bezüglich Klimafreundlichkeit noch verbessert werden? (z.B. reduzierte Bodenbearbeitung zur Praxisreife bringen, Düngungsstrategien optimieren, Informationen verbreiten)

Pflanzliche Symbiosen

Pflanzen leben oft in Symbiosen mit Wurzelpilzen (Mykorrhiza) und Bodenbakterien. Diese besiedeln die Pflanzenwurzeln und helfen durch ihre Konkurrenzkraft und ihre spezifischen Eigenschaften, die Nährstoffaufnahme der Pflanzen zu verbessern oder Krankheitserreger zu unterdrücken. Solche Symbiosen können durch entsprechende Anbauverfahren (Fruchtfolge, schonende Bodenbearbeitung) oder durch Beimpfung (Inokulation) von Böden oder Saatgut gezielt gefördert werden. Dieser Bereich wird für die nachhaltige Landwirtschaft der Zukunft, ob in Europa oder den Ländern des Südens, eine zunehmende Bedeutung erlangen, insbesondere wenn der Einsatz von Hilfsstoffen (z.B. Dünger) begrenzt ist. Die Symbiose-Projekte der Bodenwissenschaften bearbeiten z.B. folgende Fragen:

Fördert die Mischkultur von Mais mit verschiedenen Untersaaten die Besiedelung der Pflanzen mit Mykorrhiza?
Kann die Symbiose von Soja und Mikroorganismen in europäischem Klima optimiert werden, damit die Stickstofffixierung und der Proteingehalt von Soja verbessert wird?
Wie entwickeln sich anerkannte Indikatoren der Bodenfruchtbarkeit durch die Regulierung von Pflanzenkrankheiten mit nützlichen Bodenbakterien?

Zudem ist das FiBL an einem Kooperationsprojekt von indischen und schweizerischen Partnern mitbeteiligt, bei dem mikrobielle Präparate zur Praxisreife entwickelt und in ihrer Wirkung auf Ertrag und Qualität der Ernteprodukte geprüft werden.

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Cécile Thonar

Risikoindikatoren für Bodenbelastungen

Ein intakter und funktionstüchtiger Boden ist im Biolandbau sehr wichtig. Darum untersuchen wir, wie sich chemische und biologische Produkte auf die Bodenfruchtbarkeit und auf die bio-geochemischen Kreisläufe auswirken und wie die Lebensmittelsicherheit auf belasteten Böden gewährleistet werden kann. In diesem Arbeitsschwerpunkt haben wir folgende Ziele:

Erarbeiten von Indikatoren für Belastungen des Bodens
Kenntnisse über die Auswirkungen von Pestizidbelastungen auf die Bodenqualität
Kenntnisse über die Auswirkungen von möglichen Belastungen von Bio-Control-Organismen auf die Bodenqualität
Erfassung von möglichen Effekten von GVO-Pflanzen auf die Bodenqualität
Entwicklung von Möglichkeiten zur sicheren Lebensmittelproduktion auf Pestizid-belasteten Böden.

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Paul Mäder

Pflanzenzüchtung

Die Pflanzenzüchtung trägt ganz wesentlich zur ökologischen Intensivierung des Biolandbaus und zur Anpassung an den Klimawandel bei. Wichtige Zuchtziele sind dabei die Ertragsstabilität, effiziente Nutzung von Wasser und Nährstoffen, Toleranz gegenüber Krankheiten, Schädlingen und variablen Umwelteinflüssen. Neben den grossen Kulturarten, die auch von kommerziellen Firmen züchterisch bearbeitet werden, sollen vor allem Leguminosen (biologische Stickstofffixierung) und lokale Kulturpflanzen züchterisch bearbeitet werden. Dies ist wichtig für eine langfristige Erhaltung der agroökologischen Biodiversität (breite Fruchtfolge), die Risikominimierung bei extremen Wetterbedingungen, sowie die Entwicklung von Nischenmärkten. Daher beschäftigen wir uns vor allem mit der Züchtung und Züchtungsforschung von Kulturarten, bei denen die vorhandenen Sorten nicht den Ansprüchen des Biosektors genügen, oder zu wenig biologisch vermehrtes Saatgut zur Verfügung steht.

Unsere Züchtungsprojekte bearbeiten z.B. folgende Fragen:

Welchen Einfluss hat die Wahl der Selektionsumwelt auf den Zuchterfolg für den Biolandbau?
Gibt es Interaktionen zwischen Sorten und Anbaumethoden (Weizen, Mais, Baumwolle)?
Kann durch kombinierte Selektion von Soja und von Knöllchenbakterien die biologische Stickstofffixierung erhöht werden?
Wie können aus Hybriden nachbaufähige Populationssorten entwickelt werden?
Wie können partizipative Ansätze und neue Technologien kombiniert werden, um die Baumwolle züchterisch zu verbessern und die Verfügbarkeit von gentechnikfreiem Saatgut für den Biolandbau sicherzustellen?
Welcher Forschungsbedarf besteht in Entwicklungsländer in Bereich der Saatgutversorgung?
Nach welchen Kriterien können Züchtungstechniken beurteilt werden?

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Monika Messmer

Weiterführende Informationen

Themenseite: Pflanzenzüchtung

Dienstleistungen

Neben ihrer Forschungstätigkeit stellen einzelne Mitarbeiter der Fachgruppe Bodenwissenschaften ihr Fachwissen anderen Projekten des FiBL, der Bio Suisse und weiteren Organisationen zur Verfügung. So werden z.B. die Dünger der Betriebsmittelliste und für die Hilfsstoffknospe der Bio Suisse beurteilt oder die Bio Suisse in behördlichen Gremien vertreten. Im FiBL Labor werden Analysen für alle Fachgruppen durchgeführt, mikrobielle Biomasse auch für externe Auftraggeber. In ihren Kompetenzbereichen, z.B. in der Durchführung und Auswertung von Feldversuchen, berät die Fachgruppe Bodenwissenschaften auch die anderen Fachgruppen.