klimafreundlicher ackerbau durch reduzierte ... · veranstaltung "klimaneutraler ackerbau ist...

FiBL 07.06.2011

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Research Institute of Organic AgricultureForschungsinstitut für biologischen Landbau

Klimafreundlicher Ackerbau durch reduzierte Bodenbearbeitung und Gründüngung

Paul Mäder ([email protected])

Institut de recherche de l’agriculture biologique

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Hintergrund

› Landwirtschaft Mitverursacher des Klimawandels (~13% des CO2 eq Ausstosses)

› Landwirtschaft betroffen vom Klimawandel› Biolandbau trägt bei zur Klimaschonung (Ergebnisse

Nemecek, 2005, Ökobilanzierung, Zürich, DOK-Langzeitversuch)

› Boden als wichtige Senke für Kohlenstoff› Konservierende Bodenbearbeitung und organische

Düngung zur Rückbindung von Kohlenstoff im Boden (No-Till, reduzierte Bodenbearbeitung)

Veranstaltung "Klimaneutraler Ackerbau ist möglich – Präsentation von Forschungsresultaten" am 8. Juni 2011 auf dem Schlatthof in Aesch

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Kohlenstoffkreislauf

Quelle: NASAIn Mia Tonnen Kohlenstoff

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Projektziele

› Anpassung der reduzierten Bodenbearbeitung an die Verhältnisse des Biolandbaus (ohne Herbizide, ohne leichtlösliche Stickstoffdünger)

› Maschineneinsatz› Umbruchzeitpunkt› Düngung, Gründüngung› Sorten

› Erfassung der Auswirkungen der reduzierten Bodenbearbeitung auf Ertrag, Unkräuter, Bodenfruchtbarkeit

› Quantifizierung der Kohlenstoffrückbindung im Boden› Optimierung von Gründüngungen in der Fruchtfolge› Erstellen einer Klimabilanz› Wirtschaftlichkeitsberechnungen


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Klimafreundlicher Bioackerbau auf schweren Böden (Frick)

Faktoren: Bodenbearbeitung x Düngung x biologisch-dynamische Präparate

Berner et al., 2008: Soil & Tillage Research

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BodenbearbeitungReduzierte Bodenbearbeitung Stoppelhobel = Schälpflug

Wendet nur die oberen 5-7 cm

Saatbeetbereitung mit Rotortiller (5-6 cm tief)

Praxisüblicher Pflug WendepflugWenden des Oberbodens (15-20 cm tief)

Saatbeetbereitung mit Rotortiller (5-6 cm tief)


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PflugReduziert

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BodenstrukturReduzierteBodenbearbeitung Pflug

27. Oktober 2008


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(2002 Mais)2003 Winterweizen2004 Sonnenblumen2005 Dinkel2006 Kleegras2007 Kleegras2008 Mais2009 Winterweizen2010 Sonnenblumen2011 Dinkel

Fruchtfolge

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Ertragsentwicklung Frick

Krauss et al., 2010: Soil Use & Management


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Entwicklung des Kohlenstoffgehalts

Bodentiefe 0-10 cm Gadermaier et al., 2011: Renewable Agriculture & Food Systems

+17%

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Klimafreundlicher Ackerbau auf mittelschweren Böden Sentenhof, Muri (AG) und Schlatthof, Aesch (BL)

Faktoren: Bodenbearbeitung x Düngung x Maissorten

Sentenhof, Muri (AG)


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Signifikant Effekte von Düngung und Sorte

Silomaisertrag Sentenhof, Muri in 2009

Ricardinio

Coxximo

Fernandez

Torres

Aspekt

Grosso

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NPK 50%

NPK 100%

Gülle 50%Gülle 100%

NPK 100%Kontrolle 0%

Kontrolle 0%NPK 50%


Gülle 50%

Gülle 100%

NPK 100%NPK 50%

NPK 50%

Kontrolle 0%

Kontrolle 0%NPK 100%




NPK 100%NPK 50%

Gülle 50%

Gülle 100%

NPK 50%

Kontrolle 0%

NPK 100%NPK 50%


NPK 50%

Kontrolle 0%



Schlatthof, Aesch (BL)


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Signifikant Effekte von Bodenbearbeitung, Düngung, Sorte und Sorte x Bodenbearbeitung

Silomaisertrag Schlatthof, Aesch in 2010

Ricardinio

Coxximo

Fernandez

Torres

Aspekt

Grosso

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9 Streifenversuche im Ackerbau in den Regionen NW-CH, BE und W-CH angelegt

Pflug I Reduziert

Klimafreundlicher Ackerbau auf 9 Praxisbetrieben


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Erfahrungen aus der Praxis (2009 bis 2011)

› Schnellere Mineralisierung beim Pflug, weniger Unkraut

› Pflug bringt zu Beginn in der Regel ~10 % Mehrertrag

› Reduzierte Bodenbearbeitung spart Diesel und Arbeitszeit

› Einsatz der Maschinen ist anspruchsvoller im reduzierten Verfahren

› Lauffrist des Projektes zu kurz um positive Auswirkungen wie Humusaufbau im reduzierten Verfahren zu sehen

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Gründüngungen zur Stickstofffixierung

› Versuchsfragen:› Gründüngungsart› Saatzeitpunkt› Saatstärke› Einarbeitung› Wirtschaftlichkeit


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Maisertrag nach Wintererbsen (Mittel 6 Versuche)

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Modul 5: Streifenversuche Gemüse

Graphik D. Eppenberger


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Klimabilanz bei reduzierter Bodenbearbeitung

› Ziel: Untersuchung des Klimaeffekts verschiedener Bodenbearbeitungs- und Düngungsvarianten des Fricker Versuches auf der Basis von LCAs

› Vorgehen: Berechnung der Klimagasemissionen der verschiedenen Bodenbearbeitungs- und Düngungsvarianten erfolgt unter Berücksichtigung aktueller Ökobilanzdatenbanken

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Methodik

› Modell Treibstoffverbrauch› Basierend auf Treibstoffberechnungsformeln der KTBL und

Zugkraftmessungen im Ackerbau von Schmidt et al. (2010)

› Modell N2O-Emmissionen› Neu entwickeltes Modell, das der Wirkungsweise organischer

Dünger Rechnung trägt (direkte und indirekte (Ammoniak, Nitrat) Emissionen aus verfügbarem Stickstoff, aus Ernterückständen, aus der Mineralisierung von C/N-Verbindungen

› Modell C-Sequestrierung› Input-Output Modell basierend auf C-Stock Messwerten, C-

Input über organische Dünger und Ernterückstände sowie C-Mineralisierung

› Langfristig gebundener Kohlenstoff (>100 Jahre) berechnet nach Favoino und Hogg (2008)


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Klimabilanz (Frick)

23

‐2000

‐1000

0

1000

2000

Pflug/Mistkompost Pflug/Vollgülle red/Mistkompost red/Vollgülle

kg CO2 eq

/ ha*a

Winterweizen 2009

Getreidetrocknung

Transport Erntegut

Transport Saatgut

Ballen laden

Ballen pressen

Ernte Mähdrescher

Striegeln

Gülle ausbringen

Mistkompost ausbringen

Aussaat

Rototillen

Pflügen

N2O indirekt

N2O aus C‐Mineralisierung

N2O aus Ernterückständen

N2O aus Hofdünger

C‐Sequestrierung

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Klimabilanz (Frick)

24

‐0.40

‐0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

Pflug/Mistkompost Pflug/Vollgülle red/Mistkompost red/Vollgülle

kg CO2eq

/ kg Weizenkorn

Winterweizen 2009

Getreidetrocknung

Transport Erntegut

Transport Saatgut

Ballen laden

Ballen pressen

Ernte Mähdrescher

Striegeln

Gülle ausbringen

Mistkompost ausbringen

Aussaat

Rototillen

Pflügen

N2O indirekt

N2O aus C‐Mineralisierung

N2O aus Ernterückständen

N2O aus Hofdünger

C‐Sequestrierung


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Klimagasemissionen (+) und Kohlenstoffbindung (-) im Fricker Bodenbearbeitungsversuch

‐16'000

‐14'000

‐12'000

‐10'000

‐8'000

‐6'000

‐4'000

‐2'000

0

2'000

4'000

6'000

8'000

10'000

12'000

Pflug / Mistkompost

Pflug / Vollgülle

reduzierte Boden‐bearbeitung / Mistkompost

reduzierte Boden‐bearbeitung / Vollgülle

kg CO2 e

q / ha

Weizen 09

Mais 08

Kleegras 06‐07

Dinkel 05

Sonnenblumen 04

Weizen 03

C‐SequestrierungWeizen 09

C‐SequestrierungMais 08

C‐SequestrierungKleegras 06‐07

C‐SequestrierungDinkel 05

C‐SequestrierungSonnenblumen 04

C‐SequestrierungWeizen 03

~ 20%

~ 75%

CO2 eq Emissionen

CO2 eq Rückbindung

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Gesamtdeckungsbeitrag über Fruchtfolge (Frick)

‐5'000

0

5'000

10'000

15'000

20'000

25'000

30'000

Pflug‐Gül le Pflug‐Mistkompost Reduziert‐Gül le Reduziert‐Mistkompost

Gesamtdecku

ngsbeitrag

(Franken

pro Hektar ü

ber 6

‐jährige Fruchtfolge)

Winterweizen09

Mais08

Kleegras07

Kleegras06

Dinkel05

Sonnenblumen04

Hafer‐Perser‐Alexandrinerklee

Futtererbse

+21 bis +35%


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Zusammenfassung

› Klimaneutraler Bioackerbau ist bei reduzierter Bodenbearbeitung Dank Kohlenstoffbindung im Boden möglich

› Ertragsminderung bei reduzierter Bodenbearbeitung in ersten Jahren, deutlich höhere Erträge nach Umstellungsphase im Fricker Versuch

› Reduzierte Bodenbearbeitung erhöht Bodenfruchtbarkeit und führt zu verbesserter Wasserstresstoleranz

› Ökonomischer Erfolg hängt hautsächlich vom Ertrag ab› Gründüngungspflanzen speichern bis 150 kg N › Ausblick: Langzeiteffekte an verschiedenen Standorten,

N2O Messungen, Unkrautregulierung, Maschinenkosten

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Das Projektteam

› Paul Mäder › Fredy Berner› Monika Messmer› Robert Frei› Hansueli Dierauer› Maurice Clerc› Peter Hofer (Bodenschutzfachstelle Bern)› Christian Schader› Matthias Meier› Martin Koller


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Dank - Ackerbaubetriebe› *Alfred Schädeli, Pius Allemann, Frick (AG)› *André Leimgruber, Aesch (BL)› *Samuel Ineichen und Ulrich Ineichen, Muri (AG)

› André Horisberger, Chavannes-le-Veyron (VD)› Andreas Ineichen, Oberwil (BL)› Cyriac Schnyder, St. Erhard (LU)› Hansueli Häberli, Kirchlindach (BE)› Olivier Eberhard, La Sarraz (VD)› Peter Grossenbacher, Hindelbach (BE)› René Stefani, Full-Reuenthal (AG)› Thomas Hauser, Chéserex (VD)› Ulrich Ineichen (AG)› Urs Siegenthaler, Münsingen (BE)

* Hauptversuche

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Dank - Gründüngungsversuche

› Alfred Schädeli, Pius Allemann, Frick (AG)› Beatrice Peter, Jorge Vásquez, Wildensbuch (ZH)› Gerber BioGreens, Fehraltdorf (ZH)› Laurent Godel, Domdidier (FR)› Rathgeb's Bioprodukte, Unterstammheim (ZH)


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Finanzierung

› Coop Fonds für Nachhaltigkeit (CH)› Evidenzgesellschaft (CH) › Sampo Initiative für Anthroposophische Forschung

und Kunst (CH)› Software AG-Stiftung (DE)› Stichting Demeter (NL) › Stiftung zur Pflege von Mensch, Mitwelt und Erde

(CH)

› Bundesamt für Landwirtschaft (CH)› EU Projekt NUE-CROPS

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Für eine klimafreundliche Bodenbewirtschaftung


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