Teilprojekt 500

TP 500 - Nachhaltige Landwirtschaft

Einführung - Ziele - Methoden & Erste Ergebnisse

Einführung

Der südliche Teil des Oblast Tyumen gehört zur Waldsteppenzone und wird großflächig landwirtschaftlich genutzt, vor allem für den Anbau von Sommerweizen. Der Ackerbau findet überwiegend auf humusreichen Schwarzerden statt und zeichnet sich teilweise durch einen geringen Einsatz von Produktionsmitteln und moderate Erträge aus. Aufgrund des bereits stattfindenden Klimawandels und einer zu erwartenden Intensivierung der Landwirtschaft in Westsibirien ist es notwendig, Strategien für eine nachhaltige Landwirtschaft zu entwickeln. Diese Strategien müssen gleichzeitig die Produktivität der landwirtschaftlichen Flächen sichern und die natürlichen Ressourcen (Böden, Wasser, Biodiversität) schonen.

Ziele

Ziel von TP 500 ist, Strategien für eine nachhaltige landwirtschaftliche Nutzung und Anpassungsstrategien an den Klimawandel im Oblast Tjumen zu entwickeln. Dabei wird die derzeitige Landnutzung unter Berücksichtigung der Produktivität, Kohlenstoffvorräte, Stoffströme und der Biodiversität analysiert. In enger Kooperation mit den russischen Partnern werden Langzeitexperimente zu unterschiedlichen Bodenbearbeitungsvarianten hinsichtlich ihrer Kohlenstoff- und Nährstoffbilanzen analysiert und Konzepte für ein verbessertes Stoffstrommanagement auf regionaler Ebene erarbeitet. Auf Betriebsebene werden in Zusammenarbeit mit einem russischen Großbetrieb praxisnah Alternativen zur derzeitigen Getreideproduktion getestet. Auf Grundlage dieser Ergebnisse sollen Konzepte für eine verbesserte Landnutzung entwickelt und implementiert werden.

Methoden & Erste Ergebnisse

TP 510 - Analyse und Optimierung nachhaltiger landwirtschaftlicher Nutzungsstrategien auf Betriebsebene

• Analyse der landwirtschaftlichen Strukturen in der Region Tjumen
• Anlage großflächiger produktionstechnischer Feldversuche (Bodenbearbeitung, Aussaatparameter)
• Experimente zur Anbauwürdigkeit von Soja in Westsibirien
• Verbesserung nachhaltiger landwirtschaftlicher Nutzungsstrategien auf Betriebsebene

Die räumliche Verteilung der Agrarstruktur zeigt einen deutlichen Nord-Süd-Gradienten der Produktionsintensität. Dort, wo die Anteile der landwirtschaftlich genutzten Fläche am höchsten sind, dominiert der Anbau von Sommerweizen die Ackerflächen. Die Getreideproduktion in dieser Region ist in der Regel wasserlimitiert. Insbesondere in den vergangenen Jahren kam es aufgrund von Witterungsextremen häufiger zu Ernteeinbußen.

Zur Identifikation von nachhaltigen landwirtschaftlichen Produktionssystemen, die auch unter Klimawandelbedingungen langfristig stabile Erträge ermöglichen, finden Feldversuche unter Praxisbedingungen auf dem Betrieb ZAO Plemzavod Yubileyny in Ishim statt. Dort werden über drei Jahre unterschiedliche Kombinationen von Bodenbearbeitung und Aussaatparametern auf eine möglichst wassernutzungseffiziente Produktionstechnologie hin verglichen. Auf 10 ha steht Sommerweizen in dreifacher Wiederholung und vollständig randomisiertem Blockdesign, um die Einsatzmöglichkeiten von moderner und präziser Produktionstechnik im Vergleich zur betriebsüblichen Variante aufzuzeigen.

TP 520 – Biodiversität und Kohlenstoffvorräte von Ackerflächen unterschiedlicher Nutzungsintensität

Analyse der Diversität und Artenzusammensetzung der Wildpflanzenvegetation auf Ackerflächen unterschiedlicher Nutzungsintensität und Ackerbrachen unterschiedlichen Alters
Ermittlung der Kohlenstoffvorräte in den Böden von Ackerflächen und Brachen unterschiedlichen Alters in ausgewählten Testgebieten des Oblast Tyumen
Entwicklung eines Indikatorensystems für die Bewertung landwirtschaftlicher Flächen und Brachen hinsichtlich ihres Potentials für die landwirtschaftliche Produktion, Kohlenstoffspeicherung und Biodiversität

Trotz der vergleichsweise geringen ackerbaulichen Nutzungsintensität zeichnet sich die vorgefundene Ackerbeikrautvegetation durch eine geringe, mit der von Intensiväckern vergleichbare Diversität aus. Ausführlichere Analysen werden nach der 2. Geländesaison 2013 zeigen, wie sich die Beikrautvegetation entlang des Landnutzungs- und Klimagradienten unterscheidet, und wie hoch der Beitrag der Äcker zur gesamten floristischen Diversität auf Landschaftsebene einzuschätzen ist.
Überraschenderweise sind die Westsibirischen Äcker allerdings Lebensraum für arten- und individuenreiche Heuschreckengemeinschaften, die sich sogar vor Ort reproduzieren können. Für gewöhnlich ist die Störung durch die landwirtschaftliche Nutzung auf Ackerstandorten zu hoch, um Heuschrecken als Habitat zu dienen. Warum das in Westsibirien nicht der Fall ist, wird im weiteren Verlauf in Zusammenarbeit mit SP600 untersucht werden.

TP 530 - Regionales Stoffstrommanagement für Nährstoffe und organischen Kohlenstoff

• Bodenkundliche Analyse von Langzeitversuchen zu unterschiedlichen Bodenbearbeitungs- und Düngungsvarianten hinsichtlich der Kohlenstoff- und Nährstoffbilanzen und der Bodenqualität
• Modellierung der Kohlenstoffgehalte von Ackerböden unter verschiedenen Klimabedingungen
• Vergleich von Bodeneigenschaften auf landwirtschaftlich genutzten und ungenutzten Standorten, um die Veränderungen im Oberboden durch landwirtschaftliche Nutzung zu quantifizieren
• Regionale Analyse des Reststoffpotentials aus der Tierproduktion für die organische Düngung
• Modellierung des Stoffstrommanagements auf regionaler Ebene

Erste Untersuchungen der landwirtschaftlich genutzten und ungenutzten Flächen haben ergeben, dass das Gefüge sich durch landwirtschaftliche Nutzung verändert. Das Pflügen führt zu starker Klumpenbildung. Die Krümelanteile nehmen ab, Subpolyeder- und Polyedergefüge nehmen durch landwirtschaftliche Nutzung zu. Die Lagerungsdichten der ackerbaulich genutzten Flächen sind höher als die der nicht genutzten Flächen.

Beim Stoffstrommanagement wurde der Nährstoffanfall/ha Ackerland aus dem Wirtschaftsdünger je Rajon für das Jahr 2011 berechnet (siehe Abbildung unten). Auffällig hoch sind die Stickstoffgehalte und Vieheinheiten im Tjumener Rajon. 93 % der Geflügelproduktion der gesamten Oblast findet in dem Tjumener Rajon statt. Drei große Geflügelfarmen und mehrere kleinere Betriebe hielten im Jahr 2011 über 7 Millionen Tiere. Auch im nördlichsten Rajon Uwat ist der N-Anfall aus dem Wirtschaftsdünger mit 226 kg N/ha Ackerland sehr hoch. Die südlichen Rajons werden durch den Ackerbau geprägt und weisen einen eher geringen Viehbesatz auf.

Kontakt

Kontakt

Prof. Dr. Dieter Trautz (TP 510) / Kathrin Kiehl (TP 520)
Hochschule Osnabrück
Fakultät Agrarwissenschaften und Landschaftsarchitektur
Postfach 1940
D- 49009 Osnabrück
Tel. : +49 (0) 541 969 5058 (Trautz) / +49 (0) 541 969 5042 (Kiehl)
Fax: +49 (0) 541 969 5205 (Trautz) / +49 (0) 541 969 5170 (Kiehl)
E-Mail: d.trautz@hs-osnabrueck.de / k.kiehl@hs-osnabrueck.de
Web (Trautz): http://www.al.hs-osnabrueck.de/9324+M58495982e7c.html
Web (Kiehl): http://www.al.hs-osnabrueck.de/kiehl.html

Prof. Dr. Gabriele Broll (TP 530)
Universität Osnabrück Institut für Geographie
Seminarstraße 19 a/b
D- 49074 Osnabrück
Tel. : +49 (0) 541 541 969 4073
Fax: +49 (0) 541 969 4333
E-Mail: gabriele.broll@uni-osnabrueck.de
Web: http://www.geographie.uni-osnabrueck.de/index.php?n=Mitarbeiter.Broll