Agroforstsysteme (AF, die Integration von mehrjährigen Kulturen in Felder und Weiden) erleben momentan eine Renaissance und vielfältige neue Interpretationen, welche ihrem multifunktionalen Charakter herausstreichen. AF sind eine agrarökologische Strategie zur Anpassung an den Klimawandel und fördern Schutz und Regeneration von natürlichen Ressourcen (Boden, Wasser, Biodiversität). Ausserdem können AF die Produktivität pro Fläche nachhaltig steigern und Betriebe können so ihre Produktepalette vergrössern. Die Nachfrage nach Erfahrungen und Beratung für Agroforst steigt.

Im Rahmen des Projekts KLIMACrops werden sowohl in Deutschland (LTZ), als auch in Frankreich (CAA) und der Schweiz (FiBL), Versuche mit Agroforst gemacht um diese Erfahrungswerte zu schaffen und zu kommunizieren.

Aufbau einer Agroforst Anlage für Demonstration, Forschung und Bildung von Knowhow am FiBL Schweiz

Um den Besuchenden, Studierenden und Mitarbeitenden am FiBL, einen Lernort für Praxisrelevante Fragen und eine Forschungsplattform zu bieten, legt das FiBL Team eine gut zugängliche Agroforst-Demoparzelle am FiBL Campus an. Das Projekt dient auch dazu Akteure aus Agrar- und Forstwirtschaft zusammenzubringen und das gegenseitige Lernen zu fördern und die Synergien in Bezug auf Ökosystemleistungen zu erarbeiten.

Photo 1 Schema der geplanten Anlage  Bildnachweis Milan Lori, FiBL

Photo 2 Einmessen der Anlage (6.2.24), Bildnachweis Matthias Klaiss, FiBL

Photo 3 : Gesamtansicht mit Markierungen für die Pflanzung Ende Februar, Bildnachweis Matthias Klaiss, FiBL

Material und Methoden

Die Fläche

Die Auswahl der Fläche, die Ausarbeitung des Detailkonzeptes und die vielen Gespräche und Sitzungen mit Akteuren der Gemeinde und des Kantons haben circa ein Jahr in Anspruch genommen. Ende 2023 haben wir von der Gemeinde eine Erlaubnis bekommen, unsere Pläne umsetzen zu dürfen.

Die Anlage wird auf einer Fläche, die vom Pächter des FiBL Hofs bewirtschaftet wird, angelegt. Der Verpächter ist die Gemeinde Frick.

Sie ist in Sichtweite des FiBLs und stellt eine Erweiterung des FiBL Campus dar.

Die Fläche ist nicht drainiert, liegt aber in einer Wasserschutzzone, am westlichen Ende der Parzelle liegt eine Quelle der Trinkwasserversorgung der Gemeinde. Ackerbau ist möglich, allerdings ist neben anderen Einschränkungen die Ausbringung von Hofdüngern streng reglementiert.

Das Design :

Die Anlage soll einer Vielzahl von Ansprüchen gerecht werden: Demonstration, Möglichkeiten zur Forschung, Bewirtschaftung durch den Pächter, Lernort, Experimentallabor, Partizipation und Kooperation verschiedenster interner und externer Akteure, Lernort.

Ende Februar 2024 werden die ersten Bäume mit grossen Abständen in der Reihe gepflanzt werden, um die Struktur zu definieren. Die Abstände zwischen den Baumreihen betragen ca. 27 m, die Baumstreifen sind 2-3 m breit.

Über mehrere Jahre wird die Anlage weiter diversifiziert. Es sollen die einzelnen Verfahren weiter unter Miteinbeziehung von FiBL Mitarbeitenden definiert und realisiert werden.

• Entlang eines Feldweges soll exemplarisch ein Selbsterntestreifen oder Naschhecke angelegt werden. Verschiedenste Arten von Früchten von Bäumen und Sträuchern können von FiBL Mitarbeitenden oder Anwohner*innen geerntet werden.
• Die Mittleren Streifen bestehen aus Werthölzern, die ggf mit Obstbäumen oder Futterhecken ergänzt werden können.
• Eine abgegrenzte Fläche weist weniger Arten aber Wiederholungen auf, was eine zukünftige Forschungstätigkeit und eine Auswertung von Daten erleichtert. Das Design ist angelehnt an bereits bestehende Anlagen anderer Organisationen, was eine Forschungskooperation erlaubt.

Im Frühjahr 2024 ist eine Baseline Beprobung des Bodens vorgesehen.

Ansprechpersonen:

Matthias Klaiss, matthias.klaiss@fibl.org, +41 (0)62 865 7208
Johanna Rüegg, johanna.rueegg@fibl.org, +41 (0)62 865 1745
FiBL Schweiz
Ackerbaustrasse 113
5070 Frick

Photo 4 : Agroforstparzelle im Elsass, Artolsheim, Bildnachweis : François Lannuzel, CAA

Ziel dieses Versuchs ist es, die verschiedenen Mikroklimata innerhalb der mit Agroforstwirtschaft bewirtschafteten Parzelle zu charakterisieren und das physiologische Verhalten der Kultur an verschiedenen Stellen der Parzelle zu erklären:

• Auf dem Grasstreifen, auf dem die Bäume gepflanzt werden
• In der Kultur in der Nähe der Baumreihe (3 m), in der der Einfluss der Bäume am stärksten ist.
• In der Mitte der Parzelle, wo der Einfluss des Baumes vernachlässigbar ist

An diesen drei Orten wurde auch die Bodenfruchtbarkeit charakterisiert.

Material und Methoden:

Der Versuch wird in der Gemeinde Artolsheim auf einer Parzelle durchgeführt, die seit 12 Jahren in Agroforstwirtschaft bewirtschaftet wird. Bei den Bäumen handelt es sich um Hybrid-Nussbäume, die in der Baumreihe einen Abstand von 10 Metern haben. Die Baumreihen haben einen Abstand von 30 Metern und sind in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet. In diesem Jahr war auf der Parzelle Mais gesät.

Pedoklimatische Messungen:

Diese Messungen werden an den drei oben genannten Standorten mithilfe von Wetterstationen durchgeführt, die mit kapazitiven Sonden verbunden sind.

• Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wind, Niederschlag, Einstrahlung
• Bodenfeuchtigkeit und -temperatur bei 5, 15, 25, 35, 45 und 55 cm.

Photo 5 : Auf dem Feld installierte Wetterstation. Bildnachweis : François Lannuzel, CAA

Messung der Bodenfruchtbarkeit

Vollständige physikalisch-chemische und biologische Bodenbilanz (Fraktionierung der organischen Materie, mikrobielle Biomasse…)

• Stickstoffmessung: Stickstoffgehalt im Boden nach dem Winter

Physiologische Messungen

• Blattfläche der Kultur (LAI) mit Hilfe einer LITERAL Stange
• Ertragskomponenten bei Mais an verschiedenen Stellen, die mehr oder weniger weit von den Bäumen entfernt sind : Erntemenge, Feuchtegrad, TKG

Ergebnisee

Stickstoffgehalt im Boden nach dem Winter

Fraktionierung von organischem Material und mikrobieller Biomasse

Die Gehalte von mineralischem Stickstoff im Boden nach dem Winter zeigen eine doppelt so hohe Stickstoffmenge in der Nähe der Bäume. Diese Ergebnisse können durch den geringeren Ertrag der Vorjahreskultur erklärt werden, aber auch durch eine bessere biologische Funktion des Bodens in diesem Bereich und eine Verbesserung der Fruchtbarkeit durch den Abbau der Blätter der Bäume.

Die Analyse der Fraktionierung der organischen Substanz sowie der mikrobiellen Biomasse zeigt keine großen Unterschiede in Bezug auf die Bodenfunktion zwischen den beiden Stellen der Parzelle. Allerdings ist die organische Materie in der Nähe der Bäume um 0,5 Prozentpunkte höher.

Klimadaten

Abb. 1 und 2: Entwicklung der Einstrahlung (Orange = Parzellenmitte, Blau = Baumnähe)

Abb. 3 und 4 : Entwicklung der Bodenfeuchte : Niederschlag = blau, Bodenfeuchte in 25 bzw. 35 cm tiefe in Baumnähe = grün, Bodendfeuchte in 25 bzw. 35 cm tiefe in der Feldmitte = gelbe.

Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die Wirkung der Bäume in den verschiedenen Phasen der Maisentwicklung unterschiedlich sind:

Zu Beginn des Zyklus (Juni) herrschen in der Nähe der Bäume mildere Temperaturen und eine höhere Bodenfeuchtigkeit als in der Mitte der Parzelle. Diese für den Mais günstige mikroklimatische Situation kann die bessere Entwicklung des Maises in der Nähe der Bäume erklären. Eine von Arvalis durchgeführte Messung der Blattfläche in verschiedenen Bereichen der Parzelle zeigt, dass die Blattfläche des Maises unter Bäumen größer ist (siehe Abbildung 5).

Im Juli/August zeigt die Klimamessung, dass die täglichen Höchsttemperaturen in der Nähe der Bäume signifikant niedriger sind. Auch starke Strahlungsunterschiede werden gemessen (siehe Grafik 1 und 2), wobei die Mitte der Parzelle über weite Teile des Tages eine stärkere Helligkeit erhält. Die Tensiometer zeigen auch eine stärkere Austrocknung des Bodens in der Tiefe in der Nähe der Bäume, insbesondere ab dem 15. Juli (Abbildungen oben 3 und 4).

Physiologie und Ertrag

Abb. 5 : Messung der Blattfläche mit der LITERAL-Methode

Diese klimatischen Elemente können die gemessenen Erträge teilweise erklären (Abb. 6). Im Rahmen dieses Versuchs wurde eine höhere Produktivität auf den Flächen beobachtet, die am weitesten von den Bäumen entfernt waren. Diese Ergebnisse sind im Zusammenhang mit den klimatischen Bedingungen des Jahres zu sehen, insbesondere mit dem Lichtmangel, der im Juli in der elsässischen Ebene zu beobachten war und der sich in den baumnahen Bereichen verschärft haben könnte. Diese ersten Daten müssen durch eine Fortsetzung des Versuchs in den Jahren 2024 und 2025 noch bestätigt werden.

Abb. 6: Maisertrag in den verschiedenen Bereiche der Parzelle : links und dunkelgrün : Baumnah, mitte : Zwischenberich, rechts und hellgrün : Feldmitte

Ansprechperson

François Lannuzel,
Chambre d’agriculture Alsace
11, rue Jean Mermoz
F-68127 Sainte Croix en Plaine