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Nachhaltige Intensivierung in der Landwirtschaft durch Agroforst. Teilprojekt 5: Qualität von Ein- und Austrägen der Biomasse landwirtschaftlicher Kulturen und Bäumen in Agroforstsystemen (SIGNAL)

Projekt

Klimawandel

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Klimawandel


Förderkennzeichen: JKI-PB-08-1227
Laufzeit: 01.07.2015 - 31.07.2018
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Durch die Ausnutzung ökologischer Interaktionen kann eine nachhaltige Intensivierung in der Landwirtschaft erreicht werden. Dabei gilt es, moderne ökologische Erkenntnisse und das traditionelle Wissen hinsichtlich der Funktonalität und der Ausgestaltung von Ökosystemen zu kombinieren. Agroforstsysteme (AFS), also die gezielte Integration von Bäumen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen besitzen ein deutlich höheres Potenzial zur Ausnutzung ökologischer Interaktionen als konventionelle Anbausysteme. Dennoch liegen derzeit keine umfassenden Studien vor, in welcher Weise durch AFS die biologische Funktionalität und Boden-Wurzelinteraktionen so beeinflusst werden, dass es zu einer erhöhten Nährstoff- und Wassereffizienz kommt. Innerhalb von SIGNAL sollen diesbezüglich vergleichende Untersuchungen zwischen Langzeit-AFS und benachbarten konventionellen Anbauflächen durchgeführt werden. Die zentrale Hypothese lautet: AFS sind ökologisch und ökonomisch nachhaltiger als benachbarte konventionelle Anbausysteme und verbessern somit insbesondere auf armen Standorten oder bei erhöhtem Risiko der Nährstoffauswaschung und Erosion die Leistungsfähigkeit der Böden. Mit Blick auf einzelne Prozesse (Zersetzung, N-Mineralisation, Nitrifikation) soll die Verbindung zwischen funktionaler Diversität des Bodenlebens und Effekten (Anreicherung von org. Bodensubstanz, Bodenstruktur, Nitrataustrag) untersucht werden. Weiterhin wird der Einfluss des Managements (Einbringung von Ernterückständen, Bauartenwahl, Bestandesdichte) hinsichtlich der Optierung biologischer Prozesse untersucht. Dessen Effektivität wird gemessen an der Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz. Damit soll erstmalig für AFS die Konkurrenz um bzw. Komplementarität von Ressourcen (Wasser, Nährstoffe, Licht) messend verfolgt, modelliert und mit konventionellen Anbausystemen verglichen werden. SIGNAL wäre zudem die erste Studie, die auch die Rentabilität sowie sozioökonomische Auswirkungen von AFS umfassend mit untersucht.

Langfristiges Ziel des Teilprojekts ist die Bewertung, ob die zusätzlichen Biomasseinputs durch die Bäume Bodendegradierung entgegenwirken und zu einer nachhaltigen Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit beitragen können. Die größten zusätzlichen Biomasseinputs (Laubstreu) wurden innerhalb der Baumstreifen und in 1 m Entfernung von den Baumstreifen gemessen. Die Zersetzung der Laubstreu an der Bodenoberfläche war im beschatteten Bereich der Acker- bzw. Grünlandfläche ähnlich wie im unbeschatteten Bereich. Grünland- und Rapserträge waren 1 m neben den Baumstreifen signifikant niedriger als in größeren Feldtiefen und auf der Referenzfläche, die Entwicklung des Grases bzw. Raps war hier verzögert.

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