Afs 10 2012 d

Agrar forschung schweiz 2 0 1 2

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H e f t

1 0

Agroscope | BLW | HAFL | AGRIDEA | ETH Zürich

O k t o b e r

Pflanzenbau

Neue pilzabweisende Eigenschaften von mit UV-Licht behandelten Pflanzen

Umwelt

Ammoniak aus Rindviehställen: Entwicklung der Emissionen für die Schweiz

Nutztiere

Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette

Seite 464 Seite 486 Seite 492

Inhalt Oktober 2012 | Heft 10 463 Editorial Unter Stress erzeugen Pflanzen c­ hemische Verbindungen, um sich zu schützen und sich, unter anderem, gegen Pilzkrankheiten zu verteidigen. Um neue, pilzabtötende Moleküle zu entdecken, welche im agronomischen und medizinischen Bereich nutzbar wären, wurden etwa dreissig Pflanzenarten einem Lichtstress durch Behandlung mit UV-C unterworfen. (Foto: Carole Parodi, ACW) Impressum Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse ist die Zeitschrift der landwirtschaftlichen Forschung von Agroscope und ihren Partnern. Die Zeitschrift erscheint auf Deutsch und Französisch. Sie richtet sich an Fachpersonen aus Forschung, Industrie, Lehre, Beratung und Politik, an kantonale und eidgenös­sische Ämter und weitere Fachinteressierte.

Herausgeberin Agroscope Partner b Agroscope (Forschungsanstalten Agroscope Changins-Wädenswil ACW; Agroscope Liebefeld-Posieux und Schweizerisches Nationalgestüt ALP-Haras; Agroscope Reckenholz-Tänikon ART), www.agroscope.ch b Bundesamt für Landwirtschaft BLW, Bern, www.blw.ch b Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL, ­Zollikofen, www.hafl.ch b Beratungszentrale AGRIDEA, Lindau und Lausanne, www.agridea.ch b Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich, Departement für Umweltsystemwissenschaften, www.usys.ethz.ch Redaktion Andrea Leuenberger-Minger, Agrarforschung Schweiz / ­Recherche Agro­nomique ­Suisse, Forschungs­anstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP Postfach 64, 1725 Posieux, Tel. +41 26 407 72 21 Fax +41 26 407 73 00, E-Mail: info@agrarforschungschweiz.ch

Pflanzenbau N 464 eue pilzabweisende Eigenschaften von

mit UV-Licht behandelten Pflanzen Olivier Schumpp et al.

Pflanzenbau Innovative Agroforstsysteme – On farm 470

­monitoring von Chancen und Grenzen Monika Kuster, Felix Herzog, Maik Rehnus und Jean-Pierre Sorg Pflanzenbau Fruchtansatzprognose beim Apfel 478

unterstützt die chemische Frucht­ behangsregulierung Michael Gölles, Albert Widmer und Daniel Baumgartner Umwelt Ammoniak aus Rindviehställen: Entwick486

lung der Emissionen für die Schweiz Sabine Schrade und Margret Keck Nutztiere Bestimmter und geschätzter Futterwert 492

Judith Auer, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse, Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW Postfach 1012, 1260 Nyon 1, E-Mail: info@agrarforschungschweiz.ch Redaktionsteam Vorsitz: Jean-Philippe Mayor (Direktor ACW), Sibylle Willi (ACW), Evelyne Fasnacht (ALP-Haras), Etel Keller-Doroszlai (ART), Karin Bovigny-Ackermann (BLW), Beat Huber-Eicher (HAFL), Philippe Droz (AGRIDEA), Brigitte Dorn (ETH Zürich).

Abonnement Preise Zeitschrift: CHF 61.–* (Ausland + CHF 20.– Portokosten), inkl. MWSt. und Versandkosten, Online: CHF 61.–* * reduzierter Tarif siehe: www.agrarforschungschweiz.ch Adresse Nicole Boschung, Agrarforschung Schweiz / Recherche Agronomique Suisse, ­Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP Postfach 64, 1725 Posieux, Tel. +41 26 407 72 21 Fax +41 26 407 73 00, E-Mail: info@agrarforschungschweiz.ch Adressänderungen E-Mail: verkauf.zivil@bbl.admin.ch, Fax +41 31 325 50 58 Internet www.agrarforschungschweiz.ch www.rechercheagronomiquesuisse.ch ISSN infos ISSN 1663-7852 (Print) ISSN 1663-7909 (Internet) Schlüsseltitel: Agrarforschung Schweiz Abgekürzter Schlüsseltitel: Agrarforsch. Schweiz © Copyright Agroscope. Nachdruck von Artikeln gestattet, bei Quellenangabe und Zustellung eines Belegexemplars an die Redaktion.

Erfasst in: Web of Science, CAB Abstracts, AGRIS

von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette Yves Arrigo Kurzbericht Das neue Forschungskonzept Land- und 500

­Ernährungswirtschaft 2013–2016 des BLW Markus Lötscher

Kurzbericht Eine neue Zukunft für Agroscope 504 Paul Steffen 508 Porträt 509 Aktuell 511 Veranstaltungen Sortenlisten Beilagen Liste der empfohlenen Sorten von

­Futterpflanzen 2013–2014 Daniel Suter, Hans-Ulrich Hirschi, Rainer Frick und Mario Bertossa

S tandardmischungen für den Futterbau – Revision 2013–2016 Daniel Suter, Erich Rosenberg, Eric Mosimann und Rainer Frick

Editorial

Wissen schafft Zukunft Liebe Leserin, lieber Leser

Martin Lobsiger, Profi-Lait, ­A groscope ­L iebefeld-Posieux ALP-Haras

Die Schweizer Landwirtschaft braucht Innovation und Effizienzsteigerung. So kann sie erfolgreich ihre vielfältigen Chancen nutzen und die schwierigen Herausforderungen der Zukunft meistern.

Alle Akteure des landwirtschaftlichen Wissenssystems aus Forschung und ­Entwicklung, Bildung und Beratung, die landwirtschaftlichen Unternehmen, Verbände und Behörden sind dazu aufgefordert, die Innovationskraft und die Ressourceneffizienz der Schweizer Landwirtschaft zu fördern und entsprechende Rahmenbedingungen zu setzen.

Um diese Ziele zu erreichen, ist die Vernetzung über die Fachgrenzen hinweg und entlang der ganzen Wertschöpfungsketten notwendig. Denn: in der heutigen, globalisierten Welt reicht eine disziplinäre Sichtweise und das alleinige Handeln der einzelnen Institutionen nicht mehr aus.

Im Bereich der Milchproduktion bildet die Netzwerkorganisation Profi-Lait seit mehr als zehn Jahren die nationale Plattform für alle, an einer starken, einheimischen Milchproduktion interessierten Kreise des landwirtschaftlichen Wissenssystems. Zu Themen entlang der ganzen Produktionskette Milch – vom Futterbau über die Zucht, Haltung und Fütterung der Milchkuh bis hin zum Melken – unterstützt Profi-Lait einerseits den Wissenstransfer von der Forschung in die Praxis.

Andererseits werden aktuelle Forschungsfragen diskutiert und Bedürfnisse der Beratung und Praxis in die Forschung und Entwicklung vermittelt.

Neugierde und die Überzeugung, dass man in Kooperation mehr erreichen kann als in Konkurrenz, verbinden die Partner von Profi-Lait. Neugierde bedeutet die Bereitschaft, neue Ansätze zu suchen, ohne Berührungsängste gegensätzliche Ansichten zu diskutieren und die Offenheit, von den Besten zu lernen – dadurch entsteht Innovation. Kooperation bedeutet für die Partner von Profi-Lait, gemeinsame Projekte zu Gunsten der Schweizer Milchproduzenten zu unterstützen, sein Wissen in das Netzwerk einzubringen und relevante Informationen auszutauschen – dadurch entstehen Synergien und steigt letztlich die Effizienz.

Neugierde und Kooperation als Schlüssel zu Innovation und Effizienz. Dieser Grundsatz gilt nicht nur für Profi-Lait und die Schweizer Milchproduktion. Er spielt im gesamten landwirtschaftlichen Wissenssystem eine zentrale Rolle. Von der Forschung und Entwicklung über die Bildung und Beratung bis hin zur Umsetzung in die Praxis gilt: um die Ziele einer nachhaltigen Land- und Ernährungswirtschaft zu erreichen, sind wir alle aufgefordert, neugierig zu bleiben und nach Kräften zusammenzuarbeiten.

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 463, 2012

463

P f l a n z e n b a u

Neue pilzabweisende Eigenschaften von mit UV-Licht behandelten Pflanzen Olivier Schumpp1, Valentine Berger1, Eric Remolif1, Bernard Messerli2, Peter Frei1, Michel Monod3, Jean-Luc Wolfender4 und Katia Gindro1 1 Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 1260 Nyon 2 Schweizerisches Nationalmuseum, Château de Prangins, 1197 Prangins 3 Departement der Haut- und Geschlechtskrankheiten, Labor für Pilzkunde, Universitätsspital des Kantons Waadt, Lausanne 4 Phytochemie und natürlich-bioaktive Substanzen, Sektion der Pharmazeutischen Wissenschaften, Universität Genf - Universität Lausanne, Quai Ernest Ansermet 30, 1211 Genf 4 Auskünfte: Olivier Schumpp, E-Mail olivier.schumpp@acw.admin.ch, Tel. +41 22 363 43 53

Die pflanzliche Biodiversität kann der Ausgangspunkt für interessante Moleküle mit fungistatischer Wirkung sein.

Einleitung Mit der Entwicklung von Resistenzen gegen Pflanzenschutzmittel und dem Auftreten neuer Krankheiten in Spitälern sind die Medizin und die Agronomie aufgerufen, neue Aktivsubstanzen zu erforschen (Fisher et al.

2012). In einer natürlichen Umwelt, in welcher die Mikro­ organismen sehr präsent sind, vermögen die Pflanzen und Mikroorganismen sich selbst gegen ihre Angreifer durch die Produktion toxischer Substanzen zu schützen

464

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 464–469, 2012

(Bennet und Wallsgrove 1994; Spiteller 2008). Der Mensch hat es verstanden, diese Quelle von aktiven Molekülen für sich zu nutzen. Bis heute ist ein grosser Teil der antimikrobiellen Stoffe in der Medizin sowie einige Pflanzenschutzmittel aus natürlichen Substanzen abgeleitet oder in der Grundidee diesen nachgebildet (Newam und Cragg 2007). Allerdings hat das Interesse an natürlichen Substanzen in den letzten zwei Jahrzehnten abgenommen, da es schwierig ist, mit komplexen Extrakten zu arbeiten, und die Isolation der bioaktiven

Produkte sehr viel Zeit benötigt. Heute neigt die Industrie prioritär dazu, vorhandene synthetische Moleküle nach potenziell einsatzfähigen Molekülen zu durchkämmen (Strohl 200; Li und Vederas 2009).

Um die Produktion natürlicher, neuer, aber eher seltener Substanzen zu aktivieren, unterziehen Mikrobio­ logen ihre Kulturen Umweltstressfaktoren (Bode et al.

2002; Scherlach und Hertweck 2009). Chemische Substanzen, welche Pflanzen als Reaktion auf den Befall durch einen pathogenen Keim oder einen Schädling erzeugen, können zum Kulturmedium hinzugegeben werden, was ebenfalls die Entdeckung neuer Aktivstubstanzen bewirken kann (Poulev et al. 2003).

Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, zu prüfen, ob mit einem unspezifischen Stress auf Blätter oder Blüten von Pflanzen die Produktion neuer Verbindungen für agronomische oder medizinische Zwecke stimuliert werden kann. UV-Licht induziert einen generellen Stress, welcher zu einer Stimulierung des Sekundärstoffwechsels führen kann. In diesem Zusammenhang haben wir die fungiziden Eigenschaften von Molekülen erforscht, deren Produktion durch UV-Licht hervorgerufen wird.

Die fungizide Aktivität wurde bei Fusarium-Arten untersucht, die besonders in der Landwirtschaft grosse Verluste verursachen. Diese Pilzarten treten aber auch vermehrt als klinische Fälle von Nagelerkrankungen auf.

Zusammenfassung

Neue pilzabweisende Eigenschaften von mit UV-Licht behandelten Pflanzen | Pflanzenbau

Unter Stress erzeugen Pflanzen chemische Verbindungen, um sich zu schützen. Diese Moleküle helfen ihnen, sich an Veränderungen in ihrer Umwelt anzupassen und sich, unter anderem, gegen Pilzkrankheiten zu verteidigen. Gewisse pflanzenpathogene Pilze, insbesondere jene, die zur Gruppe der Fusarien gehören, sind fähig, auch beim Menschen Krankheiten hervorzurufen. Um neue, pilzabtötende Moleküle zu entdecken, welche im agronomischen und medizinischen Bereich nutzbar wären, wurden etwa dreissig Pflanzenarten einem Lichtstress durch Behandlung mit UV-C unterworfen. Die Arten der Familie Vitaceae reagieren besonders gut auf diese Stimulation indem sie neue Substanzen mit Wirkung gegen Fusarien produzieren.

Material und Methoden Biologisches Material Das Pflanzenmaterial wurde auf dem Landwirtschaftsbetrieb von Agroscope ACW und im Garten der alten Sorten des Schlosses von Prangins gesammelt. Die Blätter und Blüten wurden auf Filterpapier, das mit 30 ml Wasser durchtränkt war, in Polystyrenschachteln gelegt.

Diese Dosen wurden einer Bestrahlung mit UV-C (Wellenlänge 253 nm; Abb. 1) ausgesetzt, anschliessend verschlossen und in eine Wachstumskabine gebracht. Der Pilzstamm Fusarium solani Sin74 stammt aus einer Sammlung von Pilzkulturen, welche von Patienten im waadtländischen Kantonsspital isoliert wurden, die eine Erkrankung der Nägel aufwiesen. Die Stämme wurden nach dem bestehenden Standartprotokoll in die Pilzsammlung Mycoscope (http://mycoscope.bcis.ch/) integriert. Kleine bewachsene Agarstücke werden in PDB (Potato Dextrose Broth, Difco), ein Viertel der vom Fabrikanten empfohlenen Konzentration überimpft.

Biotests Die Extraktion der Proben mit Ultraschall wurde an frischem Material während 20 Minuten bei einer Frequenz von 25 KHz in Methanol (30 ml pro Gramm Pflanzenma-

Abb. 1 | Exposition von Rebenblättern gegenüber UV-C Licht (253 nm).

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 464–469, 2012



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mit UV-Behandlung

ohne UV-Behandlung

Pflanzenbau | Neue pilzabweisende Eigenschaften von mit UV-Licht behandelten Pflanzen

Abb. 2 | Test der fungistatischen Wirkung von Rebenextrakten mit und ohne Behandlung mit UV-C Licht gegen den Pilzstamm Fusarium solani Sin 74, welcher gegenüber bekannten ­B ehandlungen resistent ist. Die Verdünnungsfaktoren sind mit grauen Buchstaben angegeben.

Nach einer UV-C Licht Exposition zeigt die halbpolare Fraktion, die mit 50 % Alkohol eluiert wurde, eine fungistatische Wirkung, welche das Wachstum des Pilzstammes Fusarim solani Sin 74 hemmt (Teststellen rot umrandet). Das ursprüngliche Extrakt verliert seine Aktivität wenn es achtfach oder mehr verdünnt wird (Ctrl = Kontrollmilieu ohne pflanzliches Extrakt).

terial) durchgeführt. Die Extrakte wurden anschliessend mit einer Filterspritze der Maschenweite 0,45 µm gefiltert, danach in eine Wassersuspension überführt und auf eine Chromatographiesäule mit Umkehrphase aufgetragen (Supelclean TM LC18, 3 ml, 500 mg von Sigma, Buch, Schweiz). Die Chromatographiesäule war vorgängig mit 3 × 3 Volumeneinheiten von Methanol und 3 × 3 Volumeneinheiten von Wasser vorbereitet worden. Die Extrakte wurden schrittweise in drei Fraktionen verschiedener Polarität aufgetrennt und getrocknet. Der polaren Fraktion wird 6 ml Wasser zugegeben. Der halbpolaren Fraktion wird 6 ml 50 %-iges Methanol und der am ­ wenigsten polaren Fraktion 6 ml 80 %-iges Methanol hinzugefügt. Die biologische Aktivität gegen Fusarien wurde auf Mikroplatten mit einer Verdünnungsreihe von eins bis acht gemessen. Die Extraktmenge, welche aus vier Gramm frischem Pflanzenmaterial gewonnen werden konnte, wird für die höchste Konzentration erneut in 1 ml Kulturmilieu in Suspension gebracht. Die

466

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 464–469, 2012

nächsten vier Fraktionen werden verdünnt gemäss Schumpp et al. (2012).

HPLC - Analyse Von jeder getesteten Pflanzenart hat man drei Blattrondellen mit einem Durchmesser von 4 mm entnommen, gewogen und sofort unter Schütteln in 100 µl Methanol während 10 Minuten bei 60 ºC extrahiert. Nach Zentri­ fugation der pflanzlichen Reste wurden 30 µl des oben aufschwimmenden Konzentrates direkt in ein HPLC-UV-Ultimate-300-(Dionex)-Chromatographiegerät mit einer Säule mit Umkehrphase Lichrospher C18 (Merck) injiziert und bei 250 nm analysiert.

Resultate und Diskussion Das Pflanzenmaterial, das im Feld oder im Gewächshaus eingesammelt worden war, wurde unverzüglich in Dosen gelegt mit der Unterseite der Blätter nach oben.

Neue pilzabweisende Eigenschaften von mit UV-Licht behandelten Pflanzen | Pflanzenbau

Tab. 1 | Antifungistatische Eigenschaften von 31 Pflanzenarten. Die Pflanzenextrakte wurden in Mikroschalen mit je 96 Teststellen geprüft.

Die Symbole (-, +, ++… etc.) geben den Grad der antifungistatischen Aktivität an. Die Proben, welche eine induzierte, unterdrückte oder von UV-Licht nicht beeinflusste antifungistatische Wirkung aufweisen sind blau unterlegt ; nd = nicht bestimmte Aktivität

Trivialname:

Süsswurzel Echter Wermut Wilde Artischoke Topinambur Grüner Salat Einjähriger Borretsch Öl–Rauke Gewöhnlicher Meerrettich Hanf

Wissenschaftlicher Name

Familie

Polare Fraktion (Wasser)

Halb-polare Fraktion (MeOH 50 %)

Nicht-polare Fraktion (MeOH 80 %)

Kontrolle

UV

Kontrolle

UV

Kontrolle

UV

Sium sisarum

Apiaceae

–

–

–

–

–

–

Artemesia absinthium

Asteraceae

–

–

–

–

–

–

Cynara cardunculus

Asteraceae

–

–

–

–

–

–

Helianthus tuberosus

Asteraceae

–

–

–

–

–

–

Lactuca sativa

Asteraceae

–

–

–

–

–

–

Borago officinalis

Boraginaceae

–

–

–

–

–

–

Brassica eruca

Brassicaceae

–

–

–

–

–

–

Cochlearia armoracia

Brassicaceae

–

–

–

–

–

–

Cannabis sativa

Cannabaceae

–

–

–

–

–

–

–

Euphorbia leuconeura

Euphorbiaceae

–

–

–

–

–

–

–

Euphorbia pulcherrina

Euphorbiaceae

–

–

–

–

–

–

Pisum sativum

Fabaceae

++

–

+++

+++

–

–

Crocus sativus_

Iridaceae

–

–

–

–

–

–

Hyssopus officinalis

Lamiaceae

–

–

–

–

–

–

Allium scorodoprasum

Liliaceae

+

+

–

–

–

–

Dracaena marginata

Liliaceae

–

–

–

–

–

–

Erbse Echter Safran Ysop Schlangen – Lauch Gerandeter Drachenbaum Echte Feige

Ficus carica

Moracées

–

–

–

–

–

–

Dendrobium

Dendrobium sp.

Orchidaceae

–

–

–

–

–

–

Plantago coronopus_

Plantaginaceae

–

–

–

–

–

–

Zea mays

Poacées

–

–

–

–

–

–

Helleborus niger

Ranunculaceae

+++

+++

++

+

++

–

Citrus limon

Rutaceae

–

–

–

–

–

–

Ruta graveolens

Rutaceae

–

–

–

–

+

+

Nicotiana benthamiana

Solanaceae

–

–

–

–

–

–

Krähenfuss -Wegerich Mais Schwarze Nieswurz Zitronenbaum Wein–Raute Nicotiana benthamiana –

Ampelopsis sp.

Vitaceae

nd

nd

–

++

nd

nd

Känguruhwein

Cissus antartica

Vitaceae

–

–

+

+

–

–

Cissus rhombifolia

Vitaceae

–

–

++

–

++

++

Vitis candicans

Vitaceae

nd

nd

+

+++

nd

nd

Muscadine

Muscadinia rotundifolia

Vitaceae

nd

nd

+

++

nd

nd

Sand–Rebe

Vitis rupestris

Vitaceae

nd

nd

+

+++

nd

nd

Weinrebe

Vitis vinifera

Vitaceae

–

–

–

+++

–

–

Zimmerrebe –

Nach der UV-Exposition wurden die Blätter während drei Tagen in eine Wachstumskambine verbracht. Nach dieser Periode hat man bei den gegenüber der Behandlung empfindlichsten Arten Symptome von Gewebe­ zerfall (nektrotische Ablagerungen) beobachtet. Aus diesen Gründen wurde die Inkubationszeit für die Blüten auf 48 h angesetzt. Eine Behandlung der Blätter oder der Blüten mit UV induziert chemische Modifikationen, welche mit HPLC-UV-Technik beobachtet werden können. Diese Veränderungen sind qualitativer Natur: neue

Peaks erscheinen auf dem Chromatogramm der behandelten Proben im Gegensatz zu unbehandelten Proben, was neue Substanzen anzeigt. Diese Veränderungen sind auch quantitativer Art bei jenen Substanzen, welche schon in den unbehandelten Proben vorhanden sind, aber für welche die Konzentration manchmal merklich ansteigt drei Tage nach der Behandlung mit UV-C. Pflanzen, die einer starken Bestrahlung ausgesetzt werden, produzieren sekundäre Verbindungen, welche UV-Strahlung absorbieren, was einen Abwehrmechanis- 

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 464–469, 2012

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Pflanzenbau | Neue pilzabweisende Eigenschaften von mit UV-Licht behandelten Pflanzen

mus der exponierten Pflanzen darstellt (Frohnmeier und Staiger 2003). Es werden aber auch sekundäre Verbindungen unter denselben Bedingungen erzeugt, wobei deren Produktion in den Pflanzen als Abwehrreaktion gegen Mikroorganismen zu verstehen ist (Schumpp et al, 2012). Um deren pilzabtötende Aktivität besser herauszuarbeiten, werden die gesamten pflanzlichen Extrakte in drei Fraktionen unterschiedlicher Polarität auf einer SPE-Säule aufgetrennt. Jede Fraktion wird anschliessend auf Mikroplatten (Abb. 2) in Bezug auf ihre biologische Aktivität gegen Fusarium solani Sin74 untersucht. Dieser Pilz ist gegenüber konventionellen Behandlungen wenig empfindlich. Auf den Blüten konnte keine Reaktion und keine gegen Pilze gerichtete Aktivität nachgewiesen werden. Bei fünf Arten von insgesamt 31 Arten, deren Blätter einer UV-Bestrahlung ausgesetzt worden waren, konnte hingegen eine gegen Fusarien gerichtet Aktivität in der halbpolaren Fraktion nachgewiesen werden.

Fünf andere Arten weisen eine gegen Fusarien gerichtete Aktivität auf, welche durch die Exposition gegenüber UV in einer der drei Fraktionen nicht beeinflusst wird. Drei Arten verlieren ihre fungizide Wirkung in einer oder zwei der drei Fraktionen nach UV-Exposition (Tab. 1). Dieser Wirkungsverlust lässt sich durch einen Abbau der Moleküle erklären, welche der UV-Strahlung ausgesetzt waren (Isomeration, Polymerisation, Photolyse…). Eine mögliche Erklärung liegt in der Reorientierung des metabolischen Flusses in der Pflanze in Folge einer Aktivierung gewisser Biosynthesewege, welche an die Resistenz gegenüber Lichtstress gekoppelt sind.

Obwohl die Pflanzenarten, welche in dieser Studie verwendet wurden, oft eine Aktivierung von Molekülen zeigen, was mit HPLC-UV beobachtet werden kann, wird nur bei gewissen Pflanzen der Familie der Vitaceae die Erzeugung neuer Moleküle ausgelöst. Dabei handelt es sich um Moleküle mit gegen Pilze gerichteter Aktivität, die in dieser Studie in der einen oder der andern der drei Fraktionen genutzt werden kann. Die Fraktionierung des Brutto-Extraktes erlaubt es, die Fraktionen mit aktiven Molekülen anzureichern, was erste Informationen über die Polarität dieser aktiven Moleküle liefert. So findet sich bei den Vitaceaen diese Aktivität vorwiegend in der Fraktion mit 50 %-igem Alkohol. Dies weist darauf hin, dass die gegen Fusarien gerichtet Aktivität jene Familie von Molekülen betreffen könnte, welche eine mittlere Polarität aufweisen.

Die UV-Induktion erlaubt somit bei gewissen Arten die Erzeugung neuer, aktiver Moleküle in einer Pflanze auszulösen, welche diese Moleküle unter Standardbedingungen nicht erzeugen würde. Diese Resultate zeigen auf, dass die Verwendung von Stress, so zum Beispiel UV-Licht, in gewissen Pflanzen biologische

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Aktivitäten auslösen können, die bisher unbekannt waren, die jedoch für pharmakologische und agronomische Zwecke genutzt werden können.

Schlussfolgerungen ••Die überwiegende Mehrheit der Pflanzen kann sich gegen äussere Angreifer verteidigen. Dieses Abwehrverhalten ist üblicherweise nicht in der grundlegenden Konstitution der Pflanzen angelegt, sondern wird als Reaktion auf biotische oder abiotische Faktoren ausgelöst.

••Wird der sekundäre Stoffwechsel durch einen allgemeinen Stress aktiviert, so führt die UV-C-Exposition bei gewissen Pflanzen der Familie der Vitaceae zum Auftreten neuer Antipilz-Substanzen.

••Die UV-C-Bestrahlung erweist sich als innovatives und wirksames Werkzeug, um neue biologische Eigenschaften aufzuzeigen. Dabei werden vor allem Kulturpflanzen oder alte Sorten erforscht, welche die lokale Biodiversität vertreten. n

Nuove proprietà antifungine di piante esposte ai raggi UV In situazioni di stress, le piante producono dei composti chimici per proteggersi. Queste molecole le aiutano ad adattarsi ai cambiamenti del loro ambiente e a diffendersi tra l’altro contro le malattie fungine. Certe specie di funghi fitopatogeni, in particolare quelle che appartengono al gruppo Fusarium, sono pure capaci di sviluppare delle malattie nell’uomo.

Per scoprire nuove molecole fungicide, sfruttabili sia nel settore agronomico che in quello medico, una trentina di specie vegetali hanno subito uno stress luminoso attraverso trattamento agli UV-C. Le specie della famiglia delle Vitaceae rispondono particolarmente bene a questo stimolo, producendo delle nuove sostanze efficaci contro i Fusarium.

Literatur ▪▪ Bennett R. & Wallsgrove R., 1994. Secondary Metabolites in Plant Defense-Mechanisms. New Phytol 127 (4), 617–633.

▪▪ Bode H. Bethe B., Hofs R. & Zeeck A., 2002. Big effects from small changes: Possible ways to explore nature's chemical diversity. ChemBioChem 3 (7), 619–627.

▪▪ Fisher M. C., Henk D. A., Briggs C. J., Brownstein J. S., Madoff L. C., McCraw S. L. & Gurr S. J., 2012. Emerging fungal threats to animal, plant and ecosystem health. Nature 484 (7393), 186–194.

▪▪ Frohnmeyer H. & Staiger D., 2003. Ultraviolet-B radiation-mediated responses in plants. Balancing damage and protection. Plant Physiol. 133 (4), 1420–1428.

▪▪ Li J. W. H. & Vederas J. C., 2009. Drug Discovery and Natural Products: End of an Era or an Endless Frontier? Science 325 (5937), 161–165.

▪▪ Newman D. J. & Cragg G. M., 2007. Natural products as sources of new drugs over the last 25 years. J. Nat. Prod. 70 (3), 461–477.

Summary

Riassunto

Neue pilzabweisende Eigenschaften von mit UV-Licht behandelten Pflanzen | Pflanzenbau

Antifungal properties of plants exposed to UV irradiation When exposed to stress, plants produce protective compounds. These molecules contribute to their adaptation to environmental changes and to resistance to microbial attacks. Some fungal phytopathogenic species, especially those belonging to the Fusarium group, are also able to develop diseases in humans. In order to identify new sources of antifungal molecules of pharmacologic or agronomic interest, around thirty plant species from different taxonomical groups have been exposed to UV-C. Plant species from the Vitaceae group respond to UV treatment with the induction of a strong anti-fusaric activity.

Key words: Fusarium, UV-C, stress, OSMAC, fungicides.

▪▪ Poulev A., O'Neal J., Logendra S., Pouleva R., Timeva V., Garvey A., Gleba D., Jenkins I., Halpern B., Kneer R., Cragg G. & Raskin I., 2003. Elicitation, a new window into plant chemodiversity and phytochemical drug discovery. J. Med. Chem. 46 (12), 2542–2547.

▪▪ Scherlach K. & t Hertweck C., 2009. Triggering cryptic natural product biosynthesis in microorganisms. Org. Biomol. Chem . 7 (9), 1753–1760.

▪▪ Schumpp O., Bruderhofer N., Monod M., Wolfender J.L. & Gindro K., 2012. Ultraviolet induction of antifungal activity in plants. Mycoses doi:1 0.1111/j.1439 – 0507.2012.02192.x ▪▪ Spiteller P., 2008. Chemical defence strategies of higher fungi. Chemistry 14 (30), 9100–9110.

▪▪ Strohl W., 2000. The role of natural products in a modern drug discovery program. Drug Discov Today 5 (2), 39–41.

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 464–469, 2012

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Innovative Agroforstsysteme – On farm ­monitoring von Chancen und Grenzen Monika Kuster1, Felix Herzog1, Maik Rehnus2 und Jean-Pierre Sorg2 Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zürich 2 Umweltwissenschaften, ETH Zürich, 8057 Zürich Auskünfte: Felix Herzog, E-Mail: felix.herzog@art.admin.ch, Tel. +41 44 377 74 45 1

Moderne Agroforstsysteme werden so angelegt, dass sie effizient bewirtschaftet werden können. Ob sie langfristig rentabel sind und welche Umweltleistungen sie erbringen kann nur langfristiges Monitoring zeigen.

Einleitung Agroforstwirtschaft – Tradition für die Zukunft Hochstammbäume sind in Europa – seit dem 17. Jahrhundert – ein integraler Bestandteil landwirtschaftlicher Flächen (Herzog 1998). Auch in der Schweiz trugen Obstgärten, Obstäcker und Hecken lange Zeit zum typischen Bild der Agrarlandschaft bei. Seit den 1950-er Jahren verschwinden Hochstammobstbäume allerdings zusehends aus der Schweizer Kulturlandschaft. Von 1950 bis

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 470–477, 2012

2000 wurden rund 80 % der Hochstammbäume auf landwirtschaftlichen Flächen entfernt (Walter et al. 2010).

Dieser Rückgang konnte auch von den Anfang der 1990er Jahren eingeführten ökologischen Direktzahlungen nicht aufgehalten werden.

Die Förderung einer innovativen Landwirtschaft ist für ein flächenmässig kleines Land wie die Schweiz ein wesentlicher Aspekt. Landnutzungssysteme, die Gehölzpflanzen (Bäume, Sträucher) mit Ackerkulturen und/ oder Graslandsystemen zeitlich und räumlich überlap-

Innovative Agroforstsysteme – On farm ­m onitoring von Chancen und Grenzen | Pflanzenbau

Zusammenfassung

pend kombinieren – sogenannte Agroforstsysteme – zeichnen sich durch eine unter dem Strich höhere Produktivität aus, da die Ressourcen Licht, Wasser und Nährstoffe effizienter genutzt werden (Sereke 2012). Die Kombination von Gehölzen mit Unterkulturen führt zu einer Diversifizierung des Einkommens (Bender et al. 2009). Gleichzeitig bilden Hochstammbäume Habitats-Elemente für verschiedene Tierarten, unter anderem für gefährdete Vogelarten wie den Gartenrotschwanz oder den Wiedehopf (Kaeser et al. 2010, Walter et al. 2010), im Holz wird Kohlenstoff gespeichert und Erosion sowie Nährstoffverluste werden vermindert (Briner et al. 2011, Käser et al.

2011). Die Agroforstwirtschaft kann somit als Chance für die Landwirtschaft gesehen werden und einen Beitrag zur heute geforderten «ökologischen Intensivierung» leisten, bei der die Produktivität gesteigert werden soll, ohne den Verbrauch oder die Beeinträchtigung der natürlichen Ressourcen zu verstärken.

Monitoring von Agroforstsystemen in der Schweiz An der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART konnte, basierend auf Modellen, gezeigt werden, dass Agroforstsysteme produktiv und längerfristig ökonomisch interessant sind (Sereke 2012). Um solche Daten zu validieren und die tatsächliche Leistungsfähigkeit ausgewählter Agroforstsysteme zu eruieren, braucht es hingegen empirische Daten. Nur so kann geprüft werden, ob sich das Potenzial von Agroforstsystemen realisieren lässt und ob nicht doch Nachteile, wie höhere Anforderungen an die Bewirtschaftungstechnik, Langfristigkeit von Investition und Bindung der Fläche, diese Vorteile überwiegen. Empirische Daten können entweder mit einem Experiment oder mittels einer wissenschaftlichen Begleitung von bestehenden Parzellen auf Landwirtschaftsbetrieben in der Form eines Monitorings erarbeitet werden (Brix et al. 2009, Kaeser et al. 2011).

Da in der Schweiz kein Feldversuch existiert sowie Informationen zur Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz nur auf Betrieben erhoben werden können, wurde ein Monitoring Tool für Agroforstsysteme konzipiert. Seit dem 01. Januar 2012 läuft das Monitoring auf den drei im Folgenden beschriebenen Parzellen.

Drei Beispiele für innovative Agroforstsysteme Das Monitoring umfasst in erster Linie innovative Systeme, die bis anhin in der Schweiz kaum wissenschaftliche Beachtung gefunden haben. Als innovative Agroforstsysteme werden hier Baumgärten verstanden, die sich durch die Kombination von Bäumen mit Ackerkulturen (silvoarable Systeme) und/oder durch die Integration von standortsangepassten Waldbaumarten auf Acker oder Grasland auszeichnen. Deren Bewirtschaftungs-

Von der Landwirtschaft wird eine ökologische Intensivierung erwartet. Agroforst­ systeme, die Gehölzpflanzen mit Ackerkulturen und/oder Grasland kombinieren, bieten ökologische wie auch ökonomische Vorteile.

Zum einen zeichnen sich Agroforstsysteme durch eine insgesamt höhere Produktivität aus. Andererseits erwartet man von ihnen einen verbesserten Ressourcenschutz und einen Beitrag zur Förderung der Biodiversität.

Ob sich dieses Potenzial effektiv realisieren lässt und ob es nicht durch mögliche Nachteile wie Erschwernis der Bewirtschaftung, langfristige Bindung der Flächen usw. kompensiert wird, lässt sich nur durch empirische Daten prüfen. Dazu wurde ein Monitoring Tool entwickelt, das Indikatoren zu Produktivität, Arbeitskosten, Wirtschaftlichkeit, Managementstrategien, Umweltfaktoren und Wahrnehmung durch die Bewirtschaftenden beinhaltet. Auf bestehenden Parzellen dreier Landwirtschaftsbetriebe wurde eine Ersterhebung durchgeführt, die in Zukunft jährlich wiederholt werden wird.

Dieses Basisprogramm (minimaler Aufwand) kann fallweise mit Prozessuntersuchungen ergänzt werden.



Agrarforschung Schweiz 3 (10): 470–477, 2012

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Pflanzenbau | Innovative Agroforstsysteme – On farm ­m onitoring von Chancen und Grenzen

weise unterscheidet sich von derjenigen traditioneller Agroforstsysteme, wie den Streuobstwiesen, Wytweiden und Selven. Für das Monitoring wurden drei kürzlich angelegte Systeme ausgewählt. Bei der Auswahl der Parzellen spielten die Einzigartigkeit des Systems, das langfristige Engagement sowie die Bereitschaft der Bewirtschafterinnen und Bewirtschafter, sich zu beteiligen, eine Rolle.

Abb. 1 | Parzellenmarkierung der Parzelle A. (Foto: M. Kuster)

Parzelle A Die Parzelle A befindet sich im Kanton Baselland auf einem Betrieb mit einer Gesamtfläche von 20 Hektaren.

Im März 2011 wurden auf einer Fläche von einer Hektare 52 Aspen (Zitterpappel, Populus tremula) angepflanzt (Abb. 1 und 2). Die Fläche zwischen den Baumreihen (Zwischenkultur) wird momentan als Grasland bewirtschaftet, in zwei bis drei Jahren soll auf Mais und Sorghum umgestellt werden. Das Holz der Zitterpappeln soll in 30 bis 35 Jahren als Energieholz geerntet werden.

Für den Landwirten spielen ökonomische und ökologische Aspekte eine Rolle, so ist er beispielsweise eine Partnerschaft mit dem lokalen Vogelschutzverein eingegangen. Bereits im ersten Jahr der Bestockung der Parzelle beobachtete der Landwirt eine höhere Arthropoden-Diversität im Baumstreifen. Die Höhe der ökologischen Direktzahlungen wurde mit den kantonalen Behörden ausgehandelt. Diese unterstützen das Vorhaben als Versuch, denn auf Grund der anhaltenden Rodung traditioneller Hochstamm-Kirschbäume, wird nach alternativen Möglichkeiten gesucht, damit wieder vermehrt Hochstammbäume im Offenland gepflanzt werden.

Legende Parzelle Aspe

Abb. 2 | Luftbild der Parzelle A. Die Luftbildaufnahme (SWISS­I MAGE) zeigt innerhalb der Agroforstparzelle Kirschbäume, welche vor der Pflanzung der Aspen entfernt wurden.

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 470–477, 2012

Innovative Agroforstsysteme – On farm ­m onitoring von Chancen und Grenzen | Pflanzenbau

Abb. 3 | Parzelle B in nordöstlicher Richtung mit Erdbeer-Zwischenkulturen. (Foto: M. Kuster)

Parzelle B Die Parzelle B umfasst 5,6 Hektaren und liegt im Kanton Luzern. Der landwirtschaftliche Betrieb hat eine Fläche von rund 50 Hektaren. 2009 wurden auf der Parzelle B 545 Apfelbäume (Sorten Boskoop und Spartan) angepflanzt (Abb. 3 und 4). Die Zwischenkulturen bestehen aus Winterweizen, Erdbeeren und Rotationsbrache.

Zudem ist der Bau eines Hühnerstalls mit Freilaufgehege in Planung. Da der Hühnerstall die Daten des Monitorings stark beeinflussen würde, wurden die betroffenen

rund vier Hektaren aus dem Monitoring ausgeschlossen.

Die zu beobachtende Agroforstfläche (rot markierte Fläche in Abb. 4) ist mit 153 Apfelbäumen bestockt.

Da der Bewirtschafter knapp 15 Hektaren seiner landwirtschaftlichen Nutzfläche aufgeben musste, war bei der Bestockung der Parzelle B die Intensivierung der Landwirtschaftsfläche ein primäres Ziel. Die Äpfel sollen als Mostobst vermarktet werden. Durch die Integration der Buntbrache können zudem ökologische Direktzah lungen mit Prämien für Ökoqualität kumuliert werden.

Legende Parzelle Freilaufgehege Hühner Hühnerstall Apfelbäume

Abb. 4 | Luftbild der Parzelle B. Lediglich die Fläche, welche nicht vom geplanten Hühnerstall (grau schraffierte Fläche) tangiert wird, wurde in das Monitoring integriert (rote umrandete Fläche).

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 470–477, 2012

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Pflanzenbau | Innovative Agroforstsysteme – On farm ­m onitoring von Chancen und Grenzen

Abb. 5 | Kirschbaumreihe auf Parzelle C. (Foto: M. Kuster)

Abb. 6 | Kirschbäume mit Ackerschonstreifen als Zwischenkultur.

(Foto: M. Kuster)

Parzelle C Die dritte Parzelle befindet sich im Kanton Aargau und ist in einen BioSuisse-Betrieb mit einer Gesamtfläche von 16 Hektaren eingebettet. Auf der ausgewählten, 2,4 Hektare grossen Agroforstparzelle befinden sich insgesamt 80 Bäume (Abb. 5, 6 und 7). Die Apfel- (unveredelt) und Kirschbäume (Sorten Morina, Coraline und Achat) wurden im Oktober 2009 und 2010 gepflanzt.

Innerhalb der Baumreihen werden zusätzlich Strauchpflanzen wie Hagebutte, Kornellkirsche und Sanddorn

bewirtschaftet, deren Früchte der Herstellung eines Wildbeerensafts dienen. Als Zwischenkultur wird vorwiegend Gemüse angebaut.

Der Bewirtschafter setzt in erster Linie auf die öko­ logischen Leistungen seiner Agroforstparzelle. Eine zusätzliche Motivation zur Pflanzung der Bäume war die Anfälligkeit der Fläche gegenüber Erosion, weshalb die Baumreihen entsprechend ausgerichtet wurden. Für die Anlage der Pflanzung ist er eine Partnerschaft mit dem lokalen Umwelt- und Vogelschutzverein und mit Bird­

Legende Parzelle Weg Apfelbäume Apfelbäume (abgestorben) Kirschbäume «Coralin» Kirschbäume «Morina» Kirschbäume «Achat»

Abb. 7 | Luftbild der Parzelle C. Die verschiedenen Baumarten und Sorten sind mit unterschiedlicher Farbe gekennzeichnet. Die Parzelle wird durch einen Feldweg zweigeteilt.

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 470–477, 2012

Innovative Agroforstsysteme – On farm ­m onitoring von Chancen und Grenzen | Pflanzenbau

Tab. 1 | Kategorien, Indikatoren und direkt messbare und abzuleitende Parameter des Monitoring Tools. In Klammer sind die jeweiligen Masseinheiten der Parameter angegeben.

Kategorie

Produktivität

Arbeitskosten

Indikator

Parameter

Zuwachs des Stammvolumens der ­Bäume

Baumumfang auf Brusthöhe [in cm]

Zuwachs des Kronenumfangs

Kronenradius [in cm]

Jährlicher Fruchtertrag der Bäume

Fruchtertrag der Bäume [in kg ha-1]

Jährlicher Ertrag der restlichen Kulturen im Baumstreifen

Ertrag der restl. Kulturen im Baumstreifen [in kg ha-1]

Jährlicher Ertrag der Zwischenkulturen

Ertrag der Zwischenkulturen [in kg ha-1] / [in Stück ha-1]

Jährlicher Aufwand durch die ­Bewirtschaftenden

Baumhöhe [in cm]

Abzuleitender Parameter Gebundener Kohlenstoff im System [in mg C ha-1]

Nicht-Maschinenbezogener Aufwand [h ha-1] Maschinenbezogener Aufwand [h ha-1]

Kapitalwert der Parzelle[1] [in CHF ha-1] (Wirtschaftlichkeit)

Menge der Ansaat und Pflanzung [in kg ha-1] oder [Stück ha-1]

Managementstrategien

Bewirtschaftungsinputs

Düngermenge an N, P2O5, K 2O, Mg [in kg ha-1] Bewässerungsmenge [in l ha-1] Pflanzenschutzmittelmenge nach ­Wirkstoffgehalt [in kg ha-1] Jährliche Niederschlagsrate [in mm a-1]

Regionale Klimabedingungen

Durchschnittliche Monatstemperatur [in °C] Relative Luftfeuchtigkeit [in %]

Umweltfaktoren

Bodeneigenschaften

Nährstoffgehalt (P, K, Mg und Humus) im Boden [in mg (kg Boden) -1] Nutzbare Feldkapazität [in mm]

Diversität und Abundanz der zu beobachtenden Brutvogelarten

Diversität und Abundanz der zu ­beobachtenden Brutvogelarten [in # Brutpaare ha-1]

Diversität und Abundanz der Gefässpflanzen im Baumstreifen

Diversität und Abundanz der ­Gefässpflanzen im Baumstreifen [in # Arten ha-1]

Wahrnehmung der Bewirtschaftenden Wahrnehmung der Bewirtschaftenden2

Wahrnehmung der Bewirtschaftenden2

Vollkostenkalkulation (siehe Sereke 2012).

Die Wahrnehmung der Bewirtschaftenden ist ein qualitativer Parameter und besitzt keine Masseinheit.

1 2

Life Switzerland eingegangen. Auch er kumuliert ökologische Direktzahlungen und Öko-Qualitätsbeiträge und hat mit dem Kanton einen langfristigen Vertrag abgeschlossen.

Ziel und Aufbau des Monitorings Das übergeordnete Ziel des Monitorings ist die Beobachtung quantitativer und qualitativer Parameter, die es erlauben, eine parzellenbezogene Beschreibung, Analyse und Evaluation der Agroforstsysteme vorzu-

nehmen. Es sollen Möglichkeiten und Grenzen solcher Systeme in der Schweiz aufgezeigt und entsprechende Massnahmen zur Förderungen innovativer Agroforstsysteme ausgearbeitet werden. Dazu wurden Parameter evaluiert und ausgewählt, die sich den folgenden sechs Kategorien zuordnen lassen: Produktivität der Parzelle, Arbeitskosten, Wirtschaftlichkeit, Managementstrategien, Umweltfaktoren und Wahrnehmung der Bewirtschaftenden (Tab. 1). Während der Grossteil der Indikatoren mit einer oder mehreren Forschungs- 

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 470–477, 2012

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Pflanzenbau | Innovative Agroforstsysteme – On farm ­m onitoring von Chancen und Grenzen

fragen korrespondiert, dienen Umweltindikatoren der qualitativen Beurteilung. So werden Klima- und Bodendaten zur Beurteilung der Produktivität benötigt. Für die Bewertung der Parzelle als Lebensraum sollen Daten zur Diversität und Abundanz von Brutvogelarten und Gefässpflanzen erfasst werden. Aus den direkt messbaren Parametern lassen sich ausserdem weitere Parameter und entsprechende Fragestellungen ableiten (siehe Tab. 1).

Zur Beschreibung des Ausgangszustandes wurden die drei Parzellen im Sommer 2011 kartiert, die Bäume mittels GPS verortet und ein erstes Mal vermessen. Ausserdem wurde eine Bodenansprache vorgenommen. Weiter wurden Datenblätter und Fragebögen sowie eine Datenbank für die zu erhebenden Monitoringdaten erstellt.

Zukünftig werden − in Absprache mit den Bewirtschaftenden − jährlich die sozio-öko­nomischen Daten erhoben. Die Messungen an den Bäumen werden im Dreijahresrhythmus stattfinden, während die Diversität und Abundanz der Gehölzpflanzen alle fünf Jahre gemessen wird. Um die Vergleichbarkeit der Daten zu gewährleisten, wurde eine Anleitung für die Erhebung der Feldaufnahmen ausgearbeitet. Die Abschätzung der Diversität und Abundanz von Brutvogelarten wird eher qualitativen Charakter haben.

Dieses Grundgerüst an Informationen kann punktuell mit Prozessuntersuchungen vertieft werden, zum Beispiel zur Konkurrenz zwischen Bäumen und Unterkulturen, zur Entwicklung von Nutz- und Schadorganismen.

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 470–477, 2012

Schlussfolgerungen Das Monitoring-Tool folgt einem holistischen Ansatz, wobei bei der Ausarbeitung des Instruments die Kostenund Arbeitszeiteffizienz prioritär waren. Die Interpretation der Daten muss im Kontext der jeweiligen Bewirtschaftungsmassnahmen erfolgen. Es wird folglich kaum möglich sein, die drei Systeme miteinander zu vergleichen. Doch die Beobachtung der Parameter über eine lange Zeitreihe hinweg erlaubt es, Veränderungen im Agroforstsystem zu beurteilen. Es können langsam ablaufende Prozesse beobachtet oder Auswirkungen einmaliger Ereignisse dokumentiert werden. Über die Jahre wird so ein Datensatz entstehen, mit dem die Modelle, die heute zur Vorhersage der Produktivität verwendet werden (z. B. Graves et al. 2010), validiert werden können. Der Zugang zu den Monitoringdaten soll zudem den Landwirtinnen und Landwirten dienen, die innovative Agroforstsysteme oft versuchsweise bewirtschaften. Mit der Interessengemeinschaft Agroforst (www.agroforst.ch) werden diese weiter unterstützt, indem die Vernetzung der Agroforst-Pionierinnen und -Pioniere untereinander ermöglicht wird.

In Deutschland und Frankreich wird bereits seit einigen Jahren rege über die Leistungsfähigkeit von innovativen Agroforstsystemen geforscht (u. a. Dupraz et al.

2005, Brix et al. 2009, Reeg et al. 2009). Um mit diesen Entwicklungen mithalten zu können, braucht es einen entsprechenden Einsatz in der Schweiz. Dieses Monitoring versucht, einen Teil der Wissenslücken zu schliessen, und unterstützt die Bewirtschaftenden von Agroforstsystemen in ihren Innovationen. n

Sistemi di agrosilvicoltura innovativi – monitoraggio on farm di opportunità e limiti Si ci aspetta un’intensificazione ecologica dell’agricoltura. Sistemi di agrosilvicoltura, che combinano piante legnose con colture campicole e/o superficie inerbita, offrono vantaggi ecologici oltre che economici. Da un lato i sistemi di agrosilvicoltura si distinguono per una produttività complessiva elevata, dall’altro ci si aspetta da essi una protezione delle risorse migliorata e un contributo alla promozione della biodiversità. Se tale potenziale si può realmente realizzare, senza esser compensato da possibili svantaggi quali difficoltà della gestione, vincolo a lungo termine delle superfici ecc., si può valutare solo con dati empirici. A tal fine è stato sviluppato uno strumento di monitoraggio che contiene gli indicatori riferiti alla produttività, costi del lavoro, economicità, strategie di gestione, fattori ambientali e percezione da parte dei gestori. È stato eseguito un primo rilevamento sulle particelle esistenti di tre aziende agricole che in futuro verrà ripetuto. Tale programma di base (dispendio minimo) può essere integrato occasionalmente con analisi di processo.

Literatur ▪▪ Bender B., Chalmin A., Reeg T., Konold W., Mastel K. & Spiecker H., 2009.

Moderne Agroforstsysteme mit Werthölzern – Leitfaden für die Praxis.

Zugang: http://www.agroforst.uni-freiburg.de/download/agroforstsysteme.pdf [11.11.2010].

▪▪ Briner S., Hartmann M. & Lehmann B., 2011. Sind Agroforstsysteme eine ökonomische Möglichkeit zur CO2-neutralen Tierproduktion? Agrarforschung Schweiz 2 (1), 12–19.

▪▪ Brix M., Bender B., Chalmin A., Hampel J., Heindorf C., Hohlfeld F., Jäger S., Konold W., Kretschmer U., Mathiak G., Möndel A., Mastel K., Oelke M., Reeg T., Rusdea E., Schäfer A., Spiecker H., Unseld R., Vetter R. & Weissenburger S., 2009. Neue Optionen für eine nachhaltige Landnutzung − Schlussbericht des Projektes agroforst. Zugang: http://www.agroforst.uni-freiburg.de/ergebnisse.php [24.08.2011].

▪▪ Dupraz C., Burgess P., Gavaland A., Graves A., Herzog F., Incoll L.D., Jackson N., Keesman K., Lawson G., Lecomte I., Liagre F., Mantzanas K., Mayus M., Moreno G., Palma J., Papanastasis V., Paris P., Pilbeam D. J., Reisner Y., Van Noordwijk M., Vincent G. & Van der Werf W., 2005. SAFE Final Report − Synthesis of the SAFE project (August 2001 – January 2005). Zugang: http://www.ensam.inra.fr/safe/english/results/final-­ report/SAFE%20Final%20Synthesis%20Report.pdf [24.08.2011].

▪▪ Graves A. R., Burgess P. J., Liagre F., Terreaux J.-P., Borrel T., Dupraz C., Palma J. & Herzog F., 2010. Farm-SAFE: the process of developing a plotand farm-scale model of arable, forestry, and silvoarable economics. ­A groforestry Systems 81, 93–108.

Summary

Riassunto

Innovative Agroforstsysteme – On farm ­m onitoring von Chancen und Grenzen | Pflanzenbau

Innovative agroforestry systems – on-farm monitoring of opportunities and limitations Agriculture will undergo ecological intensification. Agroforestry systems which combine woody plants with arable crops and/or grassland provide ecological as well as economic benefits. One the one hand, agroforestry systems are characterised by higher overall productivity. On the other, they are expected to provide improved resource conservation and contribute to enhanced biodiversity. Whether this potential can be effectively realised and whether or not it is offset by possible drawbacks such as more complicated farm management, long term tying-up of land etc. can only be tested using empirical data. For this purpose, a monitoring tool was developed containing indicators relating to productivity, labour costs, economic viability, management strategies, environmental factors and the perception of those working the land. An initial survey was conducted on existing plots of land belonging to three farms and will be repeated annually in future. This basic programme (minimal outlay) can be supplemented by process studies on a case-by-case basis.

Key words: agroforestry, on-farm research, monitoring, farmer innovation.

▪▪ Herzog F., 1998. Streuobst: A traditional agroforestry system as a model for agroforestry development in temperate Europe. Agroforestry Systems 42 (1), 61–80.

▪▪ Kaeser A., Palma J., Sereke F. & Herzog F., 2010. Umweltleistungen von Agroforstwirtschaft. Die Bedeutung von Bäumen in der Landwirtschaft für Gewässer- und Bodenschutz, Klima, Biodiversität und Landschaftsbild. ART-Bericht 736, 1−12. Forschungsanstalt Agroscope ReckenholzTänikon ART, Ettenhausen.

▪▪ Kaeser A., Sereke F., Dux D. & Herzog F., 2011. Agroforstwirtschaft in der Schweiz. Agrarforschung Schweiz 2 (3), 128–133.

▪▪ Reeg T., Bemmann A., Konold W., Murach D. & Spiecker H., 2009. Anbau und Nutzung von Bäumen auf landwirtschaftlichen Flächen. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 355 S. ▪▪ Sereke F., 2012. Swiss agroforestry – Ecosystem services vs. Business.

PhD thesis, ETH-Zurich (in Vorbereitung).

▪▪ Walter T., Klaus G., Altermatt F., Ammann P., Birrer S., Boller B., Capt S., Eggenschwiler L., Fischer J., Gonseth Y., Grünig A., Homburger H., Jacot Ammann K., Kleijer G., Köhler C., Kohler F., Kreis H., Loser E., Lüscher A., Meyer A., Murbach F., Rechsteiner C., Scheidegger C., Schierschen B., Schilperoord P., Schmid H., Schnyder N., Senn-Irlet B., Suter D., Zbinden N. & Zumbach S., 2010. Kapitel 3: Landwirtschaft. In: Wandel der Biodiversität in der Schweiz seit 1900: Ist die Talsohle erreicht? (Eds. Lachat T., Pauli D., Gonseth Y., Klaus G., Scheidegger Ch., Vittoz P. & Walter T.).

Bristol 25, Haupt Verlag, Bern, 64–123.

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P f l a n z e n b a u

Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung Michael Gölles, Albert Widmer und Daniel Baumgartner Forschungsanstalt Agroscope Changins-Wädenswil ACW, 8820 Wädenswil Auskünfte: Michael Gölles, E-Mail: michael.goelles@acw.admin.ch, Tel. +41 783 62 49

Abb. 1 | Bei Junifruchtfall abgefallene junge Apfelfrüchte. (Foto: ACW)

Einleitung Die chemische Fruchtbehangsregulierung ist eine grosse Herausforderung im modernen Apfelanbau. Der richtige Fruchtbehang, und besonders das daraus resultierende Blatt-Frucht-Verhältnis, ist eine Grundvoraussetzung für die optimale innere und äussere Qualität von Früchten sowie für die Produktion von regelmässigen Erträgen.

Bei Kernobst ist es für einen Vollertrag ausreichend, wenn sich aus ca. 5 – 10 % der Blüten Früchte entwickeln.

Der endgültige Fruchtansatz zeigt sich nach dem Fruchtfall im Juni (Abb.1), und eine verlässliche visuelle Beur-

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 478–485, 2012

teilung desselben ist meist erst kurz vorher möglich.

Phytoregulatoren, die zur Fruchtbehangsregulierung ­ verwendet werden, müssen aber schon deutlich früher angewendet werden. Der erste mögliche Einsatzzeitpunkt für die chemische Fruchtausdünnung ist von Ballonstadium bis abgehende Blüte, ein zweiter bei einer Fruchtgrösse von 10 – 12 mm. Erschwerend kommt hinzu, dass bei vielen modernen Apfelsorten eine einmalige Anwendung nicht ausreicht, die Wirkung der ersten Behandlung aber bis zum letzten möglichen Anwendungstermin nicht definitiv sichtbar wird. Spätestens jetzt stellen sich folgende Fragen: Wie gut hat die erste

Behandlung gewirkt? Wie stark wird der natürliche Fruchtfall? Ist eine weitere Behandlung notwendig? Die Wirkung der chemischen Ausdünnung und die Stärke des natürlichen Fruchtfalls sind von vielen Faktoren abhängig und unterliegen starken Jahresschwankungen (Forshey C. G, 1976). Der Standort, die Sorte, die Witterung und das Pflanzenwachstum haben grossen Einfluss auf diese Prozesse. Deshalb basiert die Anwendung der Ausdünnprodukte vor allem auf der Erfahrung des Produzenten und seiner Einschätzung der Situation in der Obstplantage. ACW hat in den letzten Jahren Methoden untersucht, die es ermöglichen sollen, den natürlichen Fruchtfall und die Wirkung von Ausdünnbehandlungen zu einem frühen Zeitpunkt abzuschätzen. Dadurch soll der Produzent die Möglichkeit erhalten, gezielter einzugreifen und, falls notwendig, weitere Massnahmen zu setzen, um den optimalen Fruchtbehang zu erreichen.

Fruchtwachstumsmodell «Greene» Durch Fruchtgrössenmessungen in Versuchen zur chemischen Ausdünnung konnten Greene et al. (2005) und Abruzzese et al. (1995) nachweisen, dass Früchte, die abfallen werden, schon zu einem frühen Zeitpunkt ein geringeres Fruchtwachstum haben als Früchte, die am Baum verbleiben. Dies trifft sowohl für unbehandelte als auch für Früchte zu, die mit Ausdünnmitteln behandelt wurden. Greene et al. (2005) schlossen daraus, dass Fruchtgrössenmessungen an allen Einzelfrüchten eines Fruchtbüschels eine Methode sein könnten, um den Junifruchtfall beziehungsweise die Wirkung von Ausdünnmitteln vorherzusagen. Dabei wird angenommen, dass grössere respektive stärker wachsende Früchte die schwächeren Früchte eines Baumes dominieren und deshalb eher am Baum verbleiben. Für ein vereinfachtes Modell wurde deshalb folgende Hypothese aufgestellt: Alle Früchte, die innerhalb der Messperiode weniger als 50 % des Fruchtwachstums der am stärksten wachsenden Früchte aufweisen, werden abfallen.

Zusammenfassung

Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung | Pflanzenbau

In den letzten Jahren wurden zwei Methoden zur Prognose des Fruchtansatzes beziehungsweise der Intensität des Juni­ fruchtfalls beim Apfel geprüft. Bei der ersten Methode wurde mittels Fruchtwachstumsmessungen an zwei Terminen kurz nach der Blüte der Fruchtzuwachs bestimmt, auf Basis dessen dann die Prognose berechnet wurde.

Grundlage für das Modell ist die Annahme, dass alle Früchte, die einen gewissen Fruchtzuwachs unterschreiten, beim Juni­ fruchtfall vom Baum abgestossen werden.

Nach den Erhebungen und Auswertungen des ersten Versuchsjahres zeigte sich, dass die in der Literatur vorgegebenen Parameterwerte für unser Anbaugebiet nicht übertragbar sind. In den folgenden Jahren hat man deshalb versucht, den Prognosefehler zu verringern. Durch Anpassen der Modellparameter konnte die mittlere Abweichung vom tatsächlichen Fruchtansatz an den Versuchsbäumen deutlich reduziert werden. Daneben wurden junge Früchte auch mit einem Nahinfrarot-Spektrometer gemessen, um zu untersuchen, ob die physiologischen Veränderungen in abfallenden Früchten mit dieser Methode erfasst werden können, und damit ein Rückschluss auf den Fruchtansatz am Baum möglich ist. Es wurde festgestellt, dass sich die Spektren von abfallenden und verbleibenden Früchten bei gewissen Wellenlängen deutlich unterscheiden. Das Regressionsmodell zeigt zudem eine gute Übereinstimmung der Referenz- und Prognosewerte. Inwieweit Unterschiede zwischen einzelnen Sorten und Jahreseinflüsse die Methode beeinflussen, kann noch nicht abschliessend beurteilt werden.

Nah-Infrarot Spektrometrie (NIR) Seit einigen Jahren werden NIR-Geräte zur Bestimmung von Qualitätsmerkmalen in Früchten erprobt. Da durch die physiologischen Prozesse vor dem Fruchtfall die Versorgung der jungen Früchte mit Assimilaten vermindert und das Wachstum verringert wird, wurde angenommen, dass mit NIR-Geräten Unterschiede messbar sind zwischen Früchten, die abfallen, und solchen, die am Baum bleiben. In einigen Parzellen hat man deshalb auch Messungen mit einem Nahinfrarot-Spektrometer gemacht, um zu überprüfen, ob es möglich ist, ein Modell zur Vorhersage des Anteils abfallender Früchte  zu entwickeln.

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Pflanzenbau | Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung

Abb. 2 | Markiertes Fruchtbüschel beim 2. Messtermin. (Foto: ACW)

Material und Methoden Fruchtwachstumsmodell «Greene» Die Erhebungen zum Fruchtwachstumsmodell erfolgten bei verschiedenen Sorten in den Jahren 2009 bis 2011 in Parzellen, in denen Versuche zur Fruchtausdünnung angelegt waren. Im Ballonstadium (BBCH 59) wurden in jeder Parzelle sieben repräsentative Bäume ausgewählt und an ihnen die Anzahl der Blütenbüschel erfasst. Nach der Blüte markierte man an den ausgewählten Bäumen 15 Fruchtbüschel, wobei versucht wurde, die tatsächliche Blühsituation am ein- und mehrjährigen Fruchtholz

möglichst gut wiederzugeben. Um den Arbeitsaufwand in Grenzen zu halten, konnte dabei aber nur ein Bereich bis ca. 2 m Baumhöhe berücksichtigt werden. Anschliessend wurde jede Frucht innerhalb eines Büschels markiert (Abb. 2), wobei für die Mittelfrucht immer die Nummer Eins vergeben wurde. Der Fruchtdurchmesser wurde an der dicksten Stelle der Früchte mit einer Schiebelehre auf 0,1 mm genau gemessen. Die erste Messung erfolgte kurz nach der Blüte (BBCH 68 – 69) bei einer Fruchtgrösse der Mittelfrüchte von ca. 5 – 6 mm, die zweite dann fünf bis acht Tage später (Tab. 1). Um einen über die Jahre vergleichbaren Wert für die Zeitspanne zwischen den Messterminen zu erhalten, wurden die Wachstumsgradtage (WGT) für jeden Tag berechnet und aufsummiert. Dazu wurde folgende Formel auf Basis des Schwellenwerts (Tz) 10 °C verwendet: WGT= (Tmin + Tmax)/2 – Tz. Temperaturen, welche den Schwellenwert unterschritten, wurden auf diesen geändert.

Als nächstes wurde der absolute Fruchtzuwachs jeder Einzelfrucht berechnet und für jeden Baum der Grösse nach sortiert, dieser dient als Basis für die Berechnungen des Prognosemodells. Ein Prozentsatz des Fruchtzuwachses der am meisten gewachsenen Früchte eines Baumes ergab den Mindestzuwachs für das Modell. Anschliessend wurden die Früchte gezählt, deren Wachstum unter diesem Mindestzuwachs lag. Aus diesem Wert und der Anzahl der bei der ersten Messung vorhandenen Anzahl Früchte konnte dann der Fruchtansatz an den markierten Büscheln berechnet werden. Nach dem Junifruchtfall wurden die noch vorhandenen Früchte an den mar-

Tab. 1 | Mittlerer Durchmesser der markierten Früchte zum jeweiligen Messzeitpunkt (Fruchtwachstumsmodell «Greene»).

1. Messung Jahr 2009

2010

2011

Fruchtgrösse (mm)

Datum

12/5/2009

5,1

18/5/2009

9,0

11/5/2009

4,4

19/5/2009

5,3

Sorte

Parzelle

Verfahren1

Datum

Milwa

WA 98

Unbehandelt

Nicoter

GU 11

Ausdünnung

Fruchtgrösse (mm)

Nicoter

GU 11

Unbehandelt

11/5/2009

4,3

19/5/2009

8,7

Braeburn

GU 23

Unbehandelt

21/5/2010

3,4

26/5/2010

8,4

Gala

GU 56

Unbehandelt

18/5/2010

4,2

26/5/2010

7,2

Milwa

WA 98

Ausdünnung

20/5/2010

3,6

25/5/2010

7,2

Milwa

WA 98

Ausdünnung

20/5/2010

3,7

25/5/2010

7,5

Milwa

WA 98

Unbehandelt

20/5/2010

4,3

25/5/2010

8,7

Golden Del.

GU 21

Ausdünnung

2/5/2011

5,2

7/5/2011

6,7

Golden Del.

GU 21

Unbehandelt

2/5/2011

4,9

7/5/2011

6,3

Golden Del.

Strickhof

Unbehandelt

29/4/2011

4,4

6/5/2011

6,2

4,2

6/5/2011

5,6

4,3

6/5/2011

5,7

Golden Del.

WA 98

Ausdünnung

1/5/2011

Golden Del.

WA 98

Unbehandelt

1/5/2011

Ausdünnung bedeutet, dass vor dem Beginn der Messungen eine chemische Ausdünnung durchgeführt wurde.

1

480

2. Messung

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Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung | Pflanzenbau

einzelnen Bäumen Fruchtbüschel ausgewählt, die Einzelfrüchte markiert und der Fruchtbehang nach dem Junifruchtfall erhoben. Im Jahr 2010 wurden 60 Fruchtbüschel an fünf Bäumen jeder Parzelle für die Messungen verwendet, im folgenden Jahr waren es 105 Fruchtbüschel an sieben Bäumen. Die Messungen mit dem Phazir-Gerät erfolgten bei einer Fruchtgrösse von ca.

10 – 12 mm (Abb. 3). Die gemessenen Spektren der Früchte wurden dann mit der Software «The Unscrambler» (Ver. 9.6, Camo, Norwegen) weiterverarbeitet.

Resultate Abb. 3 | Fruchtmessung mit Nahinfrarot-Spektrometer. (Foto: ACW)

kierten Büscheln und am gesamten Baum erhoben. Um den gewünschten Fruchtansatz zu ermitteln, wurde für jede Parzelle der optimale Fruchtbehang in Stück je Baum anhand von Erfahrungswerten festgelegt. Daraus konnten anhand der Anzahl Einzelfrüchte je Fruchtbüschel von der ersten Grössenmessung sowie der Anzahl Blütenbüschel je Baum der gewünschte und der tatsächliche Fruchtansatz in Prozent hochgerechnet werden.

Tabelle 2 liefert eine Zusammenfassung dieser Daten für jede Parzelle.

NIR-Messungen mit dem Phazir-Gerät Für die Messungen mit dem NIR-Gerät (PZ1018, Polychromix) wurden ebenfalls, wie oben beschrieben, an

Fruchtwachstumsmodell «Greene» Der mittlere Grössenzuwachs aller gemessenen Früchte betrug 2,83 mm, wobei die Mittelfrüchte in derselben Zeit 3.22 mm wuchsen. Laut Literaturangaben sollen zwischen den beiden Messungen mindestens 40 WGT liegen. Diese Werte wurden jedoch nicht immer erreicht.

Im Mittel lagen zwischen den beiden Messungen 36 WGT. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen WGT und mittlerem Fruchtzuwachs konnte in unseren Versuchen nicht festgestellt werden. Anhand der vorhandenen Daten kann aber angenommen werden, dass eine grössere Zeitspanne zwischen den Messungen tendenziell eine bessere Prognose ergibt. Da in der chemischen Fruchtausdünnung der Durchmesser der Mittelfrucht als Richtwert verwendet wird, wurden für die Bestimmung der Messtermine nur diese verwendet. Dabei muss auch 

Tab. 2 | Vergleich zwischen dem Fruchtansatz an den markierten Büscheln und dem ganzen Baum (Mittelwerte aus 7 Bäumen). Der Sollwert entspricht dem langjährigen Erfahrungswert der obstbaulichen Praxis. % Fruchtansatz nach Junifall Jahr 2009

2010

2011

Blütenbüschel je Baum

Total markierte Früchte

an markierten ­Büscheln

am Baum

Soll

WA 98

111

522

31,8

26,1

14,2

GU 11

237

547

9,7

7,3

5,8

Nicoter

GU 11

266

537

16,9

10,9

5,3

Braeburn

GU 23

181

528

14,6

9,7

7,9

Sorte

Parzelle

Milwa Nicoter

Gala

GU 56

322

548

22,3

15,5

7,9

Milwa

WA 98

137

366

13,9

12,8

15,1

Milwa

WA 98

76

426

13,6

10,5

23,3

Milwa

WA 98

114

422

27,7

20,5

15,7

Golden Del.

GU 21

405

560

1

n. e.

14,3

8,3

Golden Del.

GU 21

458

574

22,3

14,6

7,2

Golden Del.

Strickhof

221

588

16,8

19,3

9,7

Golden Del.

WA 98

241

578

n. e.1

12,2

7,5

Golden Del.

WA 98

196

543

40,9

26,6

9,9

nicht erhoben

1

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 478–485, 2012

481

Pflanzenbau | Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung

berücksichtigt werden, dass, wenn bei 10 – 12 mm Durchmesser der Mittelfrüchte eine Ausdünnmassnahme gesetzt werden soll, die Fruchtansatzprognose schon zwei bis drei Tage vorher abgeschlossen sein muss, um dem Produzenten genug Zeit für die Planung der Behandlungen zu geben. Die zweite Messung muss deshalb bei spätestens 9 – 10 mm Durchmesser der Mittelfrüchte erfolgen.

Prognose des Fruchtansatzes Für die Berechnungen des Fruchtwachstumsmodells nach Greene et al. (2005) wurde als Mindestzuwachs 50 % des Grössenzuwachses der 21 am meisten gewachsenen Früchte einer Parzelle, also von jeweils drei Früchten pro Baum, verwendet (Bezeichnung: 1 – 3/50). Der berechnete Fruchtansatz an den markierten Früchten reichte von 12,4 % bis 7,6 %, der nach dem Junifruchtfall ausgezählte Fruchtansatz von 9,7 % bis 40,9 %. Die Prognose mit den vorgegebenen Parametern des GreeneModells überschätzte also den Fruchtbehang in den meisten Fällen sehr stark. Die mittlere Abweichung der Prognose vom tatsächlichen Fruchtansatz beträgt 16,9 ± 17,9 %.

Dieser Fehler und auch die Streuung der Werte ist somit zu gross, um eine sichere Aussage für die Praxis machen zu können. Im schlimmsten Fall würde eine Ausdünnung gemacht, die nicht notwendig wäre, und es kommt in der Folge zu einem zu geringen Fruchtansatz und damit wirtschaftlichen Einbussen für den Obstproduzenten.

Deshalb wurde versucht, durch eine Anpassung der Parameter die Genauigkeit der Prognose zu erhöhen.

Dazu hat man sowohl die Auswahl und Anzahl der Früchte, als auch den Prozentwert für die Berechnung des Mindestzuwachses verändert und jede Parzelle mit den geänderten Vorgaben neu berechnet. Es konnte

Tab. 3 | Prozentuale Abweichung der Prognose gegenüber dem Fruchtansatz an den markierten Büscheln bei unterschiedlichen Werten der Modellparameter (Fehler des Fruchtwachstumsmodells in % Fruchtansatz, n= 11) Parameterwerte1)

Minimum

Maximum

Mittelwert

Standardabweichung

1 – 3/50

2,45

53,78

16,90

17,92

2 – 4/75

-15,30

15,00

-0,75

7,19

2 – 4/80

-20,64

3,44

-4,99

6,25

2 – 4/82

-25,80

-0,81

-7,16

7,18

2 – 4/85

-25,80

-0,81

-8,00

7,41

2 – 6/75

-15,30

15,00

0,76

7,93

2 – 6/80

-20,64

9,56

-2,74

7,43

2 – 6/82

-20,64

3,44

-4,53

6,25

2 – 6/85

-6,66

7,28

-25,80

-0,81

3 – 5/75

-15,30

15,00

0,74

7,97

3 – 5/80

-20,64

9,56

-2,61

7,36

3 – 5/82

-20,64

3,44

-4,67

6,22

3 – 5/85

-25,80

-0,81

-6,67

7,28

Erklärung Modellbezeichnung: 1 – 3/50 (unverändertes Modell) d.h., der Mindest­ zuwachs entspricht 50 % des Mittelwerts der 1. – 3. grössten Fruchtzuwachswerte jedes Baumes.

1)

festgestellt werden, dass eine Erhöhung des Prozentwertes des Mindestzuwachses eine deutliche Verbesserung der Prognose brachte. Durch das Entfernen der am stärksten wachsenden Früchte jedes Baumes aus dem Modell konnte die Streuung der Prognosewerte stark verringert werden, da Messfehler oder einzelne sehr stark wachsende Früchte nicht mehr so stark ins Gewicht fallen. Das beste Ergebnis wurde erzielt, wenn als Mindestzuwachs 75 % des mittleren Zuwachses der Früchte

60 50 40 30 20 10 0 -10 Mittelwert

1-3/50

2-4/80

2-4/82

2-4/85

2-6/82

2-6/85

3-5/82

3-5/85

27,20

1,15

-0,68

-0,37

1,54

-0,66

1,43

-0,66

Abb. 4 | Abweichung der Modelle zum Fruchtansatz am gesamten Baum (Mittelwert und Standardabweichung in % Fruchtansatz, n= 13).

482

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 478–485, 2012

Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung | Pflanzenbau

1,1 1,0 0,9 0,8

Log(1/R)

0,7 0,6 0,5 0,4 0,3

verbliebene Früchte

0,2 abgefallene Früchte

0,1

1800

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

0,0

Wellenlänge (nm)

Abb. 5 | NIR-Spektren abgefallener und verbliebener Früchte (Braeburn, 2011).

3 – 5 jedes Baumes verwendet wurde (Bezeichnung: 3 – 5/75). Der mittlere Prognosefehler verringerte sich mit diesen Limits auf 0,74 ± 7,97 % (Tab. 3).

Vergleich der Prognose mit totalem Fruchtansatz Für eine Praxisanwendung ist jedoch vor allem die Prognose des Fruchtbehanges für den gesamten Baum beziehungsweise die Parzelle von Interesse. Deshalb wurde überprüft, ob die gewählte Stichprobe geeignet ist, um eine ausreichend genaue Aussage darüber zu machen. Vergleicht man den nach dem Junifruchtfall ausgezählten Fruchtansatz an den markierten Büscheln mit dem für den gesamten Baum berechneten, so zeigt sich, dass an den für die Prognose ausgewählten Fruchtbüscheln der Fruchtansatz im Mittel um 5,5 % höher ist.

Dieser Unterschied zeigt deutlich die Schwierigkeiten bei der Stichprobenauswahl auf. Manche Sorten, allen voran Braeburn, blühen sehr stark am einjährigen Holz.

Die Wahrscheinlichkeit, dass aus diesen Blüten auch Früchte entstehen, ist allerdings gering. Ein weiterer möglicher Grund ist, dass im Bauminneren der Fruchtansatz schwächer ist als an den gut belichteten Fruchtbüscheln im äusseren Baumbereich. Tendenziell neigt man aber dazu, für die Stichprobe Büschel mit überdurchschnittlichem Fruchtansatz auszuwählen, da sich diese in den leichter zugänglichen Baumbereichen befinden, besser entwickelt und auch leichter zu markieren sind.

Es ist anzunehmen, dass bei einer Einführung der Methode in die Praxis dieselben Probleme auftreten. In den weiteren Auswertungen wurde deshalb versucht,

über eine Anpassung des Prognosemodells diesen Fehler auszugleichen. Mehrere Berechnungsvarianten zeigten sehr gute Resultate, sowohl bei der mittleren Abweichung der Prognosewerte als auch bei der Streuung (Abb. 4). Die Prognosegenauigkeit ist für den gesamten Baum grösser als für die markierten Frucht­ büschel allein. Zwischen den Berechnungsvarianten sind die Unterschiede nur gering und nicht signifikant. Die Verbesserung gegenüber der Prognose mit den in der Literatur vorgeschlagenen Parametern (1 – 3/50) ist jedoch eindeutig. Bei einigen Berechnungsvarianten wird der Fruchtansatz vom Prognosemodell leicht unterschätzt, was in der Praxis bedeutet, dass früher auf Ausdünnmassnahmen verzichtet wird. Diese Modelle (2 – 6/85 und 3 – 5/85) verdienen den Vorzug, weil damit eine gewisse Sicherheit gegeben ist, eine übermässige Ausdünnung zu vermeiden.

Fruchtansatzprognose mittels NIR-Spektrometrie Die bisherigen Ergebnisse mit Datensätzen aus zwei Jahren lassen positive Schlüsse für die Eignung dieser Methode zur Bestimmung des Fruchtansatzes zu. Die Spektren von abfallenden und verbleibenden Früchten unterscheiden sich bei bestimmten Wellenlängen gut voneinander (Abb. 5). Ein Regressionsmodell auf der Basis von Mittelwertspektren von 50 Früchten der Sorte «Golden Delicious» (Jahrgänge 2010 und 2011) zeigt mit einem Korrelationskoeffizienten von 0,9 und einem mittleren Fehler von 9,3 % eine gute Übereinstimmung  zwischen Referenz- und Prognosewert (Abb. 6).

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 478–485, 2012

483

Pflanzenbau | Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung

110 Anzahl

102

Steigung

0,934

Offset

3,128

80

R2(Pearson)

0,902

70

SECV

9,32

Bias

-0,17

100

NIR-Modellwert (% Fruchtfall)

90

60 50 40 30

Golden Del. 2010

20

Golden Del. 2011

10 0 0

10

20

30

40

50 60 70 Referenzwert (% Fruchtfall)

80

90

100

110

Abb. 6 | Regressionsmodell für die Fruchtfallprognose mittels NIR-Daten von 50 Früchten (Kreuzvalidierung, ­G olden Del. 2010 und 2011).

Schlussfolgerungen Mögliche Anwendung in der Praxis Die Prognosegenauigkeit des modifizierten Fruchtwachstumsmodelles «Greene» scheint ausreichend zu sein, um eine allgemeine Aussage über den zu erwartenden natürlichen Fruchtansatz bzw. die Wirkung der bei abgehender Blüte eingesetzten Ausdünnpräparate zu tätigen. In den unbehandelten Parzellen ist der Frucht­ ansatz nach dem Junifruchtfall im Mittel um 8,2 ± 4,6 % höher als der optimale Fruchtansatz. Dieser Wert entspricht der Fruchtansatzreduktion, die mit Ausdünnmassnahmen erreicht werden soll. Für die Empfehlung von Ausdünnmassnahmen ist es zusätzlich notwendig zu wissen, wie stark der Fruchtansatz durch die Ausdünnprodukte reduziert werden kann. Die in den Versuchsparzellen angewandten Ausdünnbehandlungen mit verschiedenen in der Schweiz bewilligten Produkten ­ erzielten eine mittlere Fruchtansatzreduktion von 4,6 ± 3,2 %. D. h. eine allgemeine Empfehlung für eine Region, ob in einem Jahr schwach, mittel oder stark ausgedünnt werden muss, scheint möglich zu sein, da die Summe der Wirkung der Ausdünnmittel und des Prognosefehlers geringer ist als die notwendige Fruchtansatzreduktion.

Die Prognose des Fruchtansatzes in einer einzelnen Parzelle ist jedoch derzeit mit diesem Modell zu ungenau, sodass die Erfahrung und das Wissen des Betriebsleiters auch weiterhin entscheidend sein werden. Eine Möglichkeit zur weiteren Verbesserung des Modells könnte die

484

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 478–485, 2012

Anpassung der Berechnungsparameter an einzelne Sorten sein. Anhand der bisher verfügbaren Daten kann dazu aber noch keine Aussage gemacht werden.

Der grosse Vorteil der Fruchtansatzprognose mittels NIR-Spektrometrie ist ein deutlich geringerer Arbeitsaufwand des Anwenders für die Datenerhebung, da nur noch an einem Termin eine ausreichende Anzahl von Früchten gemessen werden muss und das Ergebnis sofort verfügbar ist. Das sehr aufwändige Markieren von Fruchtbüscheln und Einzelfrüchten und auch die Weiterverarbeitung der Daten mit einem Kalkulationsprogramm können somit entfallen. Wegen der starken Jahresschwankungen des natürlichen Fruchtansatzes und den vorhandenen Sortenunterschieden sind jedoch noch weitere Messungen nötig, um robuste Prognosemodelle auf der Basis von NIR-Messungen zu erstellen. Ein wichtiger Punkt für weitere Entwicklungen in diesem Bereich ist auch die Optimierung der Gerätekonstruktion für n diesen speziellen Einsatzzweck.

La previsione di fruttificazione nel melo a sostegno del dirado chimico Negli ultimi anni sono stati esaminati due metodi per la prognosi di fruttificazione, rispettivamente prognosi dell’intensità della «cascola di giugno» nel melo. Con il primo metodo si determinava la fruttificazione mediante misurazione della crescita in due momenti subito dopo la fioritura, sulla cui base successivamente era calcolata la previsione. La base per il modello è il presupposto che tutti i frutti inferiori ad una certa crescita siano rigettati dall’albero attraverso la cascola di giugno. Le indagini e valutazioni del primo anno di prova hanno mostrato che i valori dei parametri indicati dalla letteratura non sono trasferibili alla nostra zona di produzione. Negli anni successivi si è quindi tentato di ridurre l’errore di previsione. Regolando i parametri del modello è stato effettivamente possibile ridurre la deviazione media dell’effettiva fruttificazione degli alberi. Inoltre, i giovani frutti sono stati misurati mediante spettrometro a infrarosso vicino per verificare se i cambiamenti fisiologici dei frutti cascati possono essere rilevati attraverso questo metodo e quindi è possibile riportarli alla fruttificazione sull’albero. Si è potuto constatare che gli spettri misurati su frutti caduti e rimasti sull’albero si differenziano in modo evidente a determinate lunghezze d’onda.

Il modello di regressione mostra pure un buona corrispondenza tra i valori di riferimento e di previsione. Non è stato pienamente possibile valutare in quale misura le differenze tra le singole varietà e gli influssi dei singoli anni influenzino il metodo.

Literatur ▪▪ Baumgartner D., Gabioud Rebeaud S., 2010. Detektion von Kernhausbräune mit Nah-Infrarot-Spektroskopie. Schweizerische Zeitschrift für Obst- und Weinbau 146 (14), 8–11 ▪▪ Greene D. W., 2008. A growers guide to predicting the response to a chemical thinner Application. Zugang: http://www.umass.edu/fruitadvisor/2008/predictthinprocedure.pdf; http://www.umass.edu/fruitadvisor/2008/predictfruitset2008.xls

Summary

Riassunto

Fruchtansatzprognose beim Apfel unterstützt die chemische Fruchtbehangsregulierung | Pflanzenbau

Prediction of fruit set in apple to facilitate the chemical fruit thinning The decision, whether a chemical fruit thinning in an apple orchard is necessary and to what extent, is often difficult. Currently growers take a decision without knowing the extend of natural fruit drop (June drop). In recent years, two methods for prediction of fruit set respectively the intensity of June fruit drop in apples have been examined. The first method is based on calculating fruit growth of marked fruits shortly after bloom, by measuring the fruit diameter on two dates. The presumption of the model is, that fruits with growth below a critical value, will abscise at the June drop.

The survey and evaluation of the first experimental year revealed, that the parameter values given in the literature, cannot be transferred in our growing conditions. By adjusting the model parameters, based on field experiments in subsequent years, the reliability of fruit set prediction was significantly improved. In a second experiment, young fruits were measured with a near-infrared spectrometer. The intention was to prove if the physiologic changes in abscissing fruits may be detected, and thereby if a prediction of the fruit set is possible. It was observed that, at certain wavelengths, the spectra of falling and remaining fruits were clearly different, which could be confirmed by a regression model. To what extent, differences between varieties and years are influencing the model, will be objective of further studies.

Key words: apple, fruit drop, fruit thinning, Near Infrared Spectrometrie, modeling.

▪▪ Greene D. W., Krupa J., Vezina M., Lakso A. N. & Robinson T. L., 2005. A method to predict chemical thinner response. Fruit Notes Volume 70, 12–17.

▪▪ Abruzzese A., Mignani I. & Cocucci S., 1995. Nutritional Status in Apples and JuneDrop. J. Ameri. Soc. Hort. Sci. 120 (1), 71–74.

▪▪ Forshey C. G., 1976. Factors affecting chemical thinning of apples. New York’s Food and Life Sciences Bulletin 64, 1–7.

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 478–485, 2012

485

U m w e l t

Ammoniak aus Rindviehställen: Entwicklung der Emissionen für die Schweiz Sabine Schrade und Margret Keck, Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8356 Ettenhausen Auskünfte: Sabine Schrade, E-Mail: sabine.schrade@art.admin.ch, Tel. +41 52 368 33 33 Milchvieh in der Schweiz mit freigelüftetem Liegeboxenlaufstall, planbefestigten Laufflächen und Laufhof am Rand (Schrade et al. 2011) zu bestimmen und weiter den zeitlichen Verlauf der NH3-Emissionen aus den Rindviehställen von 1990 bis 2008 mit Extrapolation bis 2020 aufzuzeigen.

Für die häufigste Situation der Laufstallhaltung von Milchvieh in der Schweiz mit Liegeboxenlaufstall mit planbefestigten Laufflächen und Laufhof wurden NH 3-Emissionsfaktoren basierend auf Praxismessungen und einer breiten Datengrundlage modelliert.

(Foto: ART)

Einleitung Ausgangslage und Ziel Die Emissionen von Ammoniak (NH3) der Schweiz im Jahr 2007 stammten nach Modellrechnungen zu etwa 94 % aus der Landwirtschaft und davon wiederum rund 34 % aus der Stallhaltung von Nutztieren. Rindvieh macht mit 79 % den grössten Teil der NH3-Emissionen aus (Achermann et al. 2009). Bisher fehlten NH3-Emissionsfaktoren für in der Schweiz verbreitete Stallsysteme mit Laufhof.

Ziel dieser Untersuchung war es, NH3-Emissionsfaktoren für die häufigste Situation der Laufstallhaltung von

486

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 486–491, 2012

Emissionsfaktoren Die Emissionen werden für das Inventar aus Aktivitätsdaten und Emissionsfaktoren berechnet (Döhler et al.

2002; EEA 2009). Aktivitätsdaten beschreiben die Verbreitung oder Häufigkeit eines Systems wie beispielsweise die Tierzahl in einem Stallsystem pro Zeiteinheit (Menzi et al. 2008). Ein Emissionsfaktor bildet eine Emission für eine bestimmte Kategorie beziehungsweise ein System (z. B. Produktions-, Haltungssystem) repräsentativ über das Jahr ab (VDI 2011). Bei Emissionen aus der Nutztierhaltung erfolgt die Einteilung in Kategorien beispielsweise nach Tierkategorie, Fütterung, Hofdüngerart, Stallsystem oder deren Kombinationen (Hutchings et al. 2001; Döhler et al. 2002; EEA 2007; Menzi et al. 2008).

Der Detaillierungsgrad der einzelnen Kategorien sollte analog zu deren Bedeutung gewählt werden. Mangels systematischer Datengrundlage wurden Emissionsfaktoren bisher häufig als Konventionswerte aus einzelnen Messungen, Literaturdaten, Plausibilitätsbetrachtungen und praktischem Erfahrungsschatz bestimmt (VDI 2011).

Zur Modellierung von aussagekräftigen Emissionsfaktoren sind belastbare und detaillierte Emissionswerte und eine umfassende Datengrundlage von relevanten Einflussgrössen mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung nötig.

Material und Methoden Die Berechnung zur Entwicklung der NH3-Emissionen für die Jahre 1990, 1995, 2000 und 2005 sowie eine Extrapolation bis zum Jahr 2020 erfolgte anhand von NH3-Emissionsfaktoren, den Tierzahlen und der Verbreitung von Stallsystemen. Dazu wurden Emissionsfaktoren für den Laufstall mit Laufhof basierend auf einer breiten Datengrundlage modelliert sowie Emissionsfaktoren für den Anbindestall aus der Literatur abgeleitet.

Ammoniak aus Rindviehställen: Entwicklung der Emissionen für die Schweiz | Umwelt

Zusammenfassung

Emissionsfaktoren Liegeboxenlaufstall mit Laufhof Grundlage zur Modellierung der NH3-Emissionsfaktoren für freigelüftete Liegeboxenlaufställe mit planbefestigten Laufflächen und am Rand angeordnetem Laufhof waren systematische Messungen mit der Tracer-Ratio-Methode auf sechs Milchviehbetrieben (Schrade et al. 2012). Als signifikante Einflussgrössen auf die NH3-Emission resultierten in einem linearen Gemischte-Effekte-Modell die Aussentemperatur (F1,1053 = 100,7836; p < 0,001), die Windgeschwindigkeit im Stall (F1,1053 = 99,4947; p < 0,001) und der Harnstoffgehalt der Tankmilch (F1,5 = 6,9097; p = 0,046) (Schrade et al. 2012). Ausgehend von diesem statistischen Modell erfolgte die Ableitung der Emissionsfaktoren anhand einer Punktschätzung mit gebootstrapten Varianzkomponenten. Datengrundlage für diese modellbasierte Kalkulation sind als Indikator für die Stickstoffausscheidung Milchharnstoffdaten aus den Milchkontrolldaten des Braunvieh-, Fleckvieh- und Holsteinzuchtverbands über fünf Jahre hinweg differenziert nach Tal- und Berggebiet (Abb. 1). Weiter basiert die modellbasierte Kalkulation auf Lufttemperaturen von 43 Wetterstationen in zwei Höhenlagen (Talgebiet, Berggebiet) vom Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie MeteoSchweiz.

Um die hohe zeitliche Auflösung der Emissionsdaten des statistischen Modells abzubilden, lagen der Modellierung Stundenmittelwerte jeweils als Tagesgänge pro Kalenderwoche über die Jahre 2004 bis 2008 zugrunde.

Mit dieser detaillierten Datengrundlage der Milchharnstoffgehalte und Temperaturen konnten über fünf Jahre hinweg typische Verläufe abgebildet werden. Um den Effekt der Windgeschwindigkeit im Stall aufzuzeigen, 

Zur Berechnung der Emissionen von ­Ammoniak (NH3) aus der Rindviehhaltung für die Jahre 1990 bis 2020 dienten jährliche Tierzahlen, die Verbreitung von Stallsystemen und NH3-Emissionsfaktoren. ­Emissionsfaktoren für den Laufstall mit Laufhof wurden anhand einer modellbasierten Kalkulation basierend auf Emissionsmessungen von sechs Milchviehställen, Milchharnstoffgehalten, Temperaturen sowie typischen Windgeschwindigkeiten berechnet.

Die modellierten NH3-Emissionsfaktoren variierten von 22 bis 25 g pro Grossvieheinheit (GV) und Tag (d). Für die Anbindehaltung wurde ein NH3-Emissionsfaktor von 16,4 g GV−1 d−1 aus Literaturdaten abgeleitet.

Von 1990 bis 2000 waren die NH3-Emissionen zunächst leicht rückläufig, während sie im Jahr 2005 bereits wieder zugenommen hatten. Bei einer Stagnation der Tierzahlen auf dem Niveau von 2008 werden für das Jahr 2020 um 4 bis 12 % höhere NH3-Emissionen als im Jahr 1990 erwartet. Grund dafür ist die stärkere Verbreitung von Laufställen mit grösseren verschmutzten Flächen.

35

Milchharnstoffgehalt [mg dl-¹]

Berggebiet Talgebiet 30

25

20

15 0

10

20

30

40

50

Kalenderwoche [n]

Abb. 1 | Verlauf der Harnstoffgehalte [mg dl −1] als Mittelwerte pro Kalenderwoche berechnet aus Einzelkuhwerten aggregiert nach Region (Berg- und Talgebiet) als Grundlage für die modellbasierte Kalkulation der NH 3-Emissionsfaktoren.

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 486–491, 2012

487

2400

10000

2000

8000

1600

6000

1200

NH3-Emissionen [t a-¹]

12000

Berg_Wind-0,3

4000

800

Tal_Wind-0,3

Anzahl Tiere in Tausend [n]

Umwelt | Ammoniak aus Rindviehställen: Entwicklung der Emissionen für die Schweiz

Tal_Wind-0,5 2000

400

Berg_Wind-0,5 Rindviehbestand

0

0 1990

1995

2000

2005 Jahr

2010

2015

2020

Abb. 2 | Entwicklung des Rindviehbestandes [n] und der NH 3-Emissionen [t a −1] aus der Rindviehhaltung der Schweiz von 1990 bis 2020.

wurden zwei Windgeschwindigkeiten 0,3 m s−1 (Wind-0,3) und 0,5 m s−1 (Wind-0,5) von den eigenen Messungen und von Literaturdaten abgeleitet. Die Modellierung ist bei Schrade et al. (2012) detailliert beschrieben.

Emissionsfaktor Anbindestall Für den Anbindestall ist der NH3-Emissionsfaktor aus der Literatur von vier Untersuchungen abgeleitet. Die Messungen von Amon et al. (1999), Groot Koerkamp und Uenk (1997) sowie Gustafsson et al. (2001) decken weitestgehend die jahreszeitliche Variation ab, während bei Groenestein (1993) Messungen zu sehr warmen Bedingungen fehlen. Die Emissionsdaten variieren zwischen 5 g GV−1d−1 (Amon et al. 1999) und 26 g GV−1d−1 (Gustafsson et al. 2001). Als Emissionsfaktor wurde der Median über die Ergebnisse der einzelnen Autoren festgelegt.

Aufgrund der ungenügenden Dokumentation in der Literatur ist keine Differenzierung nach der Stickstoff-Versorgung der Tiere, Höhenlage und Luftgeschwindigkeit im Stall analog zu den Emissionsfaktoren für den Laufstall möglich.

Entwicklung des Rindviehbestandes Der Gesamtrindviehbestand war von 1990 bis 2004 rückläufig und stieg von 2005 bis 2008 wieder an und bewegte sich in den Folgejahren auf dem Niveau von 2008 (Schweizerischer Bauernverband 1991−2011; Abb. 2). Für die Berechnung der Emissionen für die Jahre 2010 und 2020 wurde eine Stagnation der Tierzahlen auf dem Niveau von 2008 angenommen.

488

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 486–491, 2012

Entwicklung der Stallsysteme Die bisherige und zukünftige Verbreitung der Stallsysteme für die einzelnen Rindviehkategorien differenziert nach Anbinde- und Laufstall ist bei Schrade et al. (2011) basierend auf Statistiken vom Schweizerischen Bauernverband, der Beteiligung bei den Ethoprogrammen sowie einer eigens durchgeführten Expertenschätzung dargestellt. In der Milchviehhaltung dominieren bisher noch Anbindeställe. Der Trend geht jedoch bei allen Rindviehkategorien hin zu Laufställen. Während 1990 der Anteil der Milchkühe in Laufställen bei nur 10 % lag, wurden 2010 rund 40 % der Milchkühe in Laufställen gehalten. Nach den statistischen Erhebungen ist keine detaillierte Differenzierung der Haltungssysteme beispielsweise nach Ausführung von Lauf- und Liegeflächen, Flächenangebot, Anordnung der Funktionsbereiche, zeitlicher Nutzung von Laufhöfen, Art und Häufigkeit der Entmistung verfügbar.

Emissionsberechnung Zur Berechnung der Emissionen über die einzelnen Jahre wurde zunächst die Anzahl Tiere pro Kategorie differenziert nach Laufstall und Anbindestall berechnet. Weil für die Tierkategorien Jungvieh zur Zucht und Nutzung, Ammen- und Mutterkühe sowie Tiere zur Grossviehmast und Mastkälber keine detaillierten Daten zu den Emissionen vorliegen, wurde für jedes Kalenderjahr ein Mischwert über alle Rindviehkategorien (GV-Mischwert) gebildet. Pro Stallsystem wurden die Tierzahlen aller Rindviehkategorien addiert und anschliessend mit dem

Ammoniak aus Rindviehställen: Entwicklung der Emissionen für die Schweiz | Umwelt

Tab. 1 | NH 3-Emissionen [g GV−1 d −1] im Anbindestall für Milchvieh nach Autoren sowie der Median dieser Daten NH3-Emission [g GV−1 d−1]

Erhebungsumfang; Bestimmung Luftvolumenstrom

Stalltemperatur [°C] (Arithm. Mittel, Minimum–Maximum)

Amon et al. 1999 (AT)

5,0

5 x Flüssigmistsystem (je 6–15 d) 4 x Festmistsystem (je 7–11 d); Messventilator

4 Jahreszeiten

Groenestein 1993 (NL)

13,3

2 Messungen: Winter, Frühjahr; Messventilator

16,9 (15,4–19,2)

Groot Koerkamp u. Uenk 1997 (NL)

19,5

Messungen im Sommer u. Winter je 4 × 24 h; CO2-Bilanzierung

14,6 (9–19)

Gustafsson et al. 2001 (SE)

26,4

Messungen über 10 Monate; Messventilator

16,9 (14,9–19,3)

Median

16,4

–

–

Quelle

GV-Mischwert und dem Emissionsfaktor des jeweiligen Stallsystems bezogen auf 365 Tage multipliziert. Dabei sind jeweils die vier Varianten zur Laufstallhaltung Tal_ Wind-0,3, Tal_Wind-0,5, Berg_Wind-0,3 und Berg_Wind0,5 berücksichtigt.

Resultate und Diskussion Emissionsfaktoren Die Datengrundlage zur Ableitung des Emissionsfaktors für das Stallsystem Liegeboxenlaufstall mit planbefestigten Laufflächen und Laufhof am Rand ist mit systematischen Messungen auf sechs Praxisbetrieben zu unterschiedlichen Jahreszeiten sowie den detailliert verfügbaren Milchharnstoffgehalten und Temperaturdaten breit abgestützt. Die NH3-Emissionsfaktoren bilden damit regionale Unterschiede des Klimas und des Fütterungsniveaus ab und spiegeln den Einfluss der Windgeschwindigkeit wider.

In Tabelle 2 sind die NH3-Emissionsfaktoren als arithmetischer Mittelwert und 95-%-Konfidenzintervall angegeben. Über alle Varianten hinweg variiert der mittlere NH3-Emis-

sionsfaktor für die Milchviehhaltung im Liegeboxenlaufstall mit freier Lüftung, planbefestigten Laufflächen und Laufhof am Rand von 21,8 g bis 24,5 g GV−1 d−1 beziehungsweise von 28,9 bis 32,6 g Tier−1 d−1. Bezugsgrösse ist jeweils eine Grossvieheinheit mit 500 kg Lebendmasse beziehungsweise ein Tier mit 650 kg Lebendmasse. Der NH3-Emissionsfaktor für das Talgebiet ist aufgrund der höheren Temperaturen bei gleicher Windgeschwindigkeit grösser als der für das Berggebiet. Innerhalb derselben Höhenzone ist jeweils der Emissionsfaktor basierend auf der höheren Windgeschwindigkeit grösser als der auf Basis der niedrigeren Windgeschwindigkeit. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Varianten sind gering. Die modellierten Emissionsfaktoren sind tiefer als der NH3-Emissionsfaktor für den Liegeboxenlaufstall in Deutschland mit 40 g Tierplatz−1 d−1 (Döhler et al. 2002) und für Stall inklusive Laufhof in Portugal mit 86 g GV−1 d−1 (Pereira et al. 2010).

Mit 16,4 g GV−1 d−1 beziehungsweise 21,8 ist der NH3-Emissionsfaktor für den Anbindestall etwas höher als der Wert von Döhler et al. (2002) mit 13,4 g Tierplatz−1 d−1 

Tab. 2 | NH 3-Emissionsfaktoren für die Haltung von Milchvieh im Liegeboxenlaufstall mit freier Lüftung, planbefestigten Laufflächen und Laufhof am Rand aus der modellbasierten Kalkulation für die beiden Standorte Berg- und Talgebiet sowie für die beiden Windgeschwindigkeiten (GV Grossvieheinheit; 1 GV = 500 kg Lebendmasse).

Variante: Region und Windgeschwindigkeit [m s−1]

NH3-Emissionsfaktor Arithm. Mittel (95-%-Konfidenzintervall) [g Tier−1 d−1]

[g GV−1 d−1]

28,9 (16,4; 49,9)

21,8 (12,3; 37,5)

Berg_Wind-0,5

31,1 (17,4; 52,9)

23,4 (13,0; 39,8)

Tal_Wind-0,3

30,1 (16,0; 50,4)

22,7 (12,0; 37,9)

Tal_Wind-0,5

32,6 (17,8; 54,0)

24,5 (13,4; 40,6)

Berg_Wind-0,3

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 486–491, 2012

489

Umwelt | Ammoniak aus Rindviehställen: Entwicklung der Emissionen für die Schweiz

und deutlich tiefer als die Emissionsfaktoren für den Laufstall aus der modellbasierten Kalkulation. Der Emissionsfaktor der European Environment Agency (2007) wurde mit 24 g Tier−1 d−1 als Mischwert für Anbinde- und Laufstall kalkuliert und liegt somit geringfügig über dem aus der Literatur abgeleiteten Emissionsfaktor für den Anbindestall jedoch deutlich unter den Emissionsfaktoren aus der modellbasierten Kalkulation.

im Laufe der Jahre mit zunehmender Bedeutung der Laufstallhaltung. So liegen im Jahr 2020 die NH3-Emis­ sionen der Variante Tal_Wind-0,3 mit 10 900 t a−1 um 1000 t a−1 höher als die der Variante Berg_Wind-0,3 mit 9900 t a−1. Steigende NH3-Emissionen resultieren bei der Annahme von einem gleichbleibenden Rindviehbestand allein durch Veränderungen bei den Stallsystemen.

Schlussfolgerungen Berechnung der NH3-Emissionen aus der Stallhaltung Die Berechnung der NH3-Emissionen stützt sich auf den verfügbaren Daten breit ab und zeigt die Tendenzen der bisherigen und zukünftigen Entwicklung deutlich auf.

Sie weist aufgrund der unzureichenden Datengrundlage folgende Unsicherheiten auf: ••Da die Annahmen zur Verbreitung der Stallsysteme auf punktuellen Literaturdaten und Schätzwerten basieren, ist nur eine grobe Differenzierung zwischen Anbinde- und Laufstall möglich.

••NH3-Emissionswerte für den Anbindestall aus der Literatur weisen eine sehr grosse Spannbreite auf. ­Weiter fehlen Daten zu Anbindehaltung mit Laufhof­nutzung.

••Bei der Berechnung sind Alpung und Weidehaltung nicht berücksichtigt. Einerseits sind nur für einzelne Jahre Angaben zu Häufigkeit und Dauer von Alpung und Weidehaltung vorhanden und andererseits fehlen Emissionsdaten. Unklar ist, wie sich das Emissions­ niveau vom Stall bei Halbtags-, Ganztags- oder Vollweide verändert. Weiter sind die Emissionen zur Hofdüngerlagerung in der Berechnung nicht enthalten.

••Aufgrund fehlender Emissionsfaktoren für Jungvieh zur Zucht und Nutzung, Tiere zur Grossviehmast, Mastkälber sowie Ammen- und Mutterkühe wurden die Emissionswerte von Milchvieh auf alle Kategorien übertragen und ein GV-Mischwert über alle Kategorien angenommen.

••Bei der Annahme, dass die Tierzahlen auf dem Niveau von 2008 stagnieren, sind politische Rahmenbedingungen sowie weitere Einflussgrössen auf die Entwicklung der Tierzahlen nicht berücksichtigt.

Von 1990 bis 2000 zeigen die Emissionen über alle Varianten hinweg eine rückläufige Tendenz. Bei einer Stagnation der Tierzahlen auf dem Niveau von 2008 steigen die Emissionen bis zum Jahr 2020 deutlich an. Dafür ist der höhere Anteil von Tieren in Laufställen mit ausschlaggebend. Während im Jahr 1990 bei den NH3-Emissionen durch die vier Varianten nur geringe Unterschiede resultierten, vergrösserten sich die Unterschiede

490

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 486–491, 2012

Mit dem beschriebenen Modellierungsansatz konnten NH3-Emissionsfaktoren für den Laufstall mit planbefestigten Laufflächen und Laufhof basierend auf einer breit verfügbaren Datengrundlage mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung differenziert nach Region bestimmt werden. Wünschenswert sind eine weitere Differenzierung der Emissionsfaktoren nach Laufflächenausführung und die Berücksichtigung von Weidehaltung.

Trotz der Unsicherheiten bei der Berechnung sind klare Tendenzen in der bisherigen und zukünftigen Entwicklung erkennbar. Bei NH3 führt eine Abnahme des Rindviehbestandes zwischen 1990 und 2000 nicht zu gleichermassen sinkenden Emissionen. Ursache hierfür ist die Zunahme von Laufställen mit Laufhöfen und grösseren verschmutzten Flächen. In den Jahren 2004 bis 2008 hat der Rindviehbestand wieder leicht zugenommen und stagnierte auf dem Niveau von 2008. Vermehrte Laufstallhaltung lässt eine weitere Erhöhung der NH3-Emissionen erwarten. Der Handlungsbedarf zur Emissionsminderung von NH3 ist sichtbar. Dazu sind praxistaugliche baulich-technische und organisatorische NH3-Minderungsmassnahmen zu entwickeln, zu quantin fizieren und in der Praxis umzusetzen.

Dank

Dieses Projekt wurde finanziell vom Bundesamt für Umwelt BAFU unterstützt.

Ammoniaca dalle stalle per il bestiame bovino: evoluzione delle emissioni in Svizzera Per calcolare le emissioni di ammoniaca (NH3) provocate dai sistemi di stabulazione per il bestiame bovino per il periodo 1990−2020 sono stati utilizzati i dati annuali sugli animali, quelli sulla diffusione dei sistemi di stabulazione e i coefficienti di emissione di NH3. Questi ultimi, per i sistemi a stabulazione libera con corte, sono stati fissati attraverso un calcolo su modelli basato sulle misurazioni delle emissioni di sei stalle per il bestiame da latte, sui tenori di urea nel latte, sulle temperature e sulla velocità del vento tipica. I calcoli su modelli hanno dato valori variabili da 22 a 25 grammi per unità di bestiame grosso (UBG) e giorno (d). Per i sistemi a stabulazione fissa, dai dati reperiti dalla bibliografia è stato stabilito un coefficiente di emissione di NH3 pari a 16,4 g UBG-1d-1.

Dal 1990 al 2000 le emissioni di NH3 hanno segnato una lieve diminuzione, per poi aumentare nuovamente nel 2005. Con una stagnazione del numero di animali al livello del 2008, per il 2020 ci si attende un aumento delle emissioni di NH3 pari al 4 –12 per cento rispetto al 1990, riconducibile alla maggiore diffusione dei sistemi a stabulazione libera con superfici sporche più estese.

Literatur ▪▪ Achermann B., Bonjour C., Kupper T., Leuenberger C., Menzi H., NyfelerBrunner A., Rihm B. & Zaucker F., 2009. Ammoniakemissionen in der Schweiz: Neuberechnung 1990 – 2007. In: Fachtagung Ammoniak- und Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft: Inventare und Programme zu deren Minderung, 10. September 2009, Zollikofen, Bern, 70.

▪▪ Amon B., Amon T. & Boxberger J., 1999. Emissionen von NH 3, N 2O und CH 4 aus der Festmistverfahrenskette Milchviehanbindehaltung Stall-­ Lagerung-Ausbringung. Bau, Technik und Umwelt in der landwirtschaftlichen Nutztierhaltung − Beiträge zur 4. Internationalen Tagung von 9. und 10. März 2003 in München-Weihenstephan, 57–62.

▪▪ Döhler H., Eurich-Menden B., Dämmgen U., Osterburg B., Lüttich M., Bergschmidt A., Berg W. & Brunsch R., 2002. BMVEL/UBA-AmmoniakEmissionsinventar der Deutschen Landwirtschaft und Minderungsszenarien bis zum Jahr 2010. Umweltbundesamt Texte 05/02 B 55050, 192.

▪▪ European Environment Agency (EEA), 2007. EMEP/CORINAIR Emission ­I nventory Guidebook 2007.

▪▪ Groenestein C. M., 1993. Animal-waste management and emission of ammonia from livestock housing systems: field studies. Livestock Environment IV: Fourth International Symposium University of Warwick Coventry, England, 1169−1175.

▪▪ Groot Koerkamp P. W. G. & Uenk G. H., 1997. Climatic Conditions and Aerial Pollutants in and Emissions from Commercial Animal Production Systems in the Netherlands. In: Voermans J.A.M. and Monteny G.J.. Ammonia and Odour Emissions From Animal Production Facilities. Proceedings of a International Symposium in Vinkeloord, Netherlands, 139−144.

Summary

Riassunto

Ammoniak aus Rindviehställen: Entwicklung der Emissionen für die Schweiz | Umwelt

Ammonia from cattle housing systems: development of emissions in Switzerland Annual livestock numbers, the distribution of livestock housing systems and NH3 emission factors were used to calculate ammonia emissions (NH3) from cattle farming for the years 1990 to 2020.

Emission factors for loose housing with outdoor exercise areas were computed using a model-based calculation based on emission measurements from six dairy housing systems, milk urea levels, temperatures and typical wind speeds. The NH3 emission factors modelled varied from 22 to 25 g per livestock unit (LU) per day (d). An NH3 emission factor of 16.4 g LU-1 d-1 for the tied housing system was derived from literature data.

From 1990 to 2000 NH3 emissions were initially slightly down, whereas they had increased again by 2005. If livestock numbers stagnate at the 2008 level, NH3 emissions of 4 to 12 % higher than in 1990 are anticipated for 2020. This is because of the more widespread distribution of loose housing with larger soiled surfaces.

Key words: emission factor, ammonia, modeling, dairy cattle, calculation.

▪▪ Gustafsson G., Hultgren J. & Jeppsson K.-H., 2001. Ammonia emissions from the cowshed, and animal cleanliness, reproductive performance and health − reference measurements. In: Life Ammonia Feb (5).

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▪▪ Pereira J., Misselbrook T. H., Chadwick D., Countinho J. & Trindade H., 2010. Ammonia emissions from naturally ventilated dairy cattle buildings and outdoor concrete yards in Portugal. Atmospheric Environment 44, 3413–3421.

▪▪ Schrade S., Keck M., Zeyer K. & Emmenegger L., 2011. Haltungssysteme und Messkonzept für Ammoniakemissionen bei freier Lüftung. Agrarforschung Schweiz 2 (4), 170–175.

▪▪ Schrade S., Zeyer K., Gygax L., Emmenegger L., Hartung E. & Keck M., 2012. Ammonia emissions and emission factors of naturally ventilated dairy housing with solid floors and an outdoor exercise area in Switzerland. Atmospheric Environment 47, 183–194.

▪▪ Schweizerischer Bauernverband 1991−2011: Statistische Erhebungen und Schätzungen über Landwirtschaft und Ernährung. Diverse Jahrgänge. Brugg.

▪▪ VDI 2011. VDI-Richtlinie 3894 Blatt 1: Emissionen und Immissionen aus Tierhaltungsanlagen − Haltungsverfahren und Emissionen Schweine, Rinder, Geflügel, Pferde. VDI, 1–84.

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 486–491, 2012

491

N u t z t i e r e

Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette Yves Arrigo, Forschungsanstalt Agroscope Liebefeld-Posieux ALP-Haras, 1725 Posieux Auskünfte: Yves Arrigo, E-Mail : yves.arrigo@alp.admin.ch, Tel. +41 26 407 72 64

Abb. 1 | Zichorie. (Foto: ALP-Haras)

Einleitung Im Rahmen eines Projekts über Pflanzen, welche reich an kondensierten Tanninen (Scharrenberg 2007) sind, wurden bei Agroscope ALP-Haras Versuche zur Nährstoffverdaulichkeit und Rohproteinabbaubarkeit durchgeführt, um den Futterwert von Zichorie (Cychorium intybus, Abb.1), Hornklee (Lotus corniculatus, Abb. 2) und Esparsette (Onobrychis viciifolia, Abb. 3) zu bestimmen. Die Tatsache, dass die kondensierten Tannine (KT) sich an bestimmte Nährstoffe wie Proteine binden können und deren Abbau durch Pansenmikroorganismen verringern (Barry und McNabb, 1999), lässt Differenzen zwischen

492

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 492–499, 2012

dem tatsächlichen und dem mittels Gleichungen aus dem Grünen Buch (GB, ALP 2011) vorhergesagten Futterwert vermuten. Während die scheinbare in vivo Verdaulichkeit bei Vorhandensein von KT mittels einer Bilanz zwischen den aufgenommenen und den im Kot analysierten Nährstoffen (nicht verdaute Rückstände und endogene Produkte) Auskunft über die globale Proteinassimilation gibt, lässt sich mit in sacco Versuchen zur Proteinabbaubarkeit die Schutzwirkung der KT auf das Rohprotein im Pansen genauer bestimmen. Durch einen Vergleich der bestimmten oder geschätzten Futterwerte lassen sich die am besten geeigneten Schätzgleichungen auswählen.

Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette | Nutztiere

Zichorie (Cychorium intybus, Sorte Grassland’s Puna) und Esparsette (Onobrychis viciifolia, Sorte Visnovsky) wurden von Agroscope Liebefeld-Posieux angebaut und im zweiten Anbaujahr untersucht. Beide Sorten wurden im Laufe des ersten Wachstumszyklus geerntet: Zichorie im Blattstadium und Esparsette zu Beginn der Blüte. Da die Hornkleekultur (Lotus corniculatus, Sorte Oberhaunstätter) in Posieux zu stark mit anderen Pflanzen kontaminiert war, untersuchten wir eine am Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) in Frick angebaute Kultur im 3. Schnitt zu Beginn der Blüte. Alle Futter wurden ohne vorgängiges Anwelken in Posieux in einer Pilot­ anlage getrocknet (Heisslufttrocknung bei 35 °C und < 40 % relativer Luftfeuchte).

Für die in vivo-Verdaulichkeitsversuche wurden 21 kastrierte erwachsene Hammel der Rasse braunköpfiges Fleischschaf (Typ Oxford) in Abhängigkeit ihres Alters (2 bis 7 Jahre) und ihres Gewichts (72,5 kg +/- 6,2 kg) auf die verschiedenen Behandlungen aufgeteilt. Die verschiedenen Versuchsfutter wurden, gemäss unseren üblichen Standardbedingungen (1,1 × 0,380 MJ UE/kg 0,75), rationiert verfüttert. Nach einer 21-tägigen Anpassungsperiode der Tiere an das Versuchsfutter wurden während zwei Phasen an je vier aufeinanderfolgenden Tagen täglich Kotproben genommen.

Die Abbaubarkeit des Rohproteins (aRP) wurde gemäss der in sacco Methode (Dohme et al. 2007) mit pansenfistulierten Kühen bestimmt. Bei dieser Methode werden Nylonsäckchen in den Pansen inkubiert, welche mit dem zu untersuchenden Futter gefüllt sind (je 4 g auf 3 mm gemahlene Trockensubstanz (TS) pro Nylon­ 

Zusammenfassung

Material, Tiere und Methode

Die generell für die Futterwertschätzung verwendeten Schätzgleichungen sind nicht auf Pflanzen zugeschnitten, welche reich an kondensierten Tanninen (KT) sind. Um zu prüfen, wie sich das Vorhandensein kondensierter Tannine auswirkt, werden in der vorliegenden Studie die in Tierversuchen (in vivo, in sacco) oder über Schätzgleichungen ermittelten Futterwerte von Zichorie (Cychorium intybus), Esparsette (Onobrychis viciifolia) und Hornklee (Lotus corniculatus) unter Berücksichtigung der KT-Gehalte miteinander verglichen.

Die in vivo-Verdaulichkeit der organischen Substanz (vOS) der Zichorie (78,8 %) war höher (p<0,01) als die vOS der beiden übrigen Pflanzen (jeweils 69,3 %). Die scheinbare Verdaulichkeit des Rohproteins (vRP) war bei Esparsette, welche die höchste Konzentration an KT aufwies, mit 58,7 % am tiefsten (vs. 69,7 % bei Zichorie und 76,5 % bei Hornklee, p<0,01).

Die Abbaubarkeit des Rohproteins (aRP) von Pflanzen mit geringen KT-Gehalten ist vergleichbar mit den Werten von Zichorie und Hornklee (64,2 % et 65,1 %), nicht jedoch mit denjenigen der Esparsette (47,8 %, p<0,01).

Bei den untersuchten Grünfuttern wurden die besten geschätzten Futterwerte bei Zichorie (1.

Schnitt, Stadium Blätter ohne Stängel) mit der vOS-Gleichung für kräuterreiche, feinblättrige Mischungen erzielt, bei Hornklee (3. Schnitt anfangs Blüte) mit der für Leguminosen und bei Esparsette (1. Schnitt anfangs Blüte) mit derjenigen für unbestimmte botanische Zusammensetzung.

Abb. 2 | Hornklee (Quelle : FiBL)

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 492–499, 2012

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Nutztiere | Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette

Abb. 3 | Esparsette (Foto: ALP-Haras)

sack, Grösse 10x20 cm, (Porosität 53 μ) und während 2, 4, 8, 16, 24 und 48 Stunden im Pansen von drei fistulierten Kühen verbleiben. Die Kühe erhielten eine den Erhaltungsbedarf deckende Ration, welche aus 70 % (auf TS bezogen) Heu von guter Qualität (166 g Rohprotein (RP)/ kg TS) und 30 % Kraftfutter (150 g RP/kg TS) bestand.

Die Bestimmung der kondensierten Tannine erfolgte mit der HCL-Butanol Methode (Terril et al. 1992). Die Futterwerte wurden mit den im Grünen Buch (GB) publizierten Schätzgleichungen berechnet, wofür die in vivo bestimmten beziehungsweise zum Vergleich die mittels Gleichungen berechneten Verdaulichkeiten herangezogen wurden.

Die Trocknung der drei Arten war nicht identisch. Die am 24. Mai geerntete Zichorie wies breite Blätter auf (Abb. 1), welche aufgrund ihres geringen TS-Gehalts (10 %) eine kompakte, schwierig zu lüftende Masse darstellten. Um diese auf 90 % TS zu trocknen, wurden drei anstelle von üblicherweise zwei Tagen benötigt. Die zusätzlich benötigte Trocknungszeit hatte keinen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften der Pflanze, da bei der Trocknung keine mechanische Behandlung des Futters erfolgt. Eventuell auftretende Atmungsverluste sind nicht auszuschliessen, sollten jedoch bescheiden sein angesichts der Tatsache, dass der Schwellenwert von 35 – 40 % für die Trocknung (Baumont 2011) nach 42 Std. Trocknung erreicht wurde. Die Trocknung der beiden anderen Pflanzen erfolgte in 48 Stunden problemlos.

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 492–499, 2012

Resultate und Diskussion Chemische Zusammensetzung der Pflanzen Die Nährstoffgehalte der untersuchten Pflanzen sind in Tabelle 1 ersichtlich. Der Gehalt an organischer Substanz (OS) ist bei der Zichorie am niedrigsten. Dieser geringe Tab. 1 | Nährstoffgehalte der Versuchsfutter Zichorie

Hornklee

Esparsette

900

906

909

Organische Substanz

794

899

910

Rohprotein

149

225

123

Asche

206

101

90

Rohfaser

162

245

275

Trockensubstanz in g/kg g/kg in der TS:

Lignocellulose (ADF)

221

311

350

Zellwandbestandteile (NDF)

253

349

424

Ca

9,4

13,1

6,8

P

4,2

3,7

3,2

Mg

2,6

3,8

2,4

K

50

34

34

Kondensierte Tannine (KT)

7

12

48

Bruttoenergie (BE) in MJ/kg

15,3

18,5

17,3

Durchschnittswerte von zwei Versuchen

Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette | Nutztiere

Tab. 2 | Mit Schafen in vivo bestimmte Verdaulichkeitskoeffizienten in %

n

Zichorie

Hornklee

Esparsette

6

4

6

78,8

0,5

<0,01

vRP

69,7a

76,5c

58,7b

0,6

<0,01

vRF

74,7a

54,2c

58,2b

0,9

<0,01

vADF

75,1

53,1

54,4

b

0,9

<0,01

vNDF

78,0

58,6

b

0,9

<0,01

vEB

74,2a

64,9b

0,6

<0,01

a a

69,3

69,3b

p

vOS

a

b

S ×_

b

56,0

b

65,6b

Mit unterschiedlichen Buchstaben bezeichnete Werte in der gleichen Zeile weisen statistisch signifikante Unterschiede auf (P<0,01).

S×_: mittlere Standardabweichung

OS-Gehalt ist die Folge eines sehr hohen Aschegehaltes (RA, 206 g/kg TS), der sich teilweise auch mit Erdkontaminationen erklären lässt. Die Zichorie bietet dafür mit ihren breiten Blättern eine grosse Kontaktfläche. Die geringeren RA-Gehalte von Esparsette und Hornklee entsprechen den effektiven Gehalten ohne Erdverschmutzung, welche durch die feinere Form der Blätter dieser Pflanzen verhindert wurde.

Die Rohprotein (RP)-Gehalte variieren von einer Art zur anderen deutlich. Hornklee erweist sich mit 233 g RP/ kg TS (im 3. Wachstumszyklus anfangs Blüte geerntet) als ausserordentlich proteinreich. Esparsette erreicht mit halb so viel Rohprotein einen Gehalt (123 g/kg TS), der tiefer ist als der im GB für Leguminosen im Wachstumsstadium 5 angegebene Wert (145 g).

In Bezug auf die Gehalte an Zellwandbestandteilen (Rohfaser [RF], Zellwände [NDF] und Lignocellulose [ADF] ) treten Unterschiede zwischen den drei Pflanzenarten auf. Die Werte der Zichorie, welche bei einer Ernte anfangs Mai einen geringen Stängelanteil und einen hohen Anteil an Blättern aufwies, sind tief. Bei Esparsette lassen sich im Gegensatz dazu mit einem bedeutenden Stängelanteil die höchsten Werte verzeichnen.

Die KT-Gehalte der untersuchten Pflanzen variierten zwischen den Arten deutlich. So waren die Gehalte der Esparsette zwar siebenmal so hoch wie die der Zichorie, aber sie lagen dennoch tiefer als in anderen an Agroscope Liebefeld-Posieux mit Schafen und Michkühen durchgeführten Proteinstoffwechselversuchen (>70 g KT/kg TS, Scharenberg 2007; Arrigo und Dohme 2009).

In unserem Versuch ist lediglich die Esparsette als KT-reiche Pflanze zu bezeichnen.

Was die Mineralstoffe betrifft, so ist zu bemerken, dass die Gehalte der beiden Leguminosen die Werte des GB untermauern. Bei der Zichorie, deren Werte nicht tabelliert sind, ist der Kaliumgehalt mit 50 g/kg TS vergleichsweise hoch. Wenn Zichorie Bestandteil der Futterration ist, ist bei einem solchen Wert der Mineralstoffbilanz und insbesondere der Magnesiumzufuhr besonders grosse Aufmerksamkeit zu schenken (Kessler 2000).

Nährstoffverdaulichkeit Die Verdaulichkeit der organischen Substanz (vOS) ist bei der Zichorie mit 78,8 % am höchsten und unterscheidet sich von der vOS der beiden untersuchten Leguminosen (p<0,01, Tab. 2). Die vOS der beiden Leguminosen sind ähnlich, sie sind aber tiefer als die im GB angegebenen Werte (ca. 80 %).

Die scheinbare Verdaulichkeit des Rohproteins (vRP) unterscheidet sich bei allen drei Pflanzen (p<0,01). Sie ist bei Hornklee am höchsten, bei Esparsette am tiefsten.

Die Zichorie weist einen dazwischenliegenden Wert auf.

Die höchste KT-Konzentration tritt zusammen mit der geringsten vRP auf. Dies könnte einerseits an der geringeren Durchlässigkeit der Darmzellwände liegen, welche durch die Wirkung der KT auf die Proteinmoleküle bedingt ist, und andererseits an der Produktion endogener Proteine, welche durch die KT stimuliert wird (Mc Leod 1974 und Butler 1992, zitiert von Zimmer und Cor desse 1996).

Tab. 3 | In vivo vOS, in sacco aRP und mittels Gleichungen des GB für Grünfutter bestimmte Werte Zichorie

Hornklee

Esparsette

vOS in vivo, %

78,8

69,3

69,3

vOS GBsp, %

78,6

68,8

64,9

in vivo - GBsp, %

-0,2

-0,7

-6,3

vOS LVind, %

78,4

76,2

69,4

en % in vivo - GBunb

-0,5

10,0

0,2

aRP in sacco, %

64,2

65,1

47,8

aRP GB geschätzt, %

69,9

74,0

65,7

in sacco - GB, %

+8,9

+13,6

+37,4

Gleichung GBsp mit spezifischen Gleichungen (je nach botanischer Zusammen­ setzung) des GB berechnete vOS

Gleichung für Leguminosen bei Esparsette und Hornklee (vOS L = 86,0 – 0,000231 RF 2OS)

Gleichung für kräuterreiche Mischbestände bei Zichorie (vOS Kf = 58,9 + 0,0792 RP OS + 0,1320 RF OS – 0,000121 RP 2OS

– 0,000428 RF 2OS) Gleichung GB unb vOS berechnet mit der Gleichung des GB für unbekannte botani­ sche Zusammensetzung

(vOS = 56,7 + 0,1262 RP OS + 0,0939 RF OS – 0,000231 RP 2OS –

0,000312 RF 2OS) Gleichung GB aRP aRP= 51,2 + 0,126 RP OS – 0,00014 RP 2OS

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 492–499, 2012

495

Nutztiere | Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette

100 90

Abbaubarsrate des Rohproteins, %

80 70 60 Zichorie

50

Hornklee 40

Esparsette

30 20 10 0 00

04

08

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

52

Stunden Abb. 4 | Abbaugeschwindigkeit des RP im Pansen.

Bezüglich der Verdaulichkeit der Zellwandbestandteile treten zwischen den Pflanzen Unterschiede bei der vRF auf. Die vADF und vNDF der beiden Leguminosen sind untereinander vergleichbar und weniger hoch als die der Zichorie. Betrachtet man die im Versuch bestimmten Verdaulichkeiten gesamtheitlich (Tab. 2), so zeigt sich, dass die Zichorie die Versuchspflanze mit der höchsten Verdaulichkeit ist.

In vivo bestimmte oder mittels Gleichungen des GB geschätzte vOS Um die in vivo bestimmten mit den geschätzten vOS zu vergleichen, wurden letztere sowohl mit der Gleichung für «unbekannte botanische Zusammensetzung» als auch mit den spezifischen Gleichungen berechnet. Von den spezifischen Gleichungen wurde für die Zichorie die Gleichung für «kräuterreiche, feinblättrige Mischbestände» verwendet und für Esparsette und Hornklee die für «Leguminosen». Ein Vergleich der Ergebnisse ist in Tabelle 3 ersichtlich. Es wurden die Gleichungen für Grünfutter angewendet, da die in unserem Versuchstrockner behandelten Futter nicht angewelkt werden und sie somit ihre ursprünglichen Bestandteile und Eigenschaften bestmöglich bewahren (Arrigo 2007).

In unserer Studie kommen die Schätzungen der vOS mit

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 492–499, 2012

den spezifischen Gleichungen bei Zichorie und Hornklee den in vivo bestimmten Werten am nächsten. Bei Esparsette scheint hingegen eine Schätzung mit der Gleichung für Mischbestände mit unbekannter botanischer Zusammensetzung passender zu sein als mit der Gleichung für Leguminosen. Um die Wahl der Regressions-

Tab. 4 | Anhand der in vivo Verdaulichkeiten und in sacco Abbaubarkeiten berechnete Futterwerte Zichorie

Hornklee

Esparsette

NEL

5,6

5,7

5,5

NEV

5,8

5,7

5,4

APDE

100

125

107

APDN

102

157

87

MPPNEL*

1,8

1,8

1,7

MPPPAI*

2,0

2,5

2,1

RP/NEL g/MJ

27

40

23

in 1 kg TS:

*MPP= Milchproduktionspotenzial: es stellt das Äquivalent in kg Milch pro kg TS dar (NEL/3,14 und APD/50)

Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette | Nutztiere

42,8 Esparsette 25,7 Zichorie

a 100 % Rohprotein im Futter

30,3 Zichorie

30,3 Hornklee

c

b % nicht abgebautes Rohprotein im Pansen

b’

41,3 Esparsette 23,5 Hornklee

a’ % unverdauliches Rohprotein im Kot

c’ p < 0,01

Abb. 5 | Fluss des nicht abgebauten und unverdaulichen Proteins beim Wiederkäuer.

gleichungen zur Schätzung der vOS dieser besonderen Arten zu validieren, wäre es erforderlich, weitere Bestimmungen unterschiedlicher Sorten und in verschiedenen Wachstumsstadien durchzuführen.

Abbaubarkeit des RP Die Abbaubarkeitskoeffizienten des RP (aRP) der beiden Pflanzen mit geringen KT-Gehalten sind mit 64,2 % bei Zichorie und 65,1 % bei Hornklee recht ähnlich (Tab. 3).

Diese Koeffizienten unterscheiden sich signifikant von Tab. 5 | Vergleich der mit der in vivo Verdaulichkeit bestimmten und der mit den Gleichungen des Grünen Buchs geschätzten NELWerte Zichorie

Hornklee

Esparsette

In 1 kg TS: NELvivo, MJ

5,6

5,7

5,5

NELGleichung, MJ

5,6

5,6

5,0

Gleichung/vivo, %

99,9

99,4

92,4

NELvivo berechnet mit der in vivo vOS NELGleichung berechnet mit vOS Gleichungen des GB2006 für «kräuterreiche Mischbe­ stände» bei Zichorie, «leguminosenreiche Mischbestände» für Hornklee und für «unbekannte botanische Zusammensetzung» bei Esparsette.

demjenigen der Esparsette, welcher 47,8 % beträgt (p<0,01). Die durch komplexe Verbindungen mit den Tanninen auftretende Schutzwirkung (Hervas et al. 2004, Arrigo und Dohme 2007) scheint sich also zu bestätigen.

Die mittels Gleichungen des GB geschätzten Abbaubarkeiten sind mit +10,9 % für Zichorie, +12,8 % für Hornklee und +38,1 % für Esparsette höher als die in sacco bestimmten Werte. Dies erstaunt nicht, da die Gleichung nicht spezifisch auf die botanische Zusammen­ setzung ausgerichtet ist und Schutzwirkungen durch sekundäre Stoffwechselprodukte wie die KT nicht berücksichtigt. Für diesen Futtertyp lassen sich die genaue Werte einzig mit einer aufwändigen in sacco Bestimmung ermitteln.

Bezüglich der Kurven der Abbaugeschwindigkeit treten Unterschiede zwischen den untersuchten Pflanzen auf (Abb. 4). Das RP der Zichorie wird sehr rasch abgebaut; in acht Stunden werden 74 % und in 24 Std. 90 % abgebaut. Bei Esparsette, der KT-reichsten Pflanze, erfolgt der Abbau am langsamsten und am wenigsten stark. Nur 70 % werden in 24 Stunden abgebaut, wohingegen ein 70 %-iger Abbau bei den beiden anderen Pflanzen  bereits nach zwölf Stunden erreicht wird!

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Nutztiere | Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette

Der in Abbildung 5 dargestellte Proteinfluss fasst den Abbau des Rohproteins beim Wiederkäuer zusammen.

Im Pansen scheint sich die Schutzwirkung der KT gegenüber den Mikroorganismen zu bestätigen, da Esparsette von allen drei Pflanzen den höchsten Gehalt an nicht abgebautem Rohprotein aufweist (p < 0,01). Die dadurch am Darmeingang zusätzlich zur Verfügung stehende RP-Menge wurde hingegen nicht genutzt, denn die Ergebnisse des Verdaulichkeitsversuchs zeigen, dass bei Esparsette die nicht verdauten RP-Rückstände im Kot am grössten sind.

Futterwerte Die mit der vOS und vRP in vivo sowie die aRP in sacco erhaltenen Futterwerte zeigen anhand des Milchpotenzials (Äquivalente in kg Milch für Energie NEL/3,14 und für RP APDE/50, Tab.4), dass die Zichorie (-0.2 kg Milch / kg TS) und die Esparsette (-0,4 kg Milch / kg TS) Futter sind, welche leichte Energiedefizite aufweisen mit einem Verhältnis RP/NEL, das noch knapp innerhalb der Empfehlungen liegt (< 30 g MA/MJ NEL). Ihre Energiewerte (NEL) sind bescheiden und entsprechen einer ausgeglichenen Mischung im Wachstumsstadium 4 bis 5.

Der proteinreiche Hornklee mit seinem Energiewert in Höhe von 5,7 MJ NEL wies mit einem RP/NEL-Verhältnis von 40 g/MJ einen sehr hohen RP-Überschuss auf.

Der Vergleich der mit den geschätzten vOS berechneten Energiewerte (Tab. 5) weist für Zichorie und Hornklee

Literatur ▪▪ Agroscope Liebefeld-Posieux, 2012. Fütterungsempfehlungen und Nährwerttabellen für Wiederkäuer. Zugang: http://www.agroscope.admin.ch/ futtermitteldatenbank/04834/index.html?lang=de[30. Mai 2012].

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 492–499, 2012

eine gute Übereinstimmung auf, die Schätzung für Esparsette erwies sich als schwieriger. Ihr Wert wurde bei uns um 7,6 % unterschätzt.

Schlussfolgerungen ••Selbst wenn sie nur in geringen Mengen vorhanden sind, üben die kondensierten Tannine eine Schutzwirkung gegenüber dem Proteinabbau durch Pansenmikroorganismen aus. Die Abbaubarkeit des Rohproteins lag bei Esparsette signifikant unter derjenigen der anderen untersuchten Pflanzen.

••Der vorliegende Versuch zeigt auf, dass die von den Tanninen erzeugten komplexen Verbindungen die Nährstoffassimilation beim Wiederkäuer beeinflussen und die Futterwertschätzung mit Standardgleichungen verfälschen können.

••Die Bestimmung des Futterwertes für die drei Pflanzen, die als Reinbestände angebaut wurden, mit Hilfe von Gleichungen, die für Mischbestände aufgestellt wurden, bleibt fragil. Dies umso mehr, wenn die zu schätzende Pflanze nicht in den Mischungen enthalten war, die zur Bestimmung der Schätzgleichungen verwendet wurden.

••Einzig das aufmerksame Beobachten der Tierreaktionen ermöglicht es, den effektiven Futterwert zu n bestätigen.

▪▪ Hervas G., Frutos P., Ramos G., Giraldez F.J. & Mantecon A.R., 2004. Intraruminal administration of two doses of quebracho tannins to sheep: effect on rumen degradation and total tract digestibility, faecal recovery and toxicity. J. Anim. Feed Sci. 13 (1), 111–120.

▪▪ Kessler J., 2000. Kaliumreiches Wiesenfutter belastet Stoffwechsel der Milchkuh. Agrarforschung 7 (10), 466–471.

▪▪ Scharenberg A., Arrigo Y., Gutzwiller A., Soliva C.R., Wyss U., Kreuzer M. & Dohme F., 2007. Palatability in sheep and in vitro nutritional value of dried and ensiled sainfoin (Onobrychis viciifolia) birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus), and chicory (Cichorium intybus). Archives of Animal Nutrition 61 (6), 481 – 496.

▪▪ Scharenberg A., Arrigo Y., Gutzwiller A., Wyss U., Hess H.D., Kreuzer M. & Dohme F., 2007. Effect of feeding dehydrated and ensiled tanniferous sainfoin (Onobrychis viciifolia) on nitrogen and mineral digestion and metabolism of lambs. Arch. Anim. Nutr. 61, 390–405.

▪▪ Terrill T.H., Rowan A.M., Douglas G.B. & Barry T.N., 1992. Determination of extractable and bound condensed tannin concentrations in forage plants, protein concentrate meals and cereal grains. J. Sci. Food Agr. 58 (3), 321–329.

▪▪ Zimmer N. & Cordesse R., 1996. Influence des tannins sur la valeur nutritive des aliments des ruminants. INRA Prod. Anim. 9 (3), 167–179.

Valore nutrizionale stimato di cicoria, ginestrino e lupinella Le equazioni di stima utilizzate generalmente per la stima del valore nutrizionale non sono adatte per le piante a elevato contenuto di tannini condensati (TC) Per verificare gli effetti della presenza di tannini condensati il presente studio mette a confronto i valori nutrizionali di cicoria comune (Cychorium intybus), lupinella (Onobrychis viciifolia) e ginestrino (Lotus corniculatus), ottenuti tramite dati ricavati con gli animali (in vivo, in sacco) o con equazioni di previsione tenendo conto dei tenori di TC. La digeribilità della sostanza organica (DSO) in vivo della cicoria (78,8 %) è superiore (p < 0,01) alla DSO, simile, delle altre due piante (69,3 %). La lupinella, con il tenore di TC più elevato, presenta la digeribilità apparente della sostanza azotata più bassa, ovvero il 58,7 per cento (contro il 69,7 % della cicoria e il 76,5 % del ginestrino, p < 0,01).

La decomposizione della sostanza azotata (DSA) delle piante a basso contenuto di TC è simile nella cicoria e nel ginestrino (64,2 % risp. 65,1 %), ma differente da quella della lupinella, che è del 47,8 per cento (p < 0,01).

Dallo studio risulta che la qualità migliore di foraggio verde si ottiene per la cicoria (1° ciclo allo stadio di foglia senza stelo) con l'equazione DSO per miscugli ad alto contenuto di altre piante con foglie fini, per il ginestrino (3° ciclo all'inizio della fioritura) con l'equazione per le leguminose e per la lupinella (1° ciclo all'inizio della fioritura) con quella per miscuglio indeterminato.

Summary

Riassunto

Bestimmter und geschätzter Futterwert von ­Zichorie, Hornklee und Esparsette | Nutztiere

Determined and estimated nutritive value of chicory, birdsfoot trefoil and sainfoin The assessment of the nutritional value of plants rich in condensed tannins (CT) stems from the models predicting the normal nutritional value. In order to verify the effects, this study compares the nutritional value of chicory (cychorium intybus), sainfoin (onobrychis viciifolia) and lotus (lotus corniculatus) obtained with data determined using animals (in vivo, in sacco) or with prediction equations with regard to levels of CT. The organic matter digestibility (OMD) in vivo of chicory (78.8 %) was higher (p < 0.01) than the similar OMD of the two other plants (69.3 %). Sainfoin with the highest concentration of CT obtains the lowest content in digestible nitrogenous matter (DNM) with 58.7 % (vs. chicory with 69.7 and lotus with 76.5 % p<0.01).

The degradability of the nitrogenous matter of plants with low CT values is comparable for chicory and lotus (64.2 % and 65.1 %) but is different to that of sainfoin 47.8 % (p < 0.01).The best forecasts for forage studied were obtained for chicory (1st cycle stage leaves without stalks) with OMD equations for a mixture with a high degree of other plants with thin leaves, for lotus (3rd cycle start of flowering) with that for legumes and for sainfoin (1st cycle start of flowering) with that for an unspecified mixture.

Key words: nutritive value of plants, digestibility, ruminal protein degradation, chicory, birdsfoot trefoil, sainfoin.

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Das neue Forschungskonzept Land- und ­Ernährungswirtschaft 2013–2016 des BLW Markus Lötscher, Bundesamt für Landwirtschaft BLW, 3003 Bern Auskünfte: Markus Lötscher, E-Mail: markus.loetscher@blw.admin.ch, Tel. +41 31 325 60 85

Das Forschungskonzept legt gemeinsame Ziele und Aufgaben für die künftige Schweizer Agrar- und Ernährungsforschung dar. (­ Fotomontage: BLW)

Das Bundesamt für Landwirtschaft (BLW) ist vom Bundesrat beauftragt, mit der Botschaft über die Förderung von Bildung, Forschung und Innovation 2013– 2016 ein Forschungskonzept für den Politikbereich Landwirtschaft vorzulegen. Das Konzept zeigt eine Gesamtsicht der Schweizer Agrar- und Ernährungsforschung und stellt die Aufgaben und Ziele der Ressortforschung am BLW vor.

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Ausgehend von den globalen und nationalen Entwicklungen und Herausforderungen sowie auf Basis aktueller Strategien des Bundes legt das Forschungskonzept gemeinsame Ziele und Aufgaben für die künftige Schweizer Agrar- und Ernährungsforschung dar. Zudem zeigt es eine Übersicht über die agrar- und ernährungswissenschaftlichen Forschungsakteure und deren Kompetenzen und empfiehlt Ziele und Massnahmen zur

Das neue Forschungskonzept Land- und ­Ernährungswirtschaft 2013–2016 des BLW | Kurzbericht

Stärkung von Forschung, Innovation, Wissensaustausch und Technologietransfer. Im zweiten Teil des Konzepts werden die Aufgaben und Ziele der Ressortforschung des BLW konkretisiert.

Gut positioniert für künftige Herausforderungen Die Themen, mit denen sich die Schweizer Forschung gegenüber der internationalen Forschung durch ihre Fortschrittlichkeit abhebt, haben bei Schweizer Konsumentinnen, Konsumenten und der Öffentlichkeit einen hohen Stellenwert: ökologische Nachhaltigkeit, integrierter Pflanzenschutz, biologischer Landbau, Low-Input-Verfahren, Tiergesundheit, Tierwohl, Weidehaltung und traditionelle Lebensmittel. Die Forschung trägt damit zur Akzeptanz der Schweizer Landwirtschaft und zur Nachfrage nach inländischen Produkten bei. Die Erfolge gründen auf einer konsequenten, mittel- bis langfristigen Ausrichtung der Forschungsziele.

Aufgrund dieser Erfolge kann von der Schweizer Forschung weiterhin ein wichtiger Beitrag zur Lösung der künftigen gesellschaftlichen und ökologischen Herausforderungen erwartet werden. Die Herkulesaufgabe für das globale Ernährungssystem besteht darin, trotz begrenzter Ressourcen eine wachsende Bevölkerung ausreichend mit bezahlbaren Nahrungsmitteln nachhaltig zu versorgen. Die Schweizer Land- und Ernährungswirtschaft ist gefordert, im Spannungsfeld der zunehmenden Ressourcenknappheit und des Klimawandels die Versorgungssicherheit aufrechtzuerhalten, die Wettbewerbsfähigkeit der Schweizer Produktion zu stärken und einen nachhaltigen Konsum zu gewährleisten.

Integriertes Ernährungssystem als längerfristiges Ziel Im Rahmen von Expertengesprächen zur Erarbeitung des Forschungskonzepts wurden Wege hin zu einem «Integrierten Ernährungssystem» erörtert. Dieses als längerfristiges Ziel definierte System basiert auf Nachhaltigkeit und ist robust gegenüber äusseren Störungen.

Zudem ist es gesundheits- und qualitätsorientiert. Damit dieses Integrierte Ernährungssystem erreicht werden kann, werden – aufbauend auf den Basisaufgaben der klassischen Agrarforschung im Bereich der landwirtschaftlichen Produktion und der Ökosystemleistungen – drei interdisziplinäre Stossrichtungen für die Forschung empfohlen: Hochwertige Lebensmittel, Vitale Räume und Ressourceneffizienz. Basisaufgaben und Stossrichtungen sind im Konzept mit Beispielen belegt (Abb. 1).

Die Schweizer Agrar- und Ernährungsforschung hat zusammen mit der konsequenten Vermittlung der gewonnenen Erkenntnisse durch Lehre und Beratung einen wesentlichen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung in der landwirtschaftlichen Produktion geleis-

tet. Weitere Schritte hin zu einer nachhaltigen Entwicklung in der Ernährung setzen jedoch den gemeinsamen Willen aller am Ernährungssystem Beteiligten voraus, von der Produktion der Nahrungsrohstoffe über die Verarbeitung, den Handel bis hin zu Konsum und Recycling.

Mit den zunehmenden Zielkonflikten kann die Verantwortung für eine nachhaltige Entwicklung nicht allein der ernährungswirtschaftlichen Wertschöpfungskette übertragen werden. Die Land- und Ernährungswirtschaft muss vielmehr in die gesamtschweizerische, wirtschaftliche und soziale Entwicklung integriert werden.

Hier steht die Agrar- und Ernährungsforschung insofern vor grossen Herausforderungen, als sie die Landwirtschaft verstärkt als Teil von über die Landwirtschaft hinausgehenden komplexen Systemen untersucht und weiterentwickelt.

Akteure und ihre Vernetzung für vielfältige Aufgaben Eine hohe Innovationsleistung ist vor allem dann gewährleistet, wenn ein Themengebiet von allen ­Forschungskategorien angegangen wird und so reines Erkenntniswissen durch geeigneten Transfer entlang der Wertschöpfungskette Grundlagenforschung – anwendungsorientierte Grundlagenforschung – angewandte Forschung, Entwicklung und Extension eine In-Wertsetzung erfährt. Die Departemente Umweltsystemwissenschaften sowie Gesundheitswissenschaften und Technologie an der ETH Zürich, die Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften (HAFL), die Forschungsanstalt Agroscope und das Forschungs­ institut für biologischen Landbau (FiBL) zählen zu den nationalen Kompetenzzentren der Agrar- und Ernährungsforschung. Weitere Institute an Universitäten, Fachhochschulen und Institutionen wie zum Beispiel die Vetsuisse-Fakultät der Universitäten Zürich und Bern fokussieren auf thematische Schwerpunkte. Generell sind die Bereiche Pflanzen-, Tier- und Lebensmittelwissenschaften relativ breit abgedeckt. In der Agrarökonomie und insbesondere in der Agrartechnik wird dagegen eher punktuell geforscht. Themen zur Umweltrelevanz sind aufgrund der hohen aktuellen Bedeutung nahezu an allen Schweizer Hochschulen und an den ausseruniversitären landwirtschaftlichen Forschungsinstitutionen Gegenstand der Forschung. Die kleineren und mittleren, national und international ausgerichteten privaten Institutionen widmen sich regionalen und lokalen Forschungsfragen und sind eine wesentliche Ergänzung zur global ausgerichteten Agrar- und Ernährungsforschung der Konzerne.

Der Erfolg der Forschung misst sich wesentlich daran, wie breit und schnell neue Erkenntnisse verbreitet werden und in kommerziellen Produkten, Praxisanwendun- 

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Kurzbericht | Das neue Forschungskonzept Land- und ­Ernährungswirtschaft 2013–2016 des BLW

Integriertes Ernährungssystem nachhaltig, robust, gesundheits- und qualitätsorientiert

Hochwertige Lebensmittel

Vitale Räume

• Verarbeitung und Wertschöpfung • Humanernährung • Konsumentenverhalten und -information

• Raumnutzung und Landschaft • Verbundlösungen •Diversifizierung

Ressourceneffizienz • Ressourcenknappheit • Schonende Bewirtschaftung • Stoffkreisläufe & Abfallmanagement

Landwirtschaftliche Produktion & Ökosystemleistungen • Nachhaltige Produktionssysteme • Hochwertige Nutzpflanzen & gesunde, leistungsfähige Nutztiere • Lebensmittelsicherheit • Klima

Abb. 1 | Ziel, Stossrichtungen und Basisaufgaben der Schweizer Agrar- und Ernährungsforschung.

gen, allgemeinen Entscheidungsfindungen und Verhaltensweisen Eingang finden. Dabei sorgt die enge Verknüpfung von Forschung und Lehre an den Hochschulen dafür, dass neue Erkenntnisse in die Aus- und Weiterbildung einfliessen. Die zunehmende Komplexität des Wissens und der anstehenden Herausforderungen, aber auch die Beschleunigung der Wissensgenerierung und des Innovationsbedarfs erfordern immer mehr eine Vernetzung zwischen Disziplinen und Forschungskategorien sowie zwischen Forschung, Bildung und Beratung. Zahlreiche Netzwerke und Kompetenzzentren mit nationaler und internationaler Ausrichtung haben sich etabliert. Weitere sind am Entstehen.

Ziele und Massnahmen für die Schweizer Forschung Die zur Erarbeitung der Forschungskonzeptes eingesetzte Expertengruppe empfiehlt, die Schweizer Agrarund Ernährungsforschung durch ein gemeinsames strategisches Vorgehen sowie durch gemeinsames Kommunizieren und Weiterentwickeln der themati-

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 500–503, 2012

schen Schwerpunkte zu stärken. Damit sollen die Präsenz der Agrar- und Ernährungsforschung bei politischen Entscheidungsträgern, Forschungsförderern, Branchen, Konsumentinnen, Konsumenten und Öffentlichkeit sowie der internationale Bekanntheitsgrad gesteigert werden. Kräfte sollen durch gemeinsames Erkennen künftiger Herausforderungen und Entwickeln gemeinsamer übergeordneter Forschungsstrategien gebündelt und der Innovationsprozess durch bessere Nutzung der Synergien hin zu einem schnellen, gezielten und effizienten Wissensaustausch zwischen Forschung, Beratung und Praxis gestärkt werden. Es wird empfohlen, die bestehenden Förderinstitutionen zur Stärkung der Forschung und Entwicklung noch besser zu nutzen und Kooperationen zwischen öffentlicher Forschung und privaten Unternehmen auszubauen. Zudem ist weiterhin eine erfolgreiche Beteiligung an nationalen und internationalen Forschungsprogrammen anzustreben. Die Umsetzung und Weiterentwicklung dieser gemeinsamen Ziele sollen im Rahmen einer Allianz angegangen werden.

Das neue Forschungskonzept Land- und ­Ernährungswirtschaft 2013–2016 des BLW | Kurzbericht

Abb. 2 | Forschung: Von der Problemstellung zur Lösung. (Fotomomtage: BLW)

Ressortforschung zur Erfüllung der Aufgaben des BLW Die agrarpolitische Strategie setzt sich das übergeordnete Ziel einer nachhaltigen Land- und Ernährungswirtschaft im Zeithorizont 2025. Dabei soll der Einbettung der Landwirtschaft in die Ernährungskette (vorgelagerte Stufen, Verarbeitung, Handel und Konsumenten), in die Umwelt (Biodiversität, Boden, Wasser, Luft, Klima, Energie, Tierwohl), in den ländlichen Raum (Landschaft, Wald, Tourismus, Raumplanung, Regionalentwicklung) und ins Wissenssystem der Schweizer Land- und Ernährungswirtschaft (Forschung, Bildung, Beratung) besser Rechnung getragen werden (Abb. 2).

Als Kompetenzzentrum des Bundes im Bereich der Agrarpolitik kommt dem BLW die zentrale Aufgabe zu, seinen Forschungsbedarf in Bezug auf die Weiterentwicklung der Agrarpolitik und die Evaluation der agrarpolitischen Massnahmen frühzeitig zu formulieren und mit geeigneten Instrumenten abzudecken. Dem Amt stehen dazu die periodischen Leistungskontrakte mit den Agrarforschungspartnern sowie die spezifischen Forschungsaufträge und -beiträge zur Verfügung, wobei den Leistungsaufträgen und Leistungsvereinbarungen

mit Agroscope eine besondere Bedeutung zukommt.

Die Aufgaben der bundeseigenen Forschungsanstalt Agroscope sind: Forschung und Entwicklung im Agrar-, Ernährungs- und Umweltbereich, Bereitstellung von Entscheidungsgrundlagen für die Gesetzgebung der Behörden (Politikberatung), Vollzugsaufgaben im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben im Dienste der Landwirtschaft und der Allgemeinheit sowie Wissensaustausch und Technologietransfer mit der Praxis, der Beratung, der Wirtschaft, der Wissenschaft, der Lehre und der Öffentlichkeit.

Agroscope setzt sich in den kommenden acht bis zehn Jahren in besonderem Masse mit sechs thematischen Schwerpunkten auseinander: 1) Ökologische Intensivierung, 2) Sicherung der natürlichen Ressourcen, 3) Beitrag der Land- und Ernährungswirtschaft zum Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel, 4) Qualitativ hochwertige und sichere Lebensmittel für eine gesunde Ernährung, 5) Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Land- und Ernährungswirtschaft und 6) Vitalität und Attraktivität ländlicher Räume. n

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Eine neue Zukunft für Agroscope Paul Steffen, Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon ART, 8046 Zürich Auskünfte: Paul Steffen, E-Mail: paul.steffen@art.admin.ch, Tel. +41 44 377 72 70

Ziel ist die Schaffung einer starken Forschungsanstalt, die massgeblich Beiträge zu nationalen wie internationalen Fragestellungen in den Bereichen Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt leistet. (Foto: Gabriela Brändle, ART)

Agroscope, das Kompetenzzentrum des Bundes für Agrarforschung, befindet sich in einem umfassenden Veränderungsprozess, in welchem wichtige Weichenstellungen für die erfolgreiche Bewältigung künftiger Herausforderungen vorgenommen wurden. Das Ziel ist die Schaffung einer starken Forschungsanstalt, die massgebliche Beiträge zu nationalen wie internationalen Fragestellungen in den Bereichen Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt leistet.

Per 1. Januar 2014 werden die heutigen drei Agroscope Forschungsanstalten Changins-Wädenswil ACW, Liebefeld-Posieux ALP-Haras und Reckenholz-Tänikon ART zur Forschungsanstalt Agroscope zusammengeschlossen.

Damit können sie künftig unter einheitlichem Namen und Führung auftreten. Diese Neuerung stellt eine klare Ver-

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besserung der heutigen Organisationsform von Agroscope dar und markiert auch den erfolgreichen Abschluss eines bereits in den 1990er Jahren begonnenen, kontinuierlichen Fusionierungs- und Konsolidierungsprozesses der zahlreichen, historisch gewachsenen Forschungsinstitutionen des Bundes in den Bereichen Landwirtschaft und Ernährung. Mit diesem Zusammenschluss wurden die richtigen Weichen für die Zukunft gestellt: durch die konsequente Bündelung der Kompetenzen und die Nutzung von Synergien kann weiterhin eine wissenschaftlich hochstehende und den wachsenden Ansprüchen angepasste Agrarforschung sicher gestellt werden. Weiter ist zu erwarten, dass sich damit die Visibilität von Agroscope erhöht.

Die Stärkung der strategischen und operativen Führung von Agroscope wird dazu beitragen, Agroscope national wie international noch besser positionieren zu können.

Eine neue Zukunft für Agroscope | Kurzbericht

Vision Agroscope Forschung für eine nachhaltige Land- und Ernährungswirtschaft und eine intakte Umwelt.

Agroscope leistet einen bedeutenden Beitrag für eine nachhaltige Land- und Ernährungswirtschaft sowie eine intakte Umwelt und trägt damit zur Verbesserung der Lebensqualität bei.

Der Startschuss des aktuellen Veränderungsprozesses fiel Ende 2010 mit dem Entscheid der Geschäftsleitung von Agroscope, eine eingehende Analyse zur künfigen Positionierung von Agroscope durchzuführen. Es erfolgten eine Situationsanalyse, welche die gegenwärtigen Stärken und Schwächen sowie die aktuellen Rahmenbedingungen von Agroscope beleuchtete, eine Umfeld­ analyse unter Einbezug der gegenwärtigen Situation und den Plänen weiterer relevanter Institutionen im Landwirtschaftlichen Wissenssystem sowie eine Bedarfsanalyse zur Erhebung der Sicht und der Erwartungen der Nachfragenden von Agroscope-Leistungen.

Diese umfassende Lagebeurteilung erlaubte in einer konsolidierten Analyse die Definition der Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken von Agroscope. Die so erarbeitete SWOT-Analyse stellte in der Folge die Basis für die Entwicklung der neuen Strategie von Agroscope dar, die Bestandteil des neuen Landwirtschaftlichen Forschungskonzepts des Bundes ist.

In der Abbildung 1 werden die einzelnen Phasen des Strategieprozesses von Agroscope verdeutlicht.

Im Zuge des Strategieprozesses wurden für Agroscope die Vision und die Mission überarbeitet sowie Alleinstellungsmerkmale und Grundwerte von Agroscope formuliert. Diese vier Elemente bilden das Fundament für die daraus abgeleiteten strategischen Ziele und die thematischen Schwerpunkte.

Mit der Vision wird die angestrebte langfristige Entwicklung von Agroscope im Sinne eines Zukunftbildes dargestellt. Die Vision soll sowohl als Inspirationsquelle als auch der Orientierung dienen.

Schliesslich beschreiben die Grundwerte die zentralen Elemente der Arbeitsweise bei Agroscope. In der Umsetzung von Vision und Mission lässt sich Agroscope von folgenden Grundwerten leiten: Wissenschaftlichkeit, Kreativität und Innovationskraft, Wirkungsorientierung, Vernetzung, Transparenz und Integrität, Verantwortung sowie Engagement.

Während mit der Vision, Mission und den Grundwerten die Ausrichtung, Zweck und Arbeitsweise von Agroscope definiert werden, dienen die Alleinstellungsmerkmale der Beschreibung der Positionierung innerhalb des landwirtschaftlichen Wissenssystems. Mit den Alleinstellungsmerkmalen wird aufgezeigt, wie sich Agroscope von den anderen Akteuren unterscheidet und damit einzigartig macht.

Alleinstellungsmerkmale von Agroscope Agroscope profiliert sich in den zu bearbeitenden Aufgabengebieten der Land- und Ernährungswirtschaft durch folgende Alleinstellungsmerkmale: ••Kombination von Forschung, Politikberatung, Vollzug sowie Wissensaustausch und Technologietransfer ••Kombination anwendungsorientierter Grundlagenfor schung und Praxisnähe

Prozess

Interne und externe Analysen

Output

%

% Positionierung/ Übergeordnete Zielsetzung

• Situations-, Umfeldund Bedarfsanalyse

• Positionierung innerhalb des LWS

• Stärken- / Schwächenprofil Agroscope und SWOT-Analyse

• Übergeordnete Zielsetzung, Vision und Mission von Agroscope

• Alleinstellungsmerkmale und Schlüsselfaktoren für künftige Entwicklung

• Grundwerte von Agroscope

Strategische Ziele

• Für die Zielerreichung notwendigen strategischen Ziele • Thematische Schwerpunkte • Forschungskonzept Agroscope

%

Strategie

%

• Konkreter Umsetzungsplan für Erreichung strategischer Ziele sowie der Bearbeitung der strategischen Schwerpunkte

Strategieumsetzung

• Kontrollierte Umsetzung der Strategie • Arbeitsprogramm

• Leistungsauftrag und Leistungsvereinbarungen Agroscope

Abb. 1 | Übersicht Ablauf Strategieprozess.

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 504–507, 2012

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Kurzbericht | Eine neue Zukunft für Agroscope

••Abdeckung ganzer Wertschöpfungsketten mit Forschungskompetenz ••Langfristige Ausrichtung und Kontinuität in der Forschung ••Wissenschaftlich moderne, dezentrale Infrastruktur unter Berücksichtigung regionaler Unterschiede im Agrarumweltsystem Von der Strategie, der Mission und den Alleinstellungsmerkmalen sind die strategischen Ziele von Agroscope abgeleitet und zeigen die zentralen Stossrichtungen auf, die für die Erreichung der Vision sowie die Umsetzung der Mission ausschlaggebend sind.

Strategische Ziele von Agroscope Zur Realisierung von Vision und Mission verfolgt Agroscope in den folgenden Bereichen mittel- bis langfristige Ziele: ••Forschung und Entwicklung ••Wissensaustausch, Technologietransfer und Vollzugsaufgaben ••Positionierung und Zusammenarbeit ••Organisationsentwicklung Die einzelnen Ziele sind im Forschungskonzept Landund Ernährungswirtschaft 2013 bis 2016 aufgeführt und für jedes Ziel wird ein Umsetzungsplan erstellt.

Thematische Schwerpunkte von Agroscope Nachdem die strategischen Ziele Aussagen zu sämtlichen Tätigkeitsfeldern von Agroscope machen, wurden für die inhaltliche Ausrichtung der Forschung von Agroscope konkrete thematische Schwerpunkte definiert, mit denen sich Agroscope in den kommenden acht bis zehn Jahren in besonderem Masse auseinandersetzt: Ökologische Intensivierung Die Landwirtschaft steht angesichts des globalen und nationalen Bevölkerungswachstums sowie der steigenden Ansprüche der Gesellschaft vor der Herausforderung, die Primärproduktion und die Ökosystemleistungen – trotz knapper werdenden natürlichen Ressourcen und strengeren Umweltauflagen – zu halten oder gar zu erhöhen. Damit trägt die Landwirtschaft zur langfristigen Ernährungssicherheit bei. Um dies zu erreichen, ist die Effizienz des Einsatzes der für die landwirtschaftliche Produktion genutzten Ressourcen zu steigern, ohne dabei die ökologischen Errungenschaften zu gefährden. Natürliche Regulierungsmechanismen sind zu fördern und alternative, die Umwelt weniger belastende Verfahren in der Tierhaltung oder -ernährung, in der Graslandnutzung und im Pflanzen-

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 504–507, 2012

Mission Agroscope Agroscope ist das Kompetenzzentrum des Bundes für die landwirtschaftliche Forschung und setzt sich für nachhaltiges Wirtschaften im Agrar-, Ernährungs- und Umweltbereich ein. Agroscope forscht entlang der gesamten Wertschöpfungsketten der Land- und Ernährungswirtschaft für eine wettbewerbsfähige und multifunktionale Landwirtschaft, für hochwertige Lebensmittel zur gesunde Ernährung und eine intakte Umwelt.

Die Aufgaben von Agroscope sind: • Forschung und Entwicklung im Agrar-, ­Ernährungs- und Umweltbereich • Bereitstellung von Entscheidungsgrundlagen für die Gesetzgebung der Behörden ­(Politikberatung) • Vollzugsaufgaben im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben im Dienste der Landwirtschaft und der Allgemeinheit • Wissensaustausch und Technologietransfer mit der Praxis, der Beratung, der Wirtschaft, der Wissenschaft, der Lehre und der Öffentlichkeit

bau sind zu entwickeln. Weiter gilt es, aufgrund der absehbaren Knappheit des Pflanzennährstoffs Phosphor und dessen enormer Bedeutung als Mineraldünger alternative Düngungsformen für die landwirtschaftlichen Kulturen zu entwickeln.

Sicherung der natürlichen Ressourcen Die natürlichen Ressourcen Boden, Luft, Wasser und Biodiversität werden durch die Landwirtschaft als Produktionsgrundlagen eingesetzt. Eine nachhaltige Bewirtschaftung stellt sicher, dass diese Ressourcen auch den kommenden Generationen zur Verfügung stehen. Damit stellt sich die Frage, wie und in welchem Umfang diese Ressourcen für die landwirtschaftliche Produktion genutzt werden können, ohne dass damit Raubbau betrieben wird. In diesem Zusammenhang geht es beispielsweise um die Erhaltung der landwirtschaftlichen Nutzfläche, der Bodenfruchtbarkeit und der Biodiversität sowie um die quantitative und qualitative Erhaltung des Grundwassers, oder um Luftreinhaltung, Tierwohl und Tierschutz.

Eine neue Zukunft für Agroscope | Kurzbericht

Beitrag zu Klimaschutz und an den Klimawandel Der Klimawandel stellt eine wichtige Herausforderung für die Land- und Ernährungswirtschaft dar. Von ihr wird erwartet, dass sie durch Reduktion direkter und indirekter Treibhausgasemissionen sowie durch den Aufbau und Schutz von Kohlenstoffspeichern einen effektiven Beitrag zum Klimaschutz leistet. Gleichzeitig ist sie gefordert, ihre Produktion vorausschauend an die Veränderung des Klimas anzupassen, indem sie Chancen nutzt und negative Auswirkungen auf Erträge und Umwelt abfedert (inkl. Energieproduktion/-verbrauch).

Qualitativ hochwertige und sichere Lebensmittel für eine gesunde Ernährung Die Konsumentinnen und Konsumenten haben Anspruch auf qualitativ hochwertige und sichere Lebensmittel, die aus Agrarrohstoffen hergestellt werden. Solche Lebensmittel sind frei von Schadstoffen und schädlichen Mikroorganismen. Zu deren Gewährleistung ist es – in enger Zusammenarbeit mit den Akteuren der Wertschöpfungskette – nötig, entsprechende Strategien zu entwickeln (z. B. Rückverfolgbarkeit, Saatgutkontrolle, Anbau- und Verarbeitungsmethoden, Sortenzucht oder -wahl, Pflanzenschutz), die den Kriterien der Nachhaltigkeit und Gesundheit genügen und neue Lösungen für zu erwartende Probleme anbieten (z. B. neue Pathogene).

Die Wettbewerbsfähigkeit und die Wertschöpfung der Land- und Ernährungswirtschaft hängen in der Zukunft auch davon ab, ob es gelingt, kontinuierlich innovative Produkte zu generieren. Dazu braucht es die ständige und intensive Auseinandersetzung mit möglichen Innovationspotenzialen für Lebensmittel und deren Herstellung.

Vitalität und Attraktivität ländlicher Räume Der ländliche Raum ist attraktiv für seine Bewohnerinnen und Bewohner, wenn er neben einem Erwerbseinkommen auch die zum Leben notwendige Infrastruktur und eine intakte Umwelt bietet. Das Erwerbseinkommen kann aus der Land- und Ernährungswirtschaft aber auch aus anderen Wirtschaftssektoren stammen. Im Vordergrund stehen zur Landwirtschaft komplementäre Wertschöpfungsketten wie beispielsweise Tourismus, Imkerei, Pferdehaltung, der Ausbau von positiven externen Effekten (z. B. Umweltleistungen) oder erneuerbare Energien. Damit können die Leistungen der Landwirtschaft erweitert und die Produktionsfaktoren zusätzlich ausgelastet werden. Dies gilt insbesondere für abgelegene land- und forstwirtschaftlich genutzte Gebiete aber auch für agglomerationsnahe Regionen, dem sogenannten peri-urbanen Raum. In diesem Zusammenhang sind Grundlagen für eine nachhaltige Entwicklung dieser Gebiete und eine konsistente Raumplanung zu entwickeln.

Die Bearbeitung der genannten Schwerpunkte leistet einen wichtigen Beitrag zur Bewältigung der bestehenden Herausforderungen für eine nachhaltige Landund Ernährungswirtschaft. n

Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit Die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Landund Ernährungswirtschaft im Kontext der Gesamtwirtschaft wird auch künftig eine grosse Herausforderung darstellen. Dabei geht es beispielsweise um die Nutzung von Differenzierungspotenzialen, die Senkung von Produktionskosten, die Wirkung von Liberalisierungsschritten im Aussenhandel oder die Entwicklung nationaler und internationaler Agrarmärkte. Zur Bewältigung dieser Herausforderung braucht es Grundlagen für die Gestaltung geeigneter Rahmenbedingungen sowie für die Entwicklung von Entscheidungshilfen zuhanden der Politik und der Unternehmen in der Land- und Ernährungswirtschaft. Auch die Beobachtung, Quantifizierung und Bewertung von Auswirkungen nationaler und internationaler Entwicklungen und Politiken mittels ex-ante-, begleitenden und ex-post-Evaluationen sind dafür wichtig.

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P o r t r ä t

Jürgen Blaser: Waldmensch mit Flair zum Globalen Seit über dreissig Jahren ist der Wald das berufliche Zuhause von Jürgen Blaser. Trotz dieser langen Zeit spürt man bei ihm eine Begeisterung für das Thema, als hätte er erst vor Kurzem eine neue Leidenschaft entdeckt. Für den stets gut gelaunten Mittfünfziger ist die fehlende Berufsmüdigkeit einfach erklärt: «Die Forstwirtschaft bietet so viele Herausforderungen, dass ich gar nie müde werden konnte. Zudem war für mich meine Arbeit immer in erster Linie Berufung und nicht Job.» Dieser Berufung ist er während seiner eindrücklichen Laufbahn gradlinig gefolgt. Von seinem Studium als Forstingenieur an der ETH Zürich bis zu seiner heutigen Dozentur für internationale Forstwirtschaft und Klimawandel an der Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften HAFL ist ein dicker roter Faden zu erkennen.

Natürlich spielt die Hauptrolle dabei immer der Wald, sei es die sibirische Taiga, die Tropenwälder im Kongobecken oder in Borneo oder die Andenwälder Südamerikas.

In diesen Wäldern fühlt sich Jürgen Blaser wohl und dort kennt er sich aus. «Den wohlgepflegten Schweizer Wald kenne ich eigentlich vornehmlich vom Wandern», meint er mit einem Schmunzeln.

Rund um den Globus zu Hause Bereits während seines Studiums bewegte sich Jürgen Blaser fast ausschliesslich auf dem internationalen Waldparkett. Er war einer der ersten ETH-Studenten, die ihr Praktikum im fernen Ausland absolvierten, und nach seinem Nachdiplomstudium in internationaler Land- und Forstwirtschaft an der Universität Göttingen zog er endgültig in die weite Welt: er schrieb seine Doktorarbeit nicht etwa in einem Schweizer Studierzimmer sondern im tropischen Bergwald von Costa Rica und Peru, wo er ein Forschungsprogramm für Waldökologie und Waldbewirtschaftung entwickelte. Auch mit dem Doktortitel in der Tasche hielt es ihn nicht für lange Zeit in der Schweiz. Ein Blick in seinen Lebenslauf zeigt, dass er bis heute für Arbeitgeber wie Intercooperation, die Weltbank, die internationale Tropenholzorganisation oder die DEZA in über 50 Ländern tätig war; ein wahrer Globetrotter also. «Der vergangene Mai war der erste Monat seit Jahren, in dem ich nicht im Ausland unterwegs war», erzählt Jürgen Blaser und präzisiert, dass er Reisen nach Kiew oder Rom dabei nicht einschliesse.

Wald als Klimaschützer Als er anfangs der 80er-Jahre in der Entwicklungszusammenarbeit zu arbeiten begann, gab es rund 40 Schwei-

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 508, 2012

zer Forstingenieure, die ebenfalls in diesem Bereich tätig waren. Mit der Zeit haben sich die meisten von ihnen in den Schweizer Forstdienst integriert. Jürgen Blaser ist einer der wenigen, der sich dem Internationalen verschrieben hat. Zu stark beschäftigt ihn die zentrale Rolle der Wälder für das weltweite Klima. Selbst wenn man ihn mit ernüchternden Fakten zu Wald und Klima konfrontiert, legt er positives Denken an den Tag: «Klar, es ist eine Sisyphusarbeit und oft nur ein Tropfen auf den heissen Stein. Nach meiner jahrelangen Arbeit, sehe ich aber nicht nur das Negative sondern auch die erfreulichen Entwicklungen.» Mit seinem Enthusiasmus und seiner Begeisterung wird er sicher noch manchen jungen Menschen für die internationale Forstwirtschaft gewinnen können und vielerorts Gehör für den Wald schaffen.

Matthias Zobrist, Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittel­ wissenschaften HAFL, 3052 Zollikofen

A k t u e l l

Aktuell

Unsere Publikationen zu Acker- und Futterbau Futterbau Nr.

Sprache

Jahr

Titel

Preis

Plantes fleuries des prairies permanentes. 64 Seiten

18.00

4000

F

4007

F

2012

Mélanges standard pour la production fourragère. Révision 2013 – 2016. 12 Seiten

5.00

4013

F

2000

Maladies des graminées et des légumineuses fourragères. 12 Seiten

5.00

4014

F

2001

Valeur nutritive des plantes de prairie. 8 Seiten

4.00

4503

D

2012

Standardmischungen für den Futterbau. Revision 2013 – 2016. 12 Seiten

5.00

Nr.

Sprache

Jahr

Titel

5035

F

2005

Rotation des cultures en terres assolées. 6 Seiten

2.00

5036

F

2007

Semis direct: de l'essai à la pratique. 6 Seiten

3.00

5040

F

2009

DBF 2009: Données de base pour la fumure des grandes cultures et herbages.

100 Seiten (solange Vorrat)

10.00

5048

F

2001

La sélection de variétés de blé et de triticale résistantes aux maladies. 8 Seiten

4.00

5053

F

2002

Culture des pois protéagineux d'hiver et de printemps. 4 Seiten

2.00

5058

F

2003

La sélection du blé en Suisse: le programme des stations fédérales. 12 Seiten

5.00

5060

F

2004

Lin d'hiver ou de printemps: une culture à découvrir. 8 Seiten

4.00 4.00

Ackerbau Preis

5064

F

2005

L'ambroisie à feuilles d'armoise (Ambrosia artemisiifolia L.) en Suisse: aspects malherbologiques. 8 Seiten

5065

F

2005

Le pavot à huile, une culture intéressante. 8 Seiten

4.00

5066

F

2005

Comparaison du semis direct et du labour pendant 10 ans. 8 Seiten

4.00

5071

F

2006

La sélection du blé de printemps en Suisse. 8 Seiten

4.00

5515

D

2005

Optimale Fruchtfolgen im Feldbau. 4 Seiten

2.00

5519

D

2009

Grundlagen für die Düngung im Acker- und Futterbau 2009. 100 Seiten (solange Vorrat)

5525

D

2003

Sojabohne: Züchtung, Agronomie und produktion in der Schweiz. 8 Seiten

4.00

5526

D

2004

Winter- und Sommerlein: eine Bemerkenswerte Kultur. 8 Seiten

4.00

5528

D

2005

Ambrosia artemisiifolia in der Schweiz: eine herbologische Annäherung. 8 Seiten

4.00

Jahr

Titel

Preis

Plantes aromatiques et médicinales. Recueil des articles 9001 à 9007. 78 Seiten

20.00

10.00

Medizinalpflanzen Nr.

Sprache

9000

F

9007

F

2002

La variété d'origan «Carva». 8 Seiten

4.00

9008

F

2006

Données de base pour la fumure des plantes aromatiques et médicinales. 8 Seiten

4.00

9009

F

2008

Culture de l'edelweiss pour la fleur coupée. 8 Seiten

4.00

9501

D

2007

Grundlagen für die Düngung der Gewürz- und Medizinalpflanzen. 8 Seiten

4.00

9502

D

2008

Edelweisskultur für Schnittblume. 8 Seiten

4.00

AMTRA - Route de Duillier 50, Postfach 1006, 1260 Nyon Bestellungen: Frau Antoinette Dumartheray, antoinette.dumartheray@acw.admin.ch, Tel. 079 659 48 31

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 509–511, 2012

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Aktuell

Medienmitteilungen

www.agroscope.admin.ch/medienmitteilungen www.agroscope.admin.ch/medienmitteilungen 20.09.2012 Höhere Einkommen in der Landwirtschaft im Jahr 2011

13.09.2012 Ökobilanz Fleisch: Herkunft und Produktion unter der Lupe

Im Jahr 2011 sind die Einkommen im Vergleich zum Vorjahr insbesondere wegen den guten Erträgen im Ackerbau deutlich gestiegen. Das landwirtschaftliche Einkommen der Referenzbetriebe erreichte 59 500 Franken je Betrieb und hat gegenüber dem Vorjahr um 7,8 % zugenommen. Der Arbeitsverdienst je Familienarbeitskraft stieg im Vergleich zu 2010 um 11,1 % auf 43 500 Franken.

Dies ist der höchste Wert der vergangenen zehn Jahre.

Die Zunahme des Arbeitsverdienstes nimmt mit der Höhenlage ab. So steigt der Arbeitsverdienst in der Tal­ region um 14,9 %, während sich dieser in der Bergregion um 3,6 % erhöht. Detailliert informiert wurde anlässlich der Agrarökonomie-Informations-Tagung von Agroscope am 20. September 2012 in Reckenholz.

Herstellung und Transport von Lebensmitteln belasten die Umwelt, auch beim Fleisch. In einer neuen Studie vergleicht Agroscope erstmals die Ökobilanzen von unterschiedlich erzeugtem Rind-, Schweine- und Geflügelfleisch aus der Schweiz und dem Ausland. Das Ergebnis: es kommt vielmehr darauf an, wie produziert wird, als wo.

DBF-GCH 2009

Données de base pour la fumure des grandes cultures et des herbages

OFFRE PROMOTIONELLE CHF

10.-

au lieu de CHF

20.-

(Frais de port en sus) Offre valable jusqu’à épuisement du stock.

COMMANDES : AMTRA - Antoinette Dumartheray

Route de Duillier 50 Case postale 1006, 1260 Nyon 1 (Suisse) Tél. +41 79 659 48 31 antoinette.dumartheray@acw.admin.ch

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Agrarforschung Schweiz 3 (10): 509–511, 2012

Aktuell

Internetlinks

Veranstaltungen

Arbeitssicherheit

Oktober 2012

www.safeatwork.ch SAFE AT WORK ist ein Präventionslabel der Eidgenössischen Koordinationskommission für Arbeitssicherheit EKAS, des SECO und der Kantone für mehr Sicherheit am Arbeitsplatz. Die EKAS koordiniert die Präventionsmassnahmen, die Aufgabenbereiche im Vollzug und die einheitliche Anwendung der Vorschriften.

16.10.2012 Frauen in der Schweizer Landwirtschaft Agroscope Reckenholz-Tänikon ART Landw. Institut Grangeneuve, Posieux 31.10.2012 Forschung für die Milchproduktion: Profi-Lait-­ Forschungstag Profi-Lait, Agroscope, AGRIDEA und HAFL Landw. Institut Grangeneuve, Posieux November 2012

Vor schau November–Dezember 2012 / Heft 11–12 Die neue Agrarpolitik strebt eine bessere Nutzung der natürlichen, ­lokalen Ressourcen an. Die Aufzucht der Tiere soll vorzugsweise auf der eigenen Futterbasis beruhen. Die Produktion der Weiden im Westen der Schweiz, insbesondere im Jura, ist unregelmässig.

Die Optimierung des Potenzials zur Futterproduktion erfordert deshalb eine gute Bewirtschaftung der Weiden. (Foto: Juratourisme)

••Das Futterpotenzial der Juraweiden, Eric Mosimann et al., ACW ••Körnersorghum – eine in der Schweiz (noch) unbekannte Ackerkultur mit interessanten Eigenschaften, Jürg Hiltbrunner et al., ART, ALP-Haras und HAFL ••Pflanzenschutzmittel und Oberflächengewässer: praxisnahe Schutzmassnahmen, Katja Knauer und Olivier Félix, BLW ••Sporengehalte an Buttersäurebakterien in Silagen und Feuchtheu unter der Lupe, Ueli Wyss und Daniel Goy, ALP-Haras ••Wie sicher ist die Ernährungssicherung? Stefan Mann et al., ART ••Charakterisierung von Pflanzensorten via genetisches Profil, Eric Droz et al., ACW ••Internationale Silage-Konferenz in Finnland, Ueli Wyss, ALP-Haras ••Stellung von Bäuerinnen und Landfrauen weltweit – Entwicklung und Herausforderungen, Ruth Rossier, ART ••Schweizerische Sortenliste für Kartoffeln 2013, Thomas Hebeisen et al., ART und ACW

3.11.2012 Eröffnung Erweiterungsbau der HAFL Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittel­ wissenschaften HAFL Zollikofen Informationen: www.hafl.bfh.ch 6. – 7.11.2012 Weiterbildungskurs für Baufachleute ART, ALB-CH, Agridea, suissemelio Landw. Institut Grangeneuve, Posieux 15.11.2012 Bio-Forschungstagung Koordinationsgremium Bioforschung Agroscope – FiBL Inforama, Zollikofen 22. – 26.11.2012 Agroscope ART an der Agrama 2012 Schweizerischer Landmaschinen-Verband SLV Bern 29.11.2012 Pflanzenschutztagung Gemüsebau 2012 Agroscope Changins-Wädenswil ACW Wädenswil 30.11.2012 Pflanzenschutztagung Obstbau Agroscope Changins-Wädenswil ACW Wädenswil

Informationen: Informationen: www.agroscope.admin.ch/veranstaltungen www.agroscope.admin.ch/veranstaltungen

Agrarforschung Schweiz 3 (10): 509–511, 2012

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Berner Fachhochschule Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften

Eröffnung Erweiterungsbau der HAFL Besuchen Sie den Erweiterungsbau der HAFL am 3. November 2012 von 14 bis 17 Uhr auf dem Campus in Zollikofen.

• • • •

Rundgang durch den Erweiterungsbau Einblick in aktuelle Projekte der HAFL Musik Verpflegungsmöglichkeit

www.hafl.bfh.ch

Wir freuen uns auf Sie!

The International Consultative Group of Research on Rapeseed, GCIRC, is interested in scientific and technical advances made in the production and uses of oilseed rape and cruciferous crops. Participants to the technical meeting will be informed about the last progresses in the fields of economy, genetics/breeding, phytotechnics, analysis and uses of rapeseed, with oral presentations and poster papers.

with the support of : April 28th – May 1st Nyon / Switzerland

Will be held under the patronage of the Federal Office for Agriculture, FOAG

Schweizerische Eidgenossenschaft Confédération suisse Confederazione Svizzera Confederaziun svizra

Federal Department of Economic Affairs FDEA Agroscope Changins-Wädenswil Research Station ACW

Information : www.agroscope.admin.ch/GCIRC