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Maike Krauss
(Dipl. Geoökol.)

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Präparate-Bodenbearbeitungsversuch Frick

Mehr Humus – aktivere Biomasse – stabilere Krümel – aber auch mehr Unkräuter

In einem Parzellenversuch in Frick wird seit 2002 der Einfluss der reduzierten Bodenbearbeitung  unter den Bedingungen des biologischen Landbaus auf die Bodenfruchtbarkeit und den Ertrag untersucht. Als weitere Versuchsfaktoren werden die biologisch-dynamischen Präparate und die Hofdüngerform variiert, um mögliche Interaktionen zwischen den drei Einflussfaktoren zu bestimmen.

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1. Faktor: Bodenbearbeitung

Durch die Bearbeitung des Bodens mit dem traditionellen Pflug in Mitteleuropa wird der Boden jedes Jahr empfindlich gestört, die lebendige Bodenschicht an der Bodenoberfläche wird gewendet und damit vergraben. Dabei gelangt wenig belebter Boden an die Oberfläche, was häufig zu Verschlämmungen führen kann.

Deshalb wird immer wieder eine nicht wendende Bodenbearbeitung propagiert. Gut untersucht und etabliert ist reduzierte Bodenbearbeitung in der integrierten Produktion, wo der Verzicht auf den Pflug  mit Hilfe von Herbiziden, Fungiziden und Molluskiziden sowie leichtlöslichen mineralischen Stickstoffdüngern ausgeglichen wird.

Im biologischen Landbau schien der Pflug, trotz seiner ökologisch störenden Wirkung, zur Regulierung von Unkraut und Schädlingen und zur Saatbettbereitung lange unverzichtbar zu sein. Es gibt erst wenige Erfahrungen und Versuchsergebnisse zu reduzierten Bodenbearbeitungsverfahren, aber deutlich ist, dass sie schon nach wenigen Jahren zu sehr grossen Problemen mit Wurzelunkräutern führen können.

Im hier beschriebenen Versuch optimieren wir die reduzierte Bodenbearbeitung. Sie erfolgt je nach Situation mit dem Grubber oder mit dem Stoppelhobel. Als Vergleich wird der Pflug eingesetzt. Der Versuch wird unter Praxisbedingungen, mit Praxismaschinen, in wiederholten, in Streifen angeordneten Grossparzellen durchgeführt. Er ist in den FiBL-Versuchsbetrieb integriert und wird sowohl von biologisch-dynamischen Landwirten als auch von verschiedenen Forschern begleitet.

Die Erträge im reduzierten Verfahren waren gegenüber Pflug im Jahr 1-3 10 Prozent geringer; im Jahr 4-7 20-30 Prozent höher und 7% geringer in den Jahren 8-11; über elf Jahre insgesamt 7 Prozent  höher. Weiterhin hatten reduziert bearbeitete Böden 17 Prozent  mehr Humus (0-10 cm), 37 % mehr mikrobielle Biomasse, sowie eine bessere Bodenstruktur und eine höhere Wasserspeicherfähigkeit. Durch die reduzierte Bodenbearbeitung wurde der Proteingehalt der Getreide nicht verringert.

Andererseits stieg die Menge der Unkräuter unter reduzierter Bodenbearbeitung an. Die Winden, als Problemunkräuter auf unserem Standort, treten in Nestern auf und waren bis jetzt auf beiden Bodenbearbeitungsverfahren vertreten (wissenschaftliche Publikationen s. unten).

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2. Faktor: Biologisch-dynamische Präparate

Biologisch-dynamische Präparate sind ein Herzstück der biologisch-dynamischen Landwirtschaft. Über ihre Wirkung sind trotz jahrzehntelanger Forschung und Praxiserfahrung zahlreiche Wissenslücken offen geblieben. Der Schweizer Verein für biologisch-dynamische Landwirtschaft ist mit dem Wunsch an das FiBL herangetreten, die Wirkung der Präparate in Feldversuchen zu dokumentieren und zu untersuchen. Die Praktiker interessiert insbesondere, ob biologisch-dynamische Präparate ihre Wirkung nur in Mist/Gülle-Düngungssystemen entfalten, oder ob sie auch in Vollgüllesystemen wirken.

Praxisbeobachtungen führten bei manchen Bauern zu der Annahme, dass die Bodenstruktur mit biologisch-dynamischen Präparaten verbessert werden kann und es durch ihre Hilfe leichter möglich wäre, im biologischen Landbau ohne Pflug zu arbeiten.

Der Einsatz der Präparate brachte bisher nur in einzelnen Jahren einzelne Effekte. Im Boden konnten einzelne gesicherte Unterschiede im mikrobiellen C/N-Verhältnis festgestellt werden, was auf Veränderungen  im Verhältnis von Pilzen zu Bakterien hinweisen könnte.

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3. Faktor: Hofdüngerform

Vollgüllesysteme bieten arbeits- und betriebswirtschaftliche Vorteile und sind oft schon im Stall vorhanden, wenn Landwirte auf biologische oder biologisch-dynamische Anbauweise umstellen. Im biologisch-dynamischen Anbau hat sich dagegen die Arbeit mit Mistkompost bewährt (siehe DOK-Versuch). Beide Düngungsstrategien verfolgen ein unterschiedliches  Düngungskonzept:

  • Gülledüngung zielt darauf ab, die Pflanzen möglichst mit direkt pflanzenverfügbarem Stickstoff  zu versorgen.
  • Die zweite Strategie strebt an, den Boden durch Kompostdüngung zu beleben, den Humuspool aufzufüllen und dadurch die Bodenstruktur zu verbessern. Die Stickstoffnachlieferung für die Pflanze soll dann indirekt aus der Mineralisierung der labilen Stickstoffkompartimente des Bodens erfolgen.

Vergleichende Untersuchungen zu diesen beiden Düngungsstrategien, bei unterschiedlicher Bodenbearbeitung, lagen bisher nicht vor.

Bisher können wir nur feststellen, dass der Einsatz von Vollgülle gegenüber Mistkompost höhere Getreideerträge und höhere Proteingehalte im Getreide brachte.

Zur Zeit werden im Fricker Versuch Messungen zu den Treibhausgasemissionen in den unterschiedlichen Bodenbearbeitungs- und Düngungsvarianten vorgenommen.

Im Rahmen der Projekte TILMAN-ORG und boden- und klimafreundlicher Bioackerbau (BKBA) werden Daten aus verschiedenen Versuchen in Europa in Metaanalysen ausgewertet: hierbei geht es vor allem um Ertrag und Humusgehalt.

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Projektpartner und Finanzierung

Projektleitung

Maike Krauss

Projektteam

Paul Mäder
Frédéric Perrochet
Alfred Schädeli

Zusammenarbeit

  • Universität  Basel:  Prof. Dr. Christine Alewell, Prof. Dr. Andres Wiemken, Prof. Dr. Thomas Boller
  • Université de Geneve HES-SO, Prof. Dr. Pascal Boivin
  • Universität  Barcelona : Prof. Dr. F. Xavier Sans

Finanzierung

  • Software AG Stiftung
  • Stiftung zur Pflege von Mensch, Mitwelt und Erde
  • Sampo Stiftung
  • Evidenz Stiftung
  • Coop Fonds für Nachhaltigkeit
  • CORE-Organic, TILMAN-ORG
  • Bundesamt für Landwirtschaft

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Publikationen

Wissenschaftliche Artikel

  • Armengot, L., Berner, A., Blanco-Moreno, J., Mäder, P., Sans, F.X., 2015. Long-term feasibility of reduced tillage in organic farming. Agron. Sustain. Dev. 35, 339-346
  • Berner, A., Hildermann, I., Fließbach, A., Pfiffner, L., Niggli, U., Mäder, P., 2008. Crop yield and soil fertility response to reduced tillage under organic management. Soil Till. Res. 101, 89-96.
  • Börstler, B., O. Thiéry, Z. Sykorová, A. Berner und D. Redecker, 2010. Diversity of mitochondrial large subunit rDNA haplotypes of Glomus intraradices in two agricultural field experiments and two semi-natural grasslands. Molecular Ecology 19 (7), 1497-1511.
  • Fontana, M., Berner, A., Mäder, P., Lamy, F., Boivin, P., 2015. Soil Organic Carbon and Soil Bio-Physicochemical Properties as Co-Influenced by Tillage Treatment. Soil Sci. Soc. Am. J. 79, 1435-1445.
  • Gadermaier, F., Berner, A., Fließbach, A., Friedel, J.K., Mäder, P., 2012. Impact of reduced tillage on soil organic carbon and nutrient budgets under organic farming. Renew. Agr. Food Syst. 27, 1-13.
    Krauss, M., Berner, A., Burger, D., Wiemken, A., Niggli, U., Mäder, P., 2010. Reduced tillage in temperate organic farming: implications for crop management and forage production. Soil Use and Management 26, 12-20.
  • Krauss, M., Krause, H.-M., Spangler, S., Kandeler, E., Behrens, S., Kappler, A., Mäder, P., Gattinger, A., 2017. Tillage system affects fertilizer-induced nitrous oxide emissions. Biology and Fertility of Soils, 53, 49–59.
  • Krauss, M., Ruser, R., Müller, T., Hansen, S., Mäder, P., Gattinger, A., 2017. Impact of reduced tillage on greenhouse gas emissions and soil carbon stocks in an organic grass-clover ley - winter wheat cropping sequence. Agriculture, Ecosystems & Environment 239, 324-333.
  • Kuntz, M., Berner, A., Gattinger, A., Scholberg, J.M., Mäder, P., Pfiffner, L., 2013. Influence of reduced tillage on earthworm and microbial communities under organic arable farming. Pedobiologia 56, 251-260.
  • Mäder, P., Berner, A., 2012. Development of reduced tillage systems in organic farming in Europe. Renew. Agr. Food Syst. 27, 7-11.
  • Säle, V., Aguilera, P., Laczko, E., Mäder, P., Berner, A., Zihlmann, U., van der Heijden, M.G.A., Oehl, F., 2015. Impact of conservation tillage and organic farming on the diversity of arbuscular mycorrhizal fungi. Soil Biology and Biochemistry 84, 38-52.
  • Sans, F.X., Berner, A., Armengot, L., Mäder, P., 2011. Tillage effects on weed communities in an organic winter wheat–sunflower–spelt cropping sequence. Weed Research 51, 413-421.

Artikel für Praktiker

  • Berner, A., 2011. Den Fruchtfolgeflächen geht es nicht sehr gut. Bauernzeitung. 17.Juni 2011. S. 31
  • Berner, A., Mäder, P., Messmer, M., Fliessbach, A., Krauss, M., Dierauer, H., Clerc, M., Koller, M., Meier, M., Schader, C., 2012. Reduzierte Bearbeitung – fruchtbarere Böden? Ergebnisse aus Parzellenversuchen und von Praxisbetrieben. Lebendige Erde, 3, 40-43.
  • Berner, A., Mäder, P., Spiegel, A.-K., 2011. Für die Bodenfruchtbarkeit ist weniger mehr. Landwirtschaft ohne Pflug LOP. Sonderheft.
  • Berner, A., Messmer, M., Mäder, P., 2010. Gut für den Boden, gut fürs Klima. Bioland 01, S. 14-15.
  • Bofru, 2010. Reduzierte Bodenbearbeitung: geht das im Ökolandbau? Projekt Bodenfruchtbarkeit. 
  • Clerc, M., 2010. Le travail réduit du sol en bio.
  • Clerc, M., 2012. Travail réduit du sol en conditions bio: résultats technico-économiques. 
  • Clerc, M., 2012. Rendement: Travail réduit du sol en bio: bilan technico-économique. Agrihebdo, 30.3.2012.
  • Clerc, M., Mäder, P., Berner, A., 2010. Le bio en bref. Le travail réduit du sol est-il possible? Agri 7.5.2010.
  • Kessler, H.G., 2011. Bioackerbau soll noch klimaschonender werden. Die Grüne 16.06.2011. S. 32.
  • Mäder, P., Berner, A., Messmer, M., Fliessbach, A., Krauss, M., Dierauer, H., Clerc, M., Koller, M., Meier, M., Schader, C., 2012. Reduzierte Bodenbearbeitung. Deutliche Vorteile für Bodenfruchtbarkeit. Ökologie & Landbau 162, 2, 25-27.
  • Mäder, P., Dierauer, H.U., 2012. Klimaschonender Ackerbau durch reduzierte Bodenbearbeitung. Bioaktuell 5, 13-17.
  • Roggli, M., 2010. Vielversprechende Resultate. UFA-Revue 3.2.2010.

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