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Lehr- und Forschungsstation für 

Organischen Landbau Wiesengut

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Konzept -Modellbetrieb Wiesengut

Konzept - Modellbetrieb Wiesengut: Multifunktionale Landwirtschaft durch Organischen Landbau von Prof. Dr. Ulrich Köpke

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Zitiervorschlag:
Köpke, U. (2016): Konzept Modellbetrieb Wiesengut – Multifunktionale Landwirtschaft durch Organischen Landbau.   Stand: 05.04.2016 www.wiesengut.uni-bonn.de/betrieb/konzept-modellbetrieb-wiesengut
 
 

K O N Z E P T 

Modellbetrieb Wiesengut: Multifunktionale Landwirtschaft durch Organischen Landbau

 
Ulrich Köpke
 
Institut für Organischen Landbau, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
 
Stand: 04. 04 2017.

Prelude 

 
Das hier vorgelegte Konzeptpapier beschreibt den originären Ansatz der Forschung auf der Lehr- und Forschungsstation Versuchsbetrieb für Organischen Landbau Wiesengut, Hennef/Sieg. Landwirtschaftlich-agrarökologische Forschung findet hier 1. in einem heuristischen Ansatz auf gesamtbetrieblicher Ebene gestützt auf Referenzflächensystemen, Dauerbeobachtungsflächen und statischen Transekten, standortangepassten Naturschutzstandards, Ökobilanzierung und Betriebsanalyse- und Bewertungsprogrammen statt. In einem 2. Ansatz werden zahlreiche Teilprojekte mit klassischem faktoriellen Ansatz zur Produktionsökologie und zum Schutz gefährdeter Ressourcen und Umweltgüter wie Boden, Wasser, Luft und Klima, Naturschutz und Biodiversität, Hege und Jagd durchgeführt. Handlungsoptionen multifunktionaler Koppelproduktion werden abgeleitet. Für kooperationsinteressierte Wissenschaftler verschiedenster Fachdisziplinen werden die Teilprojekte kurz beschrieben, der gesamtbetriebliche Ansatz vor dem Hintergrund des aktuellen Wissensstandes erläutert. Das Konzept der Betriebsentwicklung des Wiesengutes dient dem Oberziel der beispielhaften Evolution eines suffizienten, effizienten und multifunktionalen Organischen Landbaus im Modellbetrieb, durch:
 
  • Rekrutierung von Daten in den unterschiedlichsten Umweltwirkungsbereichen;
  • Erarbeitung von Strategien und Lösungen;
  • Diskurs/Dialog in Forschung, Lehre und Praxis;
  • Wissenstransfer;
  • Teilhabe als Betrieb im ‚Orbitaries‘- Netzwerk der deutschen Agrarökosystemforschung (s. Grundsatzpapier DFG, WOLTERS et al. 2014);
Dabei werden die unterschiedlichen Skalenebenen, Teilflächen, Feldversuche, Schläge, Begleitbiotope, Betriebsflächen und Agrarökosysteme/ Landschaftsausschnitte genutzt. Erarbeitete Lösungen und Handlungs-empfehlungen sollen – auch modifiziert, angepasst und hochskaliert unter den Bedingungen anderer Standorte, primär im Ökologischen Landbau, gleichwohl auch im mainstream – zur Anwendung kommen können.
 
Das Konzeptpapier wird konsekutiv aktualisiert fortgeschrieben.

 

1 Einleitung und Zielsetzung

 
Mit etwa 49 Prozent Landesflächenanteil ist die Landwirtschaft auch im vergleichsweise dicht besiedelten Nordrhein-Westfalen die größte Flächennutzerin. Hier werden von einer multifunktionalen Landwirtschaft Leistungen erwartet, die über die primäre Erzeugung von Lebensmitteln und Rohstoffen, Futtermitteln, Fasern oder regenerative Energieträger hinausgehen (ZERGER & HOLM-MÜLLER, 2008). Zu den üblichen vier ‚f‘ (für: food, feed, fiber, fuel) tritt ein fünftes ‚f‘ (für: further services). In ihm versammeln sich Forderungen und Erwartungen betreffend soziale Leistungen, verminderte Umweltlasten und vermehrte Umweltleistungen der Landwirtschaft. „Multifunktionale Landwirtschaft schont Boden, Wasser, pflanzliche und tierische genetische Ressourcen, verschlechtert nicht die Umwelt, ist technisch angemessen, wirtschaftlich und sozial verträglich" (FAO, 1999).
 
Multifunktionale Landwirtschaft muss als Teil des Konzeptes einer nachhaltigen (besser: dauerfähigen) Landwirtschaft und ländlichen Entwicklung angesehen werden (ZERGER & HOLM-MÜLLER, 2008). Begriff und Konzepte der multifunktionalen Landwirtschaft gehen in die 1980er Jahre zurück und wurden durch das Sondergutachten des Rates der Sach­verständigen für Umweltfragen zur Landwirtschaft (SRU, 1985) ebenso gefördert, wie durch die Beschlüsse der Umweltkonferenz in Rio 1992, hier insbesondere die Verabschiedung der Internationalen Konvention zur Biodiversität (Convention of Biodiversity, CBD). Trotz der zahlreichen Bemühungen um eine umfassende Realisierung einer multifunktionalen Landwirtschaft sind die Ergebnisse national und international eher ernüchternd. Das Gefährdungspotenzial für die Umweltmedien und Ressourcen Wasser, Boden, Luft (und Klima) ist trotz aller Bemühungen infolge stetig zunehmender Intensivierung im konventionellen Landbau (mainstream) hoch. Der Artenschwund und die Gefährdung verbliebener naturnaher Biotope in der Agrar- und Kulturlandschaft halten an.
 
Ob dieser Entwicklung mit der Schaffung sogenannter ökologischer Vorrangflächen (sog. greening) in den Betrieben der mainstream- Landwirtschaft als Voraussetzung von Prämien­zahlungen hinreichend begegnet werden kann, muss angesichts der Anrechnung ohnehin schon üblichen Bewirtschaftungsmaßnahmen und Auflagen, wie z. B. Zwischenfrucht-, Körnerleguminosenanbau oder Erhaltung bestehender Landschaftselemente auf Acker­flächen bezweifelt werden. Nachbesserungen und zusätzliche, u. U. sogar kostenneutrale/gewinnstiftende Maßnahmen (KÖPKE & WIGGERING, 2013), sind angezeigt.
 
Der Ökologische Landbau ist in die greening-Maßnahmen nicht einbezogen. Von ihm werden per se höhere Umweltverträglichkeit (KÖPKE, 1998, 1999; KÖPKE & HAAS, 1997; KÖPKE et al., 1997) und Naturschutzleistungen erwartet (WETTERICH, 2001), die im mainstream i. d. R. nicht mehr erbracht werden (KAHNT et al., 1997; KÖPKE, 1989, 1990, 1994a, b, 1995, 2011). Der Ökologische Landbau genießt deshalb seit 1989 – auch wegen der damals angestrebten Reduzierung der landwirtschaftlichen Überschusserzeugung im Rahmen der Ländlichen Entwicklungspläne der Bundesländer – durch eine Vielzahl von Maßnahmen besondere Förderung. Zudem wurde 2001 das ‚Bundesprogramm Ökologischer Landbau‘ eingeführt, dass v.a. Maßnahmen im Bereich Produktion, Verarbeitung, Vermarktung, sowie Training und Schulung beinhaltet.
 
Namensgeber des Ökologischen Landbaus – hier synonym zum Organischen Landbau – ist die Fachwissenschaft der Ökologie. Die Bezeichnung Ökologischer Landbau hat sich erst seit den 1970er Jahren als Oberbegriff einer Landwirtschaftsweise durchgesetzt, die bis dahin durch die Vorläufer Biologisch-Dynamischer Landbau und Organisch-Biologischer Landbau bezeichnet und gekennzeichnet war. Bis dahin war auch die Fachdisziplin Ökologie – 100 Jahre nach ihrer Definition durch Ernst Haeckel – nur eine randständige biologische Teil­disziplin, die dann aber – der Zeit, und damit den gesellschaftlichen Forderungen gemäß – als u m w e l t s c h u t z orientierte Wissenschaft (BICK, 1989) – an der Universität Bonn insbe­sondere durch das Wirken von Hartmut Bick – akademische Anerkennung erlangte. Der Ökologische Landbau führt seinen Namen berechtigt, wenn er seine Konzepte in den modernen Grundvorstellungen der wissenschaftlichen Ökologie gründet: 1. Die Begrenztheit stofflicher Ressourcen und energetischer Transformationen; 2. Die Erhaltung niedriger Entropie durch autonome biologische Regelprozesse und ihre Wechselwirkungen mit den abiotischen Wirkungsbereichen; 3. Die systemare Organisation in Raum und Zeit innerhalb und zwischen mehreren als Ganzheiten zu begreifenden Systemen oder Ebenen (Individuen, Populationen, Biozönosen, Ökosysteme, Ökosphäre, Gesellschaft-Umwelt-System (HABER, 1977).
 
Ressourcenschonung ist eine von sechs wesentlichen Komponenten nachhaltiger Land­bewirtschaftung (CHRISTEN, 1996), die besser als ‚dauerfähige‘ (SIHLER, 1991) oder ‚perpetuierliche‘ (SWAMINATHAN, 2003) Landbewirtschaftung bezeichnet werden sollte und für die der Ökologische Landbau im Ideal als Blaupause gelten kann. Schutzgüter einer umweltverträglichen Landbewirtschaftung sind die abiotischen Ressourcen und Umweltmedien Boden, Wasser und Luft. Dem Umweltmedium Luft werden hier nachfolgend gemäß Haber und Salzwedel (1992) Umweltwirkungen wie Treibhauseffekt, Geruch sowie Emissionen von Pflanzenschutzmitteln und Ammoniak zugeordnet. Der biotische Ressourcenschutz umfasst die Erhaltung der Biologischen Vielfalt (Biodiversität), den Habitatschutz und das Landschaftsbild.
 
Es wäre falsch, den ÖL allein auf eine Versammlung von Vermeidungsstrategien von Umweltlasten zu reduzieren. Im Bewusstsein des Anthropozäns sollen w e r t e bestimmt die Folgen landwirtschaftlichen Handelns abgeschätzt und negative Auswirkungen auf die in der Landwirtschaft Tätigen und die Verbrauchenden, auf Boden, Wasser, Luft und Klima, die Biota und die Naturalprodukte minimiert werden. Dies geschieht originär in einem subsidiären Ansatz mit dem Organisationsprinzip des landwirtschaftlichen weitgehend in sich geschlossenen Betriebsorganismus (KÖPKE, 1994a, b, 2011). Das dominierende w e r t e getriebene Motiv ist eine hohe ‚Prozessqualität‘ durch einen ressourcenschonenden, umweltverträglichen und standortangepassten Landbau (environmental claim), der als essentiale Grundlage für die Erzeugung hoher Produktqualität für Ernährung und Gesundheit (health claim) angesehen wird.
 
Mit dem Primärziel der Erzeugung nutzbarer Biomasse überformt und verändert selbstver­ständlich auch der Ökologische Landbau natürlich ablaufende Prozesse im Agrarökosystem. Geländeoberfläche, Boden, Wasserhaushalt, bodenmikrobielle Prozesse und Stoffflüsse werden beeinflusst. Veränderungen der Biota, der Artenzusammensetzung und der Abundanz einzelner Arten – vor allem jener Organismen, denen kein primär wirtschaftliches Interesse gilt – können auch im Ökologischen Landbau Folge hoher Eingriffsintensität sein, wenngleich auch mit zum Teil anderen Mitteln als im mainstream.
 
Nun zwingt der Kostendruck vielfach auch Betriebe des Ökologischen Landbaus zur Verein­fachung der Betriebsorganisation. Verstärkter Zwang zur Mengenanpassung und damit höhere Produktionsintensität bei weniger landwirtschaftlichen Kulturen im Einzelbetrieb sind die Folge. Der Anteil landwirtschaftlicher Gemischtbetriebe mit Rinderhaltung, die, gemessen an der Anzahl der angebauten Feldfrüchte, des Gemenge- und Mischanbaus (SCHRÖDER & KÖPKE 2012) sowie des Futterbaus per se eine hohe geplante Diversität (KÖPKE 1998, 2011; OLESEN et al. 2000) auszeichnet, nimmt ab. Auch die so genannte ‚ökologische Inten­sivierung‘ (eco-functional intensification; NIGGLI et al., 2008; WOLTERS et al., 2014; NIGGLI, 2015), die in jüngster Zeit nicht nur in der Kommunität des Ökologischen Landbaus diskutiert wird, läuft Gefahr früher diesen Landbau charakterisierende Naturschutz- und Ökosystem­leistungen im Produktionsbiotop und naturnahen begleitenden Ökosystemen zu verlieren. Die Diskussionen lassen Zweifel aufkommen, ob die Sichtweise, den Ökologischen Landbau als sowohl suffi­zienten als auch effizienten multifunktionalen Landbau zu verstehen, in der Kommunität des Ökologischen Landbaus noch uneingeschränkt geteilt wird. Simplifizierungen in der landwirtschaftlichen Betriebsorganisation und zunehmende Abhängigkeit von betriebsfremden Ressourcen können als äußeres Kennzeichen eines veränderten Denkens und eines sukzessiven Annäherns an den mainstream (sog. ‚Konventionalisierung‘) interpretiert werden.
 
Pflanzenbau muss im Ökologischen Landbau als optimierte Gestaltung der kulturpflanzlichen Umwelt im Produktionsbiotop verstanden werden. Wird im Systemansatz das Organisationsprinzip des landwirtschaftlichen weitgehend in sich geschlossenen Betriebsorganismus realisiert (‚Organischer Landbau‘, KÖPKE 1994a, b, 2011), werden die Oberziele multifunktionaler Landwirtschaft per se leichter erreicht, als bspw. in einseitig organisierten Ackerbau- oder Gemüsebaubetrieben; ein Sachverhalt, der im Hinblick auf innerbetriebliche Kreislaufwirtschaft der Stoffe im Gemischtbetrieb, vermittelt durch die Tierhaltung, offensichtlich ist. In der Multifunktionalität wird auch der Systemansatz des Ökologischen Landbaus deutlich. Im Gegensatz zum mainstream, der gemäß Haber (1971) als ‚Produktiv-Typ‘ mit Erzeugungsschwerpunkt charakterisiert wird, bedeutet Ökologischer Landbau immer multifunktionale Koppelproduktion entsprechend dem Typ der ‚Kompromiss- oder Mehrfachnutzung‘. Ertragsverzichte sind damit unvermeidbar. Den vier ‚f‘ (für food, feed, fibre, fuel) muss, wie eingangs ausgeführt, im multifunktionalen ÖL ein fünftes ‚f‘ (für further deliveries, ecosystem services, d. h. Ökosystemdienstleistungen/Ökologische Dienstleistungen) hinzugefügt und noch um die soziale Komponente erweitert werden.
 
Das hier vorgelegte Konzept der Betriebsentwicklung des Wiesengutes dient dem Oberziel der beispielhaften Evolution eines suffizienten, effizienten und multifunktionalen Organischen Landbaus im Modellbetrieb durch:
 
-          Rekrutierung von Daten in den unterschiedlichsten Umweltwirkungsbereichen;
-          Erarbeitung von Strategien und Lösungen;
-          Diskurs/Dialog in Forschung, Lehre und Praxis;
-          Wissenstransfer;
-          Teilhabe als Betrieb im ‚Orbitaries‘- Netzwerk der deutschen Agrarökosystemforschung (s.
Grundsatzpapier DFG, WOLTERS et al. 2014);
 
Dabei werden die unterschiedlichen Skalenebenen, Teilflächen, Feldversuche, Schläge, Begleitbiotope, Betriebsflächen und Agrarökosysteme/Landschaftsausschnitte genutzt. Erarbeitete Lösungen und Handlungsempfehlungen sollen – auch modifiziert, angepasst und hochskaliert unter den Bedingungen anderer Standorte, primär im Ökologischen Landbau, gleichwohl auch im mainstream – zur Anwendung kommen können.
 
Die Gliederung des hier vorgelegten Konzeptes ergibt sich inhaltlich aus den Bezügen zu den relevanten Ressourcen, Schutzgütern und Ökologischen Dienstleistungen am Standort Wiesengut.
 

2 Standörtliche und infrastrukturelle Voraussetzungen

 
Die Betriebsflächen der Lehr- und Forschungsstation Wiesengut, Versuchsbetrieb für Organischen Landbau, liegen im Landschaftsschutzgebiet des Siegbogens bei Hennef, das zugleich Wassereinzugsgebiet für drei Brunnenanlagen der Trinkwassergewinnung des Wahnbachtalsperrenverbandes (WTV) ist. Die Betriebsflächen des Vordeichgeländes sind im Naturschutzgebiet (FFH) gelegen und werden als Weide- und Futterbauflächen für die Mutterkuhhaltung (Fleischrinder, Rasse Limousin, 1,2 GV/ha) genutzt. Der Betrieb ist als klassischer Gemischtbetrieb, entsprechend dem Organisationsprinzip des weitgehend in sich geschlossenen Betriebsorganismus, organisiert (KÖPKE, 1994a, 1998, 2011; KÖPKE et al., 1997).
 
Die heterogenen Auenböden des Wiesengutes – typisch für zahlreiche Standorte in NRW – wurden hinsichtlich einer treffgenauen Feldversuchsdurchführung schon frühzeitig klein­räumig kartiert (HAAS, 1995a, b, c). Während sich die Bodenarten auf den Betriebsflächen nur wenig unterscheiden (usL bis L), variiert der Feinbodenanteil z.T. kleinräumig sehr stark, von steinfrei bis zu hohen Kies- und Skelettanteilen, und von flachgründig bis tiefgründig. Es sind in Bezug auf die Bearbeitbarkeit mittlere bis mittelschwere Böden, mit, bei steigendem Kiesanteil, abnehmender Gründigkeit und z. T. hoher potentieller Austragsgefahr.
 
Mit vielfältigen Früchtefolgen und damit hoher geplanter Diversität wird auf dem Wiesengut eine hohe Produktqualität zahlreicher landwirtschaftlicher Feldfrüchte erzeugt (z. B. Saatgut­qualität Getreide: DORNBUSCH, 1998; SCHAUDER, 2003; Backqualität Getreide: WEBER et al., 1994; SCHULZ- MARQUARDT et al., 1994, 1995b; Kartoffeln: NEUHOFF, 2000; NEUHOFF & KÖPKE, 1999; PAFFRATH & STUMM, 2008; STUMM, 2010; Feldgemüse: NEUHOFF, 2003; WIEßNER, 2007; WIEßNER et al., 2009).
 
Im Unterglasanbau wurden erfolgreich Konzepte für die Qualitätserzeugung und regionale Vermarktung alter, gefährdeter Tomatensorten (KLEIN, 2010; KLEIN et al., 2010), ebenso entwickelt, wie für die Erzeugung von Spitzenqualitäten anderer Gemüse (z. B. NEUHOFF, 2003; KOTNIK, 2006) selbst Artischocken, sowohl im Unterglas- als auch im Freilandanbau (KAUTZ & KÖPKE, 2009; ROST et al., 2010). Dass die Erzeugung einer hohen Produktqualität entscheidend von standörtlich-individuellen Maßnahmen der Gestaltung der kultur­pflanzlichen Umwelt abhängig ist, wurde mit den Untersuchungen zum Einfluss von Einstrahlungsintensität, Stickstoffangebot, Düngungsart und Hornkieselapplikation auf Wachstum und Differenzierung der Rauke (Rucola) nachgewiesen (ATHMANN, 2011). Individuelle Konzepte der regionalen Vermarktung, ab Hof, aus Abholstationen, in Natur­kostläden und im regionalen Lebensmitteleinzelhandel selbstständiger Kaufleute werden als grundlegendes Element dauerfähiger/nachhaltiger Landwirtschaft interpretiert und seit Jahren erfolgreich umgesetzt.
 
Seit nunmehr 30 Jahren werden im Versuchsbetrieb mit einem einzigartigen Konzept die Vereinbarkeit qualitätsorientierter und gleichzeitig umweltverträglicher landwirtschaftlicher Erzeugung mit Boden-, Natur-, Gewässer-, Tier- und Landschaftsschutz, Hege/ Jagd und Naherholung (hohe Prozessqualität) demonstriert und parametrisiert.
 
Deshalb soll künftig das gesamtbetriebliche Konzept weiterentwickelt werden, das als Modell und Blaupause für andere Betriebe ebenso dienen kann, wie als Orientierung für politische Entscheider als auch die breite Öffentlichkeit.
 
Bezogen auf die unterschiedlichen Umweltmedien sollen vornehmlich mit faktoriellen Versuchen Strategien zur Belastungsminderung und für quantifizierbare ökologische Leistungen sowohl im Produktionsbiotop als auch in den angrenzenden natürlichen und naturnahen Ökosystemen erarbeitet werden.
 
Die Arbeiten bauen dabei auf bisherigen am Standort Wiesengut/Hennef erarbeiteten Ergebnissen und Maßnahmen auf, sollen inhaltlich auf Basis neuester Erkenntnisse erweitert und die resultierenden Handlungsempfehlungen kontinuierlich inter- und transdisziplinär vermittelt werden.
 

3 Arbeitsinhalte

 

3.1 Bodenschutz - Klima

 

3.1.1 Reproduktion organischer Bodensubstanz

 
Erhaltung und Mehrung der Bodenfruchtbarkeit sind Grundlage des Ökologischen Landbaus. Bodenfruchtbarkeit (im Englischen nunmehr soil quality statt soil fertility) umfasst dabei einerseits auf die Produktionsfunktion ausgerichtete Komponenten (Bodengefüge, Boden­leben und Bodennährstoffe) mit dem Ziel optimierter und dauerfähiger Erzeugung aller Feldfrüchte einer Fruchtfolge mit höchstmöglicher Produktqualität, andererseits auch Ökosystemdienstleistungen, wie Filter- und Pufferfunktionen, Biodiversität, Selbstregulation und Resilienz. Bodenpflege und Bodenschutz beziehen mit Blick auf Erhaltung und Steigerung der Bodenfruchtbarkeit (im ÖL nicht verstanden als Erhöhung der pflanzenverfügbaren Nährstoffe in der Bodenlösung) stets die anderen Umweltmedien, Wasser, Boden, Luft (und Klima) ein. Zustand und Dynamik der Prozesse der Ressource Boden stellen damit die Voraussetzungen für effektiven Schutz der anderen Umweltmedien Wasser und Luft.
 
Bodenschutz zielt auf die Vermeidung von Belastungen des Bodens und der Bodenfunktionen durch Gefügeschäden und Erosion. In diesem Zusammenhang sind Strategien der Erhaltung und Mehrung der organischen Bodensubstanz:
 
  • Die verminderte Mineralisation von Kohlenstoff (CO2-Emission) durch Bodenruhe, mehrjährigen / überjährigen Feldfutterbau mit hohen Ernte-und Wurzelrückständen;
  • langwährende Bodenbedeckung und reduzierte Eingriffsintensität der Bodenbearbeitung zur Erhöhung der Aggregatsstabilität;
  • die Zufuhr von Stallmist und Kompost.
 
Durch diese Maßnahmen kann insbesondere im landwirtschaftlichen Gemischtbetrieb mit Rinderhaltung/Wiederkäuern und überjährigem/mehrjährigem Feldfutterbau die Masse organischer Bodensubstanz und ihr Gehalt im Boden signifikant erhöht werden (LEITHOLD et al., 2015a, b). Gleichzeitig werden organischer Stickstoff angereichert und positive Humusbilanzen erreicht (BROCK et al., 2012; BROCK, 2013).
 
Die organische Bodensubstanz und ihre Umwandlungsprodukte im Boden bewirken zahl­reiche positive ertragswirksame Effekte:
 
  • Schaffung und Erhaltung eines günstigen Bodengefüges, dadurch
  • verbesserte räumliche Zugänglichkeit von Nährstoffen im Boden;
  • Verbesserung von Wasserführung und Wasserhaltevermögen;
  • Verbesserung des Gasaustauschs;
  • Bindung von Pflanzennährstoffen durch Sorption und Kationenaustausch;
  • allmähliche Freisetzung von Pflanzennährstoffen, insbesondere Stickstoff, Phosphor, Schwefel und Spurenelemente (SAUERBECK, 1992; MANLAY et al., 2007).
 
Organische Bodensubstanz und Bodenstickstoff sind eng korreliert. Gleichwohl scheint sich das C/N-Verhältnis als Folge langjähriger organischer Düngung zu weiten (HERSEMANN, 1987). Die organische Bodensubstanz ist Quellort der Stickstofffreisetzung im ÖL, dessen Ertragsbildung in hohem Maße von der Zufuhr organischer Primärsubstanz und hinreichender Reproduktion der organischen Bodensubstanz abhängig ist. Je höher die Mengen organischer Bodensubstanz, desto höher ist die potentielle bodenbürtige Freisetzung und Pflanzenverfügbarkeit von Stickstoff. Deshalb ist der Bedarf an reproduktionswirksamer organischer Substanz wegen der gezielten Mineralisation der organischen Bodensubstanz und des organisch gebundenen Stickstoffs grundsätzlich deutlich höher als im mainstream (LEITHOLD et al., 2015a, b).
 
Als Folge ökologischer Bewirtschaftung ist der Gehalt an organischer Bodensubstanz im Oberboden häufig höher als im mainstream (SIEGRIST et al., 1998; ARMSTRONG BROWN et al., 2000; MÄDER et al., 2002; SHEPHERD et al., 2002; MARRIOTT & WANDER, 2006; GATTINGER et al., 2013). Als klimarelevante Senke für Kohlendioxid sollten Bodenhumus und organische Bodensubstanz gleichwohl nicht überschätzt werden, denn auch diese Senke ist endlich. Ein zunehmender Gehalt organischer Bodensubstanz ist eine Funktion der Bodennutzung und wird mit einer Sättigungskurve beschrieben. Nach Erreichen des Fließgleichgewichts – auch nach langjährigem ÖL – lässt sich der Gehalt nicht weiter steigern; es sei denn, das Bodennutzungssystem wird zugunsten einer noch umfänglicheren CO2-rückbindenden Bodennutzung geändert. Kulturen mit hoher Deposition von Wurzelmasse im Unterboden, wie die Luzerne, verdienen dieserhalb besondere Beachtung (RAUHE et al., 1987). Verschiedene Schätzungen des Rückbindungspotenzials des ÖLs, die zudem den Unterboden als vermutlich unterschätzte Kohlenstoff-Senke nicht berücksichtigen (z.B. FREIBAUER et al., 2004), sind äußerst fragil und wenig belastbar.
 
3.1.1.1 Teilprojekt Organische Bodensubstanz (REFOBS)
 
Im Jahre 1988 wurde ein faktoriell differenziertes Referenzflächensystem für das Betriebsmonitoring (heuristischer Ansatz) eingerichtet. Je Ackerschlag werden seitdem kontinuierlich 4 Referenzflächen mit den Düngungsvarianten, betriebsüblich, P, K und PK, untersucht. Neben der Entwicklung der Bodennährstoffgehalte, kann inzwischen die Entwicklung der Gehalte an organischer Bodensubstanz und der Erträge der Ackerkulturen über den Zeitraum der letzten 25 Jahre beschrieben werden. Entgegen dem weltweit bestehenden Trend abnehmender Gehalte an organischer Bodensubstanz / Humus dokumentiert das Referenzflächensystem zunehmende bzw. stabile Gehalte organischer Bodensubstanz (KÖPKE et al., 1995). Dieser unabhängig von den langfristig differenzierten Düngungsvarianten nachgewiesene Effekt (KÖPKE, 2008a, b; KÖPKE et al., 2006; ZALLER & KÖPKE 2004), belegt gleichzeitig die Bedeutung des landwirtschaftlichen Gemischtbetriebes mit Rinderhaltung und überjährigem Feldfutterbau für die effiziente Sequestrierung von klimarelevantem CO2 (HAAS & KÖPKE, 1996; HAAS et al., 1995a, b, c; KÖPKE & HAAS, 1995).
 
Die Dauerversuche Referenzflächensystem und Dauerdüngungsversuch ‚Bodenfruchtbarkeit‘ Schlag I wurden in die online-Übersichtskarte zu Dauerfeldversuchen in Deutschland aufgenommen. Siehe: https://b-web-e.bonares.de/uebersichtskarteDFV
 
Die Differenzierung der standörtlichen Bodentextur erlaubt gleichzeitig das Betriebsbewertungsprogramm REPRO (vgl. 3.5.2, HÜLSBERGEN, 1997; HÜLSBERGEN & SCHMIDT, 2014), das ursprünglich zur Berechnung der Reproduktion organischer Bodensubstanz entwickelt wurde, mit weiteren Daten zur Analyse der Stoff- und Energieflüsse zu versehen. Damit ist die Validierung von REPRO unter verschiedenen Standortbedingungen möglich (s. Kap. 3.5).
 
Mit der Abkehr vom Kleinparzellenversuch und Hinwendung zum Betriebsorganismus als Basiseinheit landwirtschaftlicher Forschung verknüpften schon Sir Albert Howard und Lady Balfour als Begründer der englischen ‘Soil Association’ die Bodengesundheit (soil health, ein Begriff der im deutschen Sprachraum wissenschaftlich unkorrekt wäre) mit der Gesundheit der Kulturpflanzen, der Tiere und der Menschen; eine Feststellung, die auch heute noch gültig ist (‚the health of soil, plant, animal and man is one and indivisible‘). Damit wird auf die Interdependenzen und die Notwendigkeit holistischer, naturreicher, übergreifender Forschung hingewiesen und damit zweifellos höchste Ansprüche an künftige fächerübergreifende Forschung im ÖL gestellt.
 

3.1.2 Bodenbearbeitung

 
Am selben Standort durchgeführt ist bspw. flache Bodenbearbeitung – bei sonst gleicher Bewirtschaftung – stets mit höheren C-Gehalten der bearbeiteten Bodenschicht verbunden als tiefgreifende Bodenbearbeitung mit dem durch Einmischung der organischen Substanz in tiefere Bodenschichten gegebenen Verdünnungseffekt. Angaben höherer G e h a l t e an organischer Bodensubstanz im ÖL im Vergleich zum mainstream (GATTINGER et al., 2012, 2013) sollten daher grundsätzlich nur mit Bezug auf die jeweils untersuchte Bodenschicht, ihre Schichtmächtigkeit, die Lagerungsdichte und die regelmäßige Bearbeitungstiefe gemacht werden. Tief wendende Bodenbearbeitung kann bei entsprechend höherer Krumenmächtigkeit mit einer höheren Anreicherung organischer Substanz und damit höherer Rückbindung für CO2verbunden sein.
 
3.1.2.1 Teilprojekt Drilosphäre (DRILO)
 
Eine besondere wirksame Klimarelevanz kann der ÖL allein aus diesen Sachverhalten nicht reklamieren (KÖPKE, 2008). Welche Mengen Kohlenstoff im Unterboden gebunden bzw. akkumuliert werden können und ob der Einsatz tief wurzelnder Kulturen, wie zum Beispiel Luzerne, im Feldfutterbau und das Einwachsen von Seitenwurzeln und Mykorrhiza in Feinporen, wo ihr Abbau möglicherweise verzögert erfolgt, relevant sind, muss gleichwohl Gegenstand künftiger Forschung sein. Dies gilt auch für die meist größeren und vielfältigeren Regenwurmpopulationen ökologisch bewirtschafteter Böden (BAUCHHENSS & HERR, 1986; GEHLEN, 1987; BAUCHHENSS, 1991; PFIFFNER et al., 1993). Für diese muss eine stärkere Bioporung des Unterbodens als Folge von Bodenruhe und des Anbaus allorhizer Futterpflanzen und gesteigerter Regenwurmaktivität angenommen werden. Damit entstehen Vorteile einer höheren sekundären Nährstoffakquisition via Rhizosphäre und Drilosphäre und möglicherweise eine erhöhte Methan-Rückbindung.
 
3.1.2.2 Teilprojekt Organische Düngung (ORG-DG)
 
Forschungsbedarf besteht nach wie vor hinsichtlich der Qualität organischer Primärsubstanz und von Stallmist und Kompost im Hinblick auf die nachhaltige Reproduktion organischer Bodensubstanz und die Humusbildung mit Einbindung der Tierhaltung vornehmlich von Wiederkäuern. Dabei muss Festmist generell einer umfassenden Bewertung unterzogen werden (SCHRÖDER, 2005). Unklar ist immer noch, ob die direkte Zufuhr der organischer Primärsubstanz zum Boden verglichen mit der Verfütterung der gleichen Menge und späteren Ausbringung der durch die Verdauung quantitativ verringerten aber qualitativ veränderten Masse für die organische Bodensubstanz in gleicher Weise oder in höherem Maße reproduktionswirksam ist.
 
3.1.2.3 Teilprojekt Bodenmikrobiologie (BOMIC)
 
Als Folge unterschiedlicher Bewirtschaftung und vor allem der Zufuhr verschiedener organischer Primärsubstanz und der Nutzung von Pfahlwurzelsystemen mit veränderter Mykorrhizosphäre (GREGORY, 2006; KAUTZ et al., 2013; KAUTZ, 2015) und Drilosphäre (KAUTZ et al., 2013, 2014; BAREJ et al., 2014; HAN et al., 2015a,b; KÖPKE et al., 2015; PAGENKEMPER et al., 2015) dürften die bodenmikrobiologisch relevanten Milieubedingungen deutlich verändert werden (RICHARDSON et al., 2009; FISCHER et al., 2013; UKSA et al., 2014, 2015), mit weiterem Einfluss auf die Rückbindung und Emission von CO2, CH4 und N2O. Dauerversuche belegen, dass zahlreiche bodenmikrobiologische Parameter durch langjährige ökologische Bewirtschaftung mit Stallmist positiv verändert werden (HAIDER, 1992; MÄDER et al., 1993; NIGGLI et al., 1995; FLIEßBACH et al., 2007). Weitere fächerübergreifende Forschung mit neuen bodenmikrobiologischen Methoden ist dazu unverzichtbar. Widersprüchliche Ergebnisse zum Metabolischen Quotienten verlangen weitere Untersuchungen darüber, ob die bodenmikrobiologischen Prozesse im ÖL eine höhere Effizienz des Kohlenstoffumsatzes mit geringerer Veratmung je Einheit Biomasse im Boden und damit ein ‚less stressed ecosystem‘ charakterisieren können.
 
3.1.2.4 Teilprojekt Bodengefüge (BOGEF)
 
Nach wie vor muss der Wendepflug als wichtigstes Gerät der Grundbodenbearbeitung im Ökologischen Landbau angesehen werden (VAKALI, 2003). Zur Verminderung der Bodenver­dichtung durch Auflast und direkte Beeinflussung durch das Schlepperrad in der Furche soll künftig mit dem Onlandpflug gearbeitet und alle weiteren Maßnahmen zur Vermeidung von Bodenverdichtungen ergriffen werden. Gleichwohl soll versucht werden, die Grundbodenbearbeitung mit dem klassischen Wendepflug mit hoher Eingriffsintensität durch andere an die aktuellen Boden- und Witterungsverhältnisse angepasste Bodenbearbeitungsverfahren ‚opportunistic tillage‘ (Köpke) zu ersetzen; eine Anforderung, die mit zunehmendem Klimawandel immer höhere Bedeutung erlangen wird:
 
Mulchsaat: Grubber, 2-Scheiben-Drillmaschine
Flacher-wendende Bearbeitung: 2-Schichten-Pflug (Gassner), Schälpflug (Stoppelhobel);

 
Evtl. weiteres zu beschaffende Gerät:
Flach-wendender Pflug (z.B. Kverneland Ecomat)
Onlandpflug
 
Strip-Till-Gerät für Weit-Reihen-Systeme als Kombination von Mulch- und Direktsaat
Schlepperreifen mit Reifendruckregelanlage.
 
3.1.2.5 Teilprojekt Temporäre Direktsaat (tDS)
 
Seit 2006 wurden zur Erweiterung bodenfruchtbarkeitsmehrender mehrjähriger Bodenruhe mehrortig am Standort Wiesengut und in Leitbetrieben des Ökologischen Landbaus NRW, umfangreiche Feldversuche zur temporären Direktsaat (occasional direct seeding, Köpke) von Körnerleguminosen (Ackerbohnen) durchgeführt. Klimarelevante flächenbezogene Einsparungen bis zu 90 % waren bei Kraftstoff (CO2-Emissionen) sowie der Arbeitskraft möglich. Die Kornerträge waren trotz der extrem reduzierten Bodenbearbeitungsintensität wiederholt gleich oder höher als im System mit Pflugbearbeitung, gleichwohl an zwei Orten nicht erfolgreich (MASSUCATI, 2013; MASSUCATI & KÖPKE, 2011; MASSUCATI et al., 2011). Die sichere treffgenaue Ansprache geeigneter Standorte und Böden für den Einsatz extrem reduzierter Bodenbearbeitung mit 3-Scheiben-Sämaschinen steht noch aus.
 
Untersuchungen zu anderen Körnerleguminosen (Winter- und Sommerformen) unter anderem im Gemenge mit Getreide sind bei optimierter Anbautechnik vielversprechend und werden fortgeführt.
 
3.1.2.6 Teilprojekt Natürliche Phytotoxische Wirkstoffe (NPW)
 
Dauerhafte Direktsaat (No-till) ist auch im mainstream nur durch den Einsatz von soge­nannten Totalherbiziden wie Glyphosate oder Glufosinate möglich, Maßnahmen, die im Ökologischen Landbau ausgeschlossen sind. Die eigenen Strategien der Direktsaat basieren auf der Unterdrückung unerwünschter Begleitflora durch hinreichend hohe Ernterestmengen einer Getreidevorfrucht, deren physikalische Wirkungen der Mulchschicht-Masse als auch allelopathisch wirksamer Keimung verhindernder Substanzen, die aus dem Stroh ausge­waschen werden. Mit diesen Maßnahmen konnten insbesondere Problemunkräuter bei Ackerbohnen, wie Chenopodium album oder Kamillearten, im Vergleich zu üblichen Pflugbearbeitungssystemen markant unterdrückt werden (MASSUCATI & KÖPKE i. V.).
 
3.1.2.7 Teilprojekt Streifenanbau (STREIF)
 
Bodenruhe erfolgt im Ökologischen Landbau selten durch Verzicht auf Bodenbearbeitung, sondern klassisch durch überjährigen/mehrjährigen Feldfutterbau und besonders wirksam durch Untersaaten mit entsprechenden Auswirkungen betreffend Erhöhung der organischen Bodensubstanz, Erosionsschutz und hohe Vorfruchtwirkung. Neuere Verfahren des ‚cut and carry‘ (STUMM & KÖPKE, 2015) modifizieren schon früher entwickelte Verfahren des Streifenanbaus (SCHULZ-MARQUARDT et al., 1994), dessen Vorteile (kein Transport der Sprossmassen, geringerer Arbeitsaufwand, ertragsrelevante Erhöhung der Anzahl Randreihen und Grenzlinien, etc.) sie allerdings nicht nutzen können. Eine Anpassung des Streifenanbausystems – ursprünglich zu Sommerweizen entwickelt (SCHULZ-MARQUARDT et al., 1995a, b; WEBER et al. 1994, 1995) – könnte zu Kartoffeln und anderen Hackfrüchten/ Feldgemüse mit hohem Stickstoffbedarf vorteilhaft sein. Bei Verfügbarkeit geeigneten Gerätes wird dieses Verfahren mehrortig untersucht werden.
 

3.2 Grundwasserschutz

 
Geringere Wassernutzungseffizienz muss zumindest im temperierten Klima mit Leistungen für die Grundwasserspende abgewogen werden. Aus Vergleichsuntersuchungen organisch-mineralisch vollgedüngter versus nichtgedüngter Ackerkulturen kann geschlossen werden, dass eine geringere Wassernutzungseffizienz im ÖL wohl weniger eine direkte Funktion geringerer Nährstoffverfügbarkeit/-konzentration in der Bodenlösung, sondern einer verzögerten Bodenbedeckung und eines geringeren Blattflächenindex ist (Ehlers & Goss, 2003). Zur Erhöhung der Wassernutzungseffizienz müssen deshalb in der Phase der frühen Bestandesentwicklung unproduktive Wasserverluste durch Evaporation vermieden, der Wasserstrom stattdessen frühzeitig wachstumsfördernd als Transpirationsstrom in die Atmosphäre geleitet werden. Optimierte Standraumzumessung mit rascher Bodendeckung, unter anderem als Folge moderner Sätechnik mit engeren Reihenweiten und standort­gemäßer gleichmäßiger Ablagetiefe, kommt diesem Ziel entgegen. Als Folge geringerer Biomasseproduktion ist der Wasserentzug aus dem Boden im ÖL geringer als im mainstream, die Grundwasserspende entsprechend höher.
 
Ausnahmen können beim Anbau von Futterpflanzen mit hohem Wasserverbrauch wie zum Beispiel Kleegras und Luzerne entstehen, deren tiefreichendes Bioporen schaffendes Pfahlwurzelsystem andererseits in Trockenphasen Nachfrüchten den Zugang zu wasser­führenden Schichten des Unterbodens erleichtern kann (GAISER et al., 2012).
 

3.2.1 Teilprojekt Grundwasserqualität (WAS-Qu)

 
Im Systemansatz auf der symbiotischen N2-Fixierung basierend, ist der ÖL stickstofflimitiert und weniger austragsgefährdet als der mainstream mit höherer externer Stickstoffzufuhr in Form leicht löslicher mineralischer Stickstoffdünger. Die Stickstoffsalden – im mainstream mit etwa 80 kg N/Hektar und Jahr in Deutschland immer noch zu hoch – sind im ÖL entsprechend niedriger bzw. ausgeglichen. Im Vergleich zum mainstream findet sich weniger pflanzenaufnehmbarer Stickstoff in der Bodenlösung. Temporäre Stickstoffüberschüsse und vertikale Nitratverlagerung treten gleichwohl auf; ihnen wird mit der Schaffung von Senken durch kulturpflanzliche Stickstoffaufnahme begegnet (DI & CAMERON, 2002; ERIKSEN et al., 2004). Strategieelemente sind dabei nach umfänglich Stickstoff akkumulierenden/-freisetzenden Vorfrüchten: Der Anbau von Starkzehrern als Haupt- (FAßBENDER, 1998; BÖHM, 2007), Zwischen- (STENBERG et al., 1999; THORUP-KRISTENSEN et al., 2003; ASKEGAARD et al., 2005, 2011; DOLTRA & OLESEN, 2013; TOSTI et al., 2014) und Zweitfrüchte (KOTNIK & KÖPKE, 2000; KOTNIK, 2006), Gemengeanbau (HAUGGAARD-NIELSEN et al., 2003, 2008; SCHRÖDER & KÖPKE, 2010; GOLLNER et al., 2010) und Untersaaten (JUSTUS & KÖPKE 1995) mit Nichtleguminosen. Insbesondere für Kleegrasumbruch wurden diverse Strategien zur Vermeidung von Nitratverlusten entwickelt (HEß, 1989; BERNTSEN et al., 2006, BROZYNA et al., 2013). Der Zeitpunkt der Einarbeitung, die Verschiebung des Kleegrasumbruchs in den Spätherbst/Winter mit dem Effekt der Reduzierung von Mineralisation und Nitrifikation kann ebenso erfolgreich sein, wie auch reduzierte Bodenbearbeitung (HEß, 1989; FAßBENDER, 1998; KANKANEN et al., 1998; HAAS, 2000) (s. Kap. Fruchtfolge).
 
Über mehr als drei Jahrzehnte unabhängig durchgeführte mehrortige wöchentliche Probenahmen durch den Wasserförderer (Wahnbachtalsperrenverband, WTV) belegen die hohe Grundwasserqualität des im Siegbogen bei Hennef geförderten Rohwassers, Folge konsequenter Anwendung eigener und im Betrieb entwickelten Vermeidungsstrategien zur Verhinderung unerwünschter Nitrat-Einträge in den Grundwasserleiter (BERG, 2007, BERG et al., 1997a,b; 1999a,b,c; HAAS, 1997; HAAS & BERG, 1997; HAAS & KÖPKE, 2000; HAAS et al., 2000a; HAAS, 2002; HAAS et al., 2002; HAAS & KÖPKE, 2004; JUSTUS, 1996; JUSTUS & KÖPKE, 1990, 1991, 1995; KOTNIK, 2006). Inzwischen erfolgen deshalb nur noch monatliche Routine­untersuchungen.
 
Unabhängig von diesen Sachverhalten belegt eine erste Auswertung mehrjähriger Datensätze und die Simulation der Stoffflüsse mit dem Betriebsanalyseprogramm REPRO, sehr geringe vertikale Nitrat- Stickstoffflüsse in den Böden des Wiesengutes (HÜLSBERGEN & SCHMIDT, 2014). Gleichwohl ergibt sich infolge der hohen Bodenheterogenität weiterer Forschungs­bedarf.
 

3.2.2 Teilprojekt Grundwasserhygiene (WASHY)

 
In landwirtschaftlichen Ökobilanzen beschreibt die Gefährdung des Grundwassers einen Teil der Wirkungskategorie ‚Trinkwasserqualität‘. Die Beeinträchtigung der Oberflächengewässer umfasst im Wesentlichen die Eutrophierung aquatischer und mariner Ökosysteme; darüber hinaus die ökotoxische Belastung durch Pflanzenschutzmittel (GEIER, 2000). Chemisch-synthetische Biozide sind im ÖL verboten und deshalb für Vermeidungsstrategien nicht relevant; unabhängig davon, ob die verschiedenen Ansätze zur Selbstregulation und Resilienz, bspw. durch geplante Diversität in der Fruchtfolgegestaltung hinreichend wirksam sind. Verzicht und Verbot auf den Einsatz chemisch-synthetischer Biozide, halten den Grundwasserleiter und die Oberflächengewässer frei von diesen Schadstoffen.
 
Die Datenlage und überzeugende Dokumentation von vermiedenen Biozid-Einträgen und verminderter/nur geringer Nitrateinträge sind leicht vermittelbar. Im Gegensatz zu den inzwischen allgemein anerkannten erfolgreichen Strategien der Vermeidung von Nitratausträgen werden immer wieder Besorgnisse, betreffend die Wasserhygiene, durch möglichen mikrobiellen Eintrag in Grund- und Oberflächengewässer vorgebracht. System­immanent regeln Karenzzeiten die Ausbringung und Einarbeitung von organischen Düngern zu Gemüsekulturen. Die Unbedenklichkeit der Ausbringung selbst unbehandelter organischer Dünger wurde wiederholt nachgewiesen; Strategien zur Sicherstellung der hygienischen Qualität von Gemüse nach organischer Düngung wurden entwickelt (FISCHER-ARNDT & KÖPKE, 2007; KÖPKE et al., 2007; WIEßNER et al., 2009; FISCHER-ARNDT et al., 2010).
 
Immer wieder aufkommende Besorgnisse betreffend die Wasserhygiene, z. B. durch vermutete Einträge von Enterobakterien und andere dem Darmtrakt der Nutztiere entstammenden Mikroorganismen ins Rohwasser, muss mit Verweisen auf den bestehenden Kenntnisstand offensiver begegnet werden. Wiederholt vorgebrachte Bedenken einer Viehhaltung im Wassereinzugsgebiet begründet mit möglichen Einträgen von Pathogenen aus Ausscheidungen des Weideviehs bzw. aufgebrachter betriebseigener Dünger, wurde mit Simulation extremer Einsatzbedingungen und intensiven Untersuchungen begegnet. Es wurden dabei keinerlei Hinweise auf Gefährdungen der Produkt- und Grundwasserqualität durch beispielsweise Enterobakterien nachgewiesen (FISCHER-ARNDT & KÖPKE 2007; KÖPKE et al. 2007; RATTLER et al. 2005; WIEßNER 2007; WIEßNER et al. 2009).
 

3.2.3 Teilprojekt Wasserkooperation (WASKOP)

 
Zunehmend fördern größere Wasserversorgungsunternehmen die Umstellung der in den Wassereinzugsgebieten wirtschaftenden landwirtschaftlichen Betrieben. Seit nunmehr fast 40 Jahren garantiert die ökologische Bewirtschaftung des Wiesengutes die Förderung von Grundwasser in hoher Qualität durch den Wahnbachtalsperrenverband (WTV). Die dialogisch-reflexive Zusammenarbeit und Allianz mit dem WTV, auch mit dem Ziel der transparenten Dokumentation der gemeinsamen nunmehr 40jährigen Erfolge in die breite Öffentlichkeit, kann als Blaupause für andere Kooperationen von Landwirtschaft und Versorgern dienen.
 

3.2.4 Unkrautregulation (UNREG)

 
Zwischenfruchtanbau mit Frühjahrsumbruch ist auf den mittelschweren Böden des Wiesengutes problematisch. Zwischenfrucht mit Direktsaat/Mulchsaatsystemen und chemisch synthetischen Herbiziden stehen Wasserschutzzielen entgegen; angepasste Systeme ohne chemisch synthetische Herbizide sind zu entwickeln. Eigene Untersuchungen haben die potentielle Nutzung von natürlichen phytotoxisch wirksamen pflanzlichen Extrakten nachgewiesen (MASSUCATI et al., 2009; Diss. M. Giepen i.V.); angepasste Maßnahmen der Präzisionslandwirtschaft könnten dieserhalb in Zusammenarbeit mit dem Wahnbachtalsperrenverband und dem Arbeitskreis Landwirtschaft, Wasser und Boden im Rhein-Sieg-Kreis (ALWB) erarbeitet werden.
 
Steinfreie Areale sind für mechanische Regulierungsmaßnahmen gut geeignet. Hier sind Versuche und Demonstrationen zu ausgefeilten Verfahrenselementen möglich (Zusammen­arbeit mit Kooperationspartnern im Forschungsprojekt zur Optimierung der nicht-chemischen Unkrautregulierung beim Anbau von Sonderkulturen mit hoher Sensibilität gegen Unkräuter, am Beispiel: Arznei- und Gewürzpflanzen). Lückenindikationen und hohe Ansprüche der Abnehmer an die Rückstandsfreiheit bei diesen Kulturen machen diese Untersuchungen auch für konventionelle Betriebe interessant.
 
Höherer Kies- und Skelettanteil erschwert bisher die mechanische Regulation und macht Versuche und Demonstration unter suboptimalen Produktionsbedingungen möglich und nötig. Zahlreiche bislang erarbeitete Elemente einer effizienten Unkrautregulation wie Saatgutgröße (DORNBUSCH, 1998; DORNBUSCH et al., 1993a,b), Sprossmorphologie (EISELE, 1992, 1997; EISELE & KÖPKE, 1997a,b; DREWS, 2005; DREWS et al., 2002, 2009; KÖPKE & EISELE, 1997), Wurzelökologie (HAN et al., 2015a, b, c; KAUTZ et al., 2013; PERKONS et al., 2014), Standraumzumessung (DREWS et al., 2004), etc., sind in komplexe Verfahren der Unkrautregulation einzubeziehen (DREWS et al., 2004; HOAD et al., 2005; KÖPKE, 2000; VAN ELSEN et al., 2006). Der dazu vorhandene in großen Teilen selbst erarbeitete Kenntnisstand ist exzellent (LUKASHYK, 2005, 2008a, b; NEUHOFF et al., 2005a, b; SCHENKE & KÖPKE, 1994; STUMM & KÖPKE, 2008; ZALLER, 2004a, b, 2006). Als Modell-Acker-Kulturen werden Kartoffeln, Getreide, Ackerbohnen sowie Soja/Buschbohnen angesehen.
 
Neben einer hohen Dichte von Segetalfloraarten mit hohem Schadpotenzial, wie
 
Samenunkräuter: Ackersenf, Weißer Gänsefuß, Vogelmiere, Franzosenkraut, Rauhaarige Wicke, und
Wurzelunkräuter: Ackergänsedistel, Ackerkratzdistel, Ampferarten, Ackerminze, Ackerziest, Ackerschachtelhalm,
 
findet sich im Betrieb eine hohe Diversität seltener, schützenswerter Arten entsprechend der Bodenverhältnisse heterogen verteilt. Zur Unkrautregulation und Erhaltung der gefährdeten Wildkrautflora sind die Entwicklung und Demonstration von Verfahren der Teilflächen spezifischen Unkrautregulierung unverzichtbar. Sie setzen eine kleinräumige Kartierung und Erhebung der Segetalflora voraus (s. 3.3.1.1).
 
Bisher vorhandene und zu beschaffende Technik der Unkrautregulation
 
Für Kleinparzellenversuche:
 
Einböck Hackstriegel 1,5 m
Reinert-Abflammgerät 4 reihig (1,5 m)
Rau-Hacke Gänsefuß 1,5 m
 
Für Streifen- und Demonstrationsversuche:
 
Einböck Exakt-Hackstriegel mit hydraulischer Zinkendruckregulierung 12 m: (über HP II- Mittel mit Zweck: Demonstration von herbizidloser Unkrautregulation im Rahmen von Übungen zum gewässerschonenden Pflanzenbau. Im Versuchsjahr 2016 geplant: zwei Bachelor-Arbeiten zu optimierter Unkrautkontrolle)
 
 
 
 
Grimme Häufelgerät GH4 Öko
 
(über HP II-Mittel: Demonstration nicht-chemischer Unkrautkontrolle im Rahmen von Übungen; geplant 2016: Bachelor-Arbeiten zu optimierter Dammpflege (Unkrautkontrolle, Untersaaten, Knollenqualität)
 
Hatzenbichler-‚Original‘-Striegel 12 m
 
Rau-Hacke Gänsefuß 3,0 m
 
Eine Erweiterung der vorhandenen Anbau-Hackmaschinen hinsichtlich der Einsatzmög­lichkeiten in (Fingerhacke, Torsionshacke) und nahe an der Kulturpflanzenreihe (Winkel­messer, Hohlscheiben, Flachhäufler) ist gegenwärtig in Vorbereitung. Ein GPS-gesteuertes Spurführungssystem ist in der Beschaffung; es soll exakte Hackarbeit und teilflächen­spezifische Intensität der Regulierung ermöglichen.
 
Die Beschaffung eines Unkrautschneidegerätes CombCut
zum Einsatz gegen Ackersenf, Ackerkratzdistel, Spätverunkrautung in Kartoffeln etc. ist nach erfolgreicher Erprobung mit dem Ziel der Prüfung der Wirkung und der Einsatzmöglichkeiten im Frühjahr 2016 geplant.
 

3.3 Naturschutz, Biodiversität, Hege und Jagd

 
In den Richtlinien der Verbände des ÖLs sind Mindestanforderungen und Ziele für Schutz und Förderung von Flora, Fauna und Habitaten formuliert. Mit der Gestaltung des Standortes und der gezielten Förderung der natürlichen Lebensgrundlagen sollen gleichzeitig Systemstabilität und Resilienz, d.h. die Fähigkeit des Agrarökosystems zur Selbstregulation ermöglicht werden. Der biotische Ressourcenschutz ist im ÖL mit den primären Produktionszielen auf den landwirtschaftlichen Nutzflächen eng gekoppelt.
 
Im Vergleich zum mainstream haben Meta-Analysen über die verschiedenen Taxa hinweg eine höhere Biodiversität für den ÖL nachgewiesen (BENGTSSON et al., 2005; HOLE et al., 2005). Doch bilden diese Untersuchungen die Verhältnisse nur retrospektiv ab. In arrondierten Pionierbetrieben des Biologisch-Dynamischen Landbaus waren Strukturelemente wie bspw. Hecken, Säume und Feuchtbiotope typisch und wurden gezielt angelegt, eine Leistung, die heute bei Lage der Feldschläge in flurbereinigten Flächen einzelbetrieblich nur schwer realisierbar ist. Naturschutzleistungen wurden in den frühen Jahren des ÖLs und seiner Vorläufer noch systemimmanent erbracht (MEISEL, 1979; CALLAUCH, 1981; WOLFF-STRAUB, 1989; INGRISCH et al., 1989; PFIFFNER et al., 1993). Sie sind künftig bei vereinfachter Betriebsorganisation und simplifiziertem Anbau nicht sichergestellt.
 
Im Produktionsbiotop waren einst vielfeldrige Fruchtfolgen Basis hoher geplanter Diversität, womit per se eine hohe assoziierte Diversität verbunden war. In diesem Sachverhalt kann auch ein Schlüssel zur Erhaltung und Förderung von Brut- und Feldvögeln liegen (GIRARD et al., 2014), deren Rückgang im Mitteleuropa in den letzten drei Dekaden fast 50 % betrug. Im Zusammenhang mit einer vielfältig ausgebildeten Ackerwildkrautflora ökologisch bewirtschafteter Äcker wurde auch eine geringere Anfälligkeit der Nutzpflanzen gegenüber Pilzen und tierischen Schädlingen festgestellt (AMMER et al., 1988), ein Sachverhalt, der mit Blick auf ein besseres Verständnis und den Einsatz funktionaler Diversität künftig verstärkter Aufmerksamkeit bedarf.
 
Für die Artenvielfalt der Ackerwildflora trägt die Landbewirtschaftung besondere Verant­wortung. Bis in die 1990er Jahre wurden durch Vergleichsuntersuchungen stets höhere Artenzahlen für die Segetalflora als im mainstream festgestellt. Freilich ist dieser Sachverhalt auch dem Umstand einer wenig effizienten Unkrautregulation im ÖL geschuldet. Es muss – wie schon früher (FRIEBEN & KÖPKE, 1994) – vermutet werden, dass die noch vorhandene Vielfalt mit zunehmender Effizienz der Unkrautregulation durch Kombination verschiedenster Unkraut unterdrückender Maßnahmen wie Kalibration des Saatgutes, optimierte Saattechnik und Standraumzumessung, angepasste Sortenmorphologie und mechanische Unkraut­regulation mit hohem Wirkungsgrad künftig weiter eingeschränkt wird. Auch wird erwartet, dass die Diasporenbank neu umstellender Betriebe infolge langjähriger intensiver Herbi­zidanwendungen extrem verarmt ist. Zunehmender Ackerwildkrautbesatz ist in diesen Betrieben wohl vornehmlich bei Problemunkräutern zu erwarten (PFADENHAUER et al., 1998).
 
Als Folge geplanter Diversität durch vielgestaltige Fruchtfolgen und zyklische Nährstoffflüsse in einem weitgehend in sich geschlossenen Betriebsorganismus ist die Vielfalt der Segetalflora (Ackerwildkrautflora – assoziierte Diversität) auf dem Wiesengut selbst verglichen mit Vertragsnaturschutzflächen deutlich höher und von höherem Naturschutzwert (HNV‚‚High Nature Value Farmland Indicator‘). Mit der naturschutzfachlich zielgerichteten Gestaltung eines Habitatnetzwerkes landschaftsprägender Grenzlinien und Struktur­elemente, wie großdimensionierte ausblühende Feldränder und Raine, gesäumte Hecken und Feldgehölze etc., soll auch die Diversität der Agrarvögel (Rast- und Brutvögel) gefördert werden. Entgegen dem europaweit festzustellenden Trend des gravierenden Rückgangs der Feldvögel in der Kulturlandschaft (40 – 50 % Artenschwund in den letzten 30 Jahren) werden im Bereich des Wiesengutes etwa 80 Brutvogelarten bestimmt (SCHIDELKO & STIELS, 2010, 2016 i. V.); Tendenz steigend. Vom vielfältigen Habitat- und Nahrungsangebot profitieren die Wildtiere. Beispielsweise wurden in den letzten Jahren Frühjahrsbesätze des gefährdeten Feldhasen von ein bis zwei Individuen je Hektar festgestellt (Köpke 2014); bundesweit werden lediglich und rückläufig 0,15 Individuen je Hektar festgestellt.
 
Die naturschutzfachliche Optimierung, Erhaltung und Mehrung der Artenvielfalt soll langfristig auf zwei Ebenen im gesamtbetrieblichen Ansatz; durch Zielarten-spezifische, wo immer möglich, faktorielle Versuchsanstellungen durchgeführt werden
 

3.3.1 Inventarisierung der vorhandenen Arten

 
Seit 25 Jahren stellen großzügig dimensionierte Raine und Hecken mit Säumen, Feldgehölze und Schattenbaumgruppen, Alleen und Obstgehölze sowie eine vielfältige ackerbauliche Nutzung und extensive Grünlandbewirtschaftung Habitate mit potentiell hoher Artenvielfalt von Flora und Fauna.
 
3.3.1.1 Segetalflora
 
Seit nunmehr 25 Jahren durchgeführte eigene Untersuchungen belegen eine höhere Arten­vielfalt der Ackerwildflora als auch des Dauergrünlandes des Ökologischen Landbaus verglichen mit dem mainstream (FRIEBEN 1995a, b; 1996a, b; 1997a, b; 1998; FRIEBEN & KÖPKE 1994, 1996, 1998).
 
Auf gesamtbetrieblicher Ebene werden deshalb die verschiedenen Artengruppen, insbesondere der Segetalflora und der Arthropoden, umfassend inventarisiert und mit den Ergebnissen der frühen Umstellungsphase auf den Organischen Landbau vor dem Hinter­grund der Bewirtschaftungsmaßnahmen verglichen.
 
3.3.1.1.1 Teilprojekt Transekte Segetalflora (TRANSEG)
 
In/an den langfristig bestehenden Landschaftselementen (Feldgehölze, Raine, Säume, Stillgewässer) werden bei kleinräumiger Ausdehnung flächendeckende Erfassungen durch­geführt, in größeren Flächen fixierte Transekte angelegt.
 
Die Untersuchungen zur Ackerbegleitflora werden in Ackerflächen (schlagspezifisch in Getreide, Körnerleguminosen, Hackfrüchte) durchgeführt. Die Transekte in den Ackerflächen werden GPS-basiert vermessen und dauerhaft für überjährige Erfassungen eingerichtet.
 
3.3.1.1.2 Teilprojekt Dichte und Stetigkeit (DiStet)
 
In/an den langfristig bestehenden Landschaftselementen (Feldgehölze, Raine, Säume, Stillgewässer) werden bei kleinräumiger Ausdehnung flächendeckende Erfassungen durch­geführt, in den Ackerflächen fixierte Erhebungsflächen zur Erfassung von Dichte und Stetigkeit der Arten (Dauerbeobachtungsflächen) angelegt.
 
3.3.1.1.3 Teilprojekt Transekte Grünland (TRANS-GL)
 
Wie 3.3.1.1.1 in Grünland (Wiesen, Mähweiden) durchgeführt.
 
3.3.1.1.4 Teilprojekt Dichte und Stetigkeit (DiSt-GL)
 
Wie 3.3.1.1.2 in Grünland (Wiesen, Mähweiden) durchgeführt.
 
3.3.1.2 Epigäische Fauna (Arthropoden, Dauerbeobachtungsflächen)
 
3.3.1.2.1 Teilprojekt Arthropoden (ARTHRO)
 
Vier Dauerbeobachtungsflächen der Dimension 50 × 70 m, drei davon mit ceteris paribus- Zuordnung zur definierten Heckenstruktur A auf den Ackerschlägen 3, 4 und 6, dienen der überjährigen Erfassung der epigäischen Fauna insbesondere der Arthropoden mittels Barberfallen. Ziel ist es, in den betriebsüblich bewirtschafteten Ackerflächen die Arten und ihre räumlichen Abundanzen im Jahreslauf zu erfassen. Es werden jahreszeitlich ausgeprägte Gradienten zwischen Ackerrand und Feldinnenfläche vermutet.
 
Die Ergebnisse werden mit früheren Untersuchungsergebnissen der 1980er und 1990er Jahre verglichen und Änderungen der Artenzusammensetzung analysiert und bewertet (z.B. Indikator ‚Größe der Individuen‘ bei Carabiden, ‚stressed ecosystems‘, ODUM, 1999)
 
Mittel- und langfristig sollen Kausalzusammenhänge zwischen Nahrungshabitaten und auftretenden Arten, d.h. funktionale Biodiversität auch im Hinblick auf z. B. die Avifauna, beschrieben werden. Dazu wird ganzjährig die Segetalflora erfasst (Anzahl Arten, Abundanz und Deckungsgrad).
 
Die Auswertung von Sammlungsmaterial (Arthropodenfauna) erfolgt in den Laboren des INRES (Ökologie der Kulturlandschaft und Naturschutz, Dr. A. Hamm) bzw. der Lehr- und Forschungsstation Wiesengut ggfs. unter Einbeziehung der Expertise des Zoologischen Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK), Sektion Ornithologie und den Abteilungen Vertebrata und Arthropoda des ZFMK.
 
3.3.1.3 Avifauna (Revierkartierung)
 
Die Vögel der Agrarlandschaft zeigen in den letzten Jahrzehnten in Deutschland und Europa gravierende und anhaltende Bestandesrückgänge. Keine andere Tierartengruppe ist stärker betroffen. Es war bisher ein vorrangiges Primärziel im Projektgebiet, den Brutbestand der Agrarvögel, das heißt der wesentlich von landwirtschaftlich genutzten Flächen abhängigen Feldvögel, zu erfassen und zu fördern. Dieser Ansatz bezieht sich dabei nicht nur auf die Bodenbrüter, die direkt im Ackerland, Grünland und zeitweilig in Brachen nisten, sondern auch auf solche Arten, die in naturnahen Strukturelementen wie Hecken, Baumreihen, Feldholzinseln, Rainen und Säumen brüten und dort oder auf angrenzenden landwirt­schaftlichen Flächen ihr Nahrungshabitat haben.
 
3.3.1.3.1 Teilprojekt Arthropoden (ARTHRO)
 
Eine erste qualitative Erfassung der Avifauna des Wiesengutes erfolgte durch O. Denz im Jahre 1991 als klassische Verhörung und Sichtbeobachtung. Eine Folgeuntersuchung (Revierkartierung) im Jahre 2010, durchgeführt von K. Schidelko und D. Stiels, Mitarbeiter des Zoologischen Forschungsmuseums Alexander Koenig (ZFMK), Sektion Ornithologie, gab einen detaillierten Überblick über den Bestand ausgewählter Brutvogelarten nach den Kategorien ‚gefährdet‘, ‚lokal bedeutsam‘ und/oder ‚besonders charakteristisch‘. In einer von T. Quinkenstein erstellten Bachelorarbeit wurden während der Brutsaison 2014 Revier­kartierungen der Charakterarten Feldlerche und Goldammer, sowie aller Vogelarten der Roten Listen vorgenommen.
 
Mit Hilfe der Förderung durch die Stöckmann-Stiftung konnte in den Jahren 2014/2015 eine nach 2010 zweite umfassende Revierkartierung der Brutvögel vorgenommen werden (SCHIDELKO & STIELS, i. V.). Auf Basis des im März 2016 erwarteten Endberichtes werden Handlungsempfehlungen für weitere Untersuchungen und zur artspezifischen Förderung durch konsequente Habitatgestaltung resultieren. Potentielle Zielarten im Projektgebiet sind nach derzeitigem Stand vor allem Steinkauz, Feldlerche, Sumpfrohrsänger, Feldsperling und Goldammer.
 
Steinkauz
Der Steinkauz wurde 2015 erstmals seit langem wieder zur Brutzeit nachgewiesen.
Neue Nistkästen sollen auf dem Wiesengutgelände im Herbst 2016 installiert werden.
Eine alljährliche Revierkontrolle ist geplant, der Bruterfolg soll durch Kontrolle der Steinkauzröhren bestimmt werden.
 
Mit der Kartierung weiter siegabwärts gelegener Gebiete kann zudem überprüft werden, ob eine Verbindung zum geschlossenen Verbreitungsgebiet siegabwärts besteht. Entsprechende Absprache mit Eulenschützern, die die Kästen an der Siegmündung betreuen, werden getroffen. Geprüft wird, in Absprache mit den Kooperationspartnern, ob ggf. Nistangebote in bislang nicht beschickte Zwischenbereiche des Siegufers gehängt werden.
 
Feldlerche
Der Bestand ist im Bereich der Siegaue bei Hennef derzeit offensichtlich konstant bzw. gegenüber 2010 nur leicht rückläufig. Die Art steht im Bergischen Land vor dem Aussterben, nur wenige Paare sind weiter nordöstlich im Kreis und nahe Eitorf nachgewiesen.
Es wird vermutet, dass die Population auf und um das Wiesengutgelände recht isoliert ist und die lokale Population daher besonderen Schutz verdient; eine jährliche Brutbestands­erfassung ist angezeigt.
 
Entsprechend dem Naturschutzstandard (vgl. 3.3.2) soll der Bruterfolg durch Aussetzen mechanischer Unkrautregulierung, beispielsweise durch Striegelmaßnahmen, weniger gefährdet werden. Insbesondere sollen die 1. und 2. Brut beachtet werden, da mögliche lokale Effekte nicht bekannt sind.
 
Feldlercherchenfenster werden standardmäßig und in Harmonie mit den betrieblichen Maßnahmen in Winter und Sommergetreide eingerichtet; ihre Annahme durch die Vögel (und den Feldhasen) im Hinblick auf den Bewuchs mit aufschlagender Segetalflora untersucht, gegebenenfalls Pflegemaßnahmen abgeleitet.
 
Gegebenenfalls könnten Telemetriestudien durchgeführt werden, die allerdings – da recht teuer und aufwändig – einer besonderen Budgetierung bedürfen.
Grünland: Konzentration auf 8 Wochen Ruhezeit im Kleegras zwischen Mitte April bis Ende Juli (z. B. frühe erste Nutzung im Mai mit anschließender Ruhephase).
 
Sumpfrohrsänger
Der Bestand ist relativ konstant bzw. im Vergleich zu 2010 leicht rückläufig
Der Sumpfrohrsänger ist Zielart für das Siegufer im Bereich der bestockten Brachen und im Hochstaudengebüsch. Die Art wurde nur vereinzelt auf Äckern angetroffen, so z. B. im Jahr 2015 im Erbsengemenge auf Schlag 2.
Ein mindestens 2-3 jähriger Kartier-Rhythmus zur sicheren Erfassung ist angezeigt.
Die Bruten können im Rahmen von leicht durchzuführender Bachelorarbeiten auch an der Sieg erfasst werden.
 
Feldsperling
Die Feldsperlinge brüten in Nistkästen auf dem Hofgelände. Ein Monitoring ist durch Überprüfung der Nistkästen leicht möglich. Zusätzliche Nistkästen wurden angenommen.
Alljährlich wird die Nistkastenbelegung überprüft (Beginn einer Datenreihe); potentiell auch der Bruterfolg. Die Erfassung phänologischer Daten ist denkbar, aber aufwändiger, da Nistkästen quasi jedes Frühjahr in kurzen Abständen überprüft werden müssen. Eine Beringung der Jungvögel wäre dann sinnvoll.
 
Goldammer
Die Goldammer ist Zielart für Hecken und Waldränder.
Ein mindestens 2-3 jähriger Erfassungsrhythmus ist wünschenswert.
Die Art ist als Indikatorart bekannt, der Bestand recht groß und bietet sich daher für zukünftige Studien an.
 
Verknüpfungen mit den Arthropodenstudien (s. 3.3.1.2) werden im Hinblick auf verstärkte Einsichten in funktionelle Zusammenhänge (funktionelle Diversität) verfolgt. Mittelfristig angestrebt werden Erkenntnisse darüber, ob sich Beziehungen zwischen dem floristischen und faunistischen Inventar sowie der Avifauna feststellen lassen und mit daraus resultierender konsequenter Habitatgestaltung gezieltes Naturschutzmanagement optimiert werden kann.
 
3.3.1.4 Feldhase
 
Der Bestand des Feldhasen ist bundesweit gefährdet. Die Besätze sind – wie auch bei anderen Niederwildarten – rückläufig. Mit ein bis zwei Individuen je Hektar ist der Besatz auf dem Wiesengut vergleichsweise hoch. Die für diesen Sachverhalt ursächlichen Zusammenhänge sollen mittel- bis langfristig untersucht werden.
 
3.3.1.4.1 Teilprojekt Feldhase  (LepEu)
 
Das Monitoring erfolgt durch wiederholte Scheinwerfertaxation im Frühjahr und Herbst (2-4 Erfassungs­termine). Eine stetige Verbesserung/Optimierung der Habitate erfolgt nach gegebenem Kenntnisstand. Die engere Zusammenarbeit mit der Forschungsstelle für Jagdkunde und Wildschadenverhütung des Landes Nordrhein-Westfalen, Forsthaus Hardt, wird angestrebt.
 
 

3.3.2 Bestandsaufnahme und Bewertung

 
Die Funktionen, Güter und Dienstleistungen natürlicher und naturnaher Ökosysteme sollen in Anlehnung an die Kategorien von de GROOT et al. (2002) untersucht und bewertet werden. Die bisherigen Maßnahmen und Leistungen des Naturschutzes in den Kategorien Ackerland, Grünland und Landschaftselemente auf den Betriebsflächen des Wiesengutes werden – modifiziert-standortangepasst – gemäß dem von GOTTWALD & STEIN-BACHINGER (2015) vorgelegten Naturschutzstandard für ökologisch bewirtschaftete Betriebe erfasst und mit einem standardisierten Punktesystem bewertet und mit Referenzbetrieben verglichen (s. Anhang 1).
 

3.3.3 Optimierungsmaßnahmen

 
3.3.3.1 Teilprojekt Biodiversität (BIODIV)
 
Anhand einer 79 Module umfassenden Checkliste (Anhang 1) sollen Handlungsempfehlungen für Biodiversität erhaltende und fördernde Bewirtschaftung der Nutzflächen und zur Gestaltung und Optimierung der Strukturelemente abgeleitet, gelistet, beschrieben und vom Betrieb standortspezifisch umgesetzt werden; Handlungsempfehlungen für andere Standorte/Betriebe werden abgeleitet.
 
3.3.3.1.1 Entwicklung von optimierten Saumstreifensaatmischungen für ökologisch wirtschaftende Betriebe
 
3.3.3.1.1.1 Teilprojekt Blühstreifen (BLÜST)
 
In faktoriellen Feldversuchen werden unterschiedliche Mischungen von Bestäuber fördernden ein- bis zweijährigen Blütenpflanzen ausgesät und miteinander verglichen. Dabei werden neben der ökologischen Wertigkeit der einzelnen in der Mischung enthaltenen Arten die spezifischen pflanzenbaulichen Belange unter den Bedingungen des Ökologischen Landbaus berücksichtigt.
 
Anforderungen an die Mischungen:
-          Rasches Erreichen hoher Konkurrenzkraft gegenüber Unkräutern;
-          ein- bis max. zweijährig:
-          optimale Bestäuber- und Nutzarthropodenförderung durch gezielte Artenzusammen­setzung der Saatmischung;
-          ganzjähriges Blütenangebot;
-          kostengünstig.
 
Fragestellungen:
-          Welche Bestäuber werden durch welche Blütenangebote wann gefördert?
-          Welche Auswirkungen haben die Saumstreifen auf andere Organismengruppen (Vögel, Laufkäfer, Spinnen, etc.)?
-          Welche Wertigkeit haben die Saumstreifen im Verbund mit anderen Biodiversität fördernden Elementen (Reproduktions- oder Überwinterungshabitate) für einzelne Arten bzw. Organismengruppen?
 
3.3.3.2 Anbau ausblühender Pfahlwurzler im Vorgewende
 
3.3.3.2.1 Teilprojekt Vorgewende (VorGw)
 
Pfahlwurzelsysteme können das Gefüge verdichteter Vorgewende potentiell günstig beeinflussen (DREESMANN, 1993; DREESMANN & KÖPKE, 1990; GAISER et al., 2012; KAUTZ et al., 2010). Methoden der in situ- Untersuchung von Bioporen wurden originär entwickelt und kamen zur Untersuchung des so veränderten Bodengefüges wiederholt zur Anwendung (KAUTZ & KÖPKE, 2010, ATHMANN et al., 2013a, b, KÖPKE et al., 2015). Überjährig angebaute ausblühende Pfahlwurzler wie beispielsweise Luzerne oder Wegwarte, können gleichzeitig Insekten, Kleinsäuger und Wildtiere fördern (KÖPKE & WIGGERING, 2013). Vegetationsbegleitend werden zunächst Käscherfänge durchgeführt werden, um die Maßnahme eines Netzwerkes von entsprechend begrünten Vorgewenden im Rahmen des ‚greening‘ erstbewerten zu können.
 

3.3.3.3 Förderung der Vorkommen des Dunklen und Hellen Wiesenknopf-Ameisenbläulings (Maculinea nausithous und Maculinea teleius)

 
3.3.3.3.1 Teilprojekt Bläulinge (BläuL)
 
Diese langjährig angelegten Untersuchungen und Maßnahmen erfolgen auf Anregung und in enger Kooperation mit der Biologischen Station Rhein- Sieg- Kreis. Beide Bläulingsarten sind in der FFH-Richtlinie gelistet und streng geschützt. Die Mitgliedsstaaten sind gehalten, für das Natura-2000-Netzwerk Habitate für diese Arten auszuweisen, und seinen Fortbestand oder gegebenenfalls die Wiederherstellung eines günstigen Erhaltungszustandes zu gewährleisten.
 
In der aktuellen Roten Liste Nordrhein-Westfalen gilt der Dunkle Wiesenknopf-Ameisenbläuling als „stark gefährdete Art“, der Helle Wiesenknopf-Ameisenbläuling als „vom Aussterben bedroht“. Die Vorkommen beider Arten werden regelmäßig auf dem Deich festgestellt und müssen potentiell für das Vordeichgelände (Naturschutzgebiet, FFH- Gebiet) vermutet werden.
 
Unsererseits bestehen gleichwohl Zweifel dahingehend, ob die für die Entwicklung der Ameisenbläulinge essentialen Knotenameisenarten, im Deich- und Vordeichgelände (FFH-Gebiet) aufgrund der derzeitigen Habitatstruktur hinreichend umfänglich auftreten, und darüber hinaus potenziell durch temporäre Überflutungen des Geländes gefährdet sind. Dann limitieren das Vorhandensein bzw. die Anzahl der im Habitat vorhandenen Ameisen­nester die Anzahl der Falter. Überflutungsereignisse würden zudem zum Absterben der in die Ameisennester eingetragenen Schmetterlingslarven und damit zu einer Schwächung der Population führen.
 
Maßnahmen:
Deichnahe (hochwasserferne) Einsaat regionalen Saatgutes bzw. Pflanzung des im Deich­bereich in geringer Dichte aber relativ homogen verteilt auftretenden Großen Wiesen­knopfes (Sanguisorba officinalis) in das im Jahre 2014 auf Dauer angelegte Grünland (Wandlung von Acker- in Grünlandfläche, Schlag 7). Die Etablierung der Einsaaten / Pflanzungen erfolgte 2015 im replikationsbasierten Versuchsdesign. Mahdzeitpunkte in den Folgejahren: Mai und Ende September.
 
Längerfristig: Mögliche Etablierung von Vorkommen des Großen Wiesenknopfes auf hochwasserfernen Flächen entlang des Deichfußes und / oder in der Nähe des geplanten Stillgewässers. (Dort: Kopfweiden als Rückzugsort für Ameisen bei Hochwasserereignissen).
 
Ziel:
Exemplarische, nachhaltige Etablierung des Großen Wiesenknopfes in höherer Dichte als Futterpflanze des Dunklen Wiesenknopf-Ameisenbläulings (Maculinea nausithous). Beobachtung der Besiedlung durch Ameisen und Bläulinge.
 
Fragestellungen:
  • Lässt sich der Große Wiesenknopf dauerhaft im Grünland etablieren?
  • Kommt es im Grünland zu einer ausreichend dichten Besiedlung durch Wirtsameisen­arten?
  • Wann und in welcher Dichte besiedelt Maculinea nausithous die neu angelegten Lebens­räume?
  • Welche anderen Organismen profitieren von den Versuchsanlagen mit Mai / Septembermahd ?
  • Wie entwickelt sich die Grünlandnarbe?
  • Wie hoch ist der Ertrag und der Futterwert des Aufwuchses?
  • Sind die Ergebnisse auf andere Standorte übertragbar?
 

3.4 Landschaftsgestaltung

 
Alle unter 3.3 genannten Maßnahmen sind per se Landschaft gestaltend und zum Teil ursächlich für die Leistungen des angewandten Naturschutzes und eine erfolgreiche Hege.
Die Siegaue bei Hennef ist Naherholungsgebiet für die Bevölkerung. Acht- bis zehn- monatige Weideführung der Mutterkuhherde des Wiesengutes in den durch Schattenbauminseln gestalteten Vordeichflächen. Weidevieh erhöht den ästhetischen Wert der Landschaft. Tiergerechte Haltung wird in den harmonisch in das Landschaftsbild eingefügten Stallgebäuden in Holzbauweise der interessierten Öffentlichkeit dokumentiert (HAAS et al., 2002; SUNDRUM, 1996, 1997; SUNDRUM et al., 1997). Weitere markante landschafts­gestaltende Maßnahmen wurden sogleich bei Umstellung des Betriebes auf den Ökologischen Landbau unter anderem durch Pflanzung von insgesamt 800 m doppelreihige Hecken mit vierfacher Wiederholung dreier verschiedener autochthoner Arten- und Pflanzenmuster vorgenommen. Die Ummantelung der Wasserschutzzone I, Fassungszone, mit fünf-reihigen Hecken wurde fachlich begleitet und angeleitet.
 

3.4.1 Teilprojekt Stillgewässer (STILL)

 
Die für den Antragszeitraum geplante Anlage eines flachen Stillgewässers im Vordeich­gelände auf Schlag 7 (nach langjähriger Ackernutzung 2013 in Dauergrünland gewandelt) mit entsprechender Habitatgestaltung konfligiert mit der derzeitig gültigen Schutzgebietsverordnung vom 25. 5. 2008 und soll mit Einbezug der Biologischen Station und der Unteren Landschaftsbehörde erörtert werden. Begleitende Untersuchungen zur Besiedlung durch RL-Arten sind in Zusammenarbeit mit der Biologischen Station Rhein- Sieg- Kreis angedacht.
 

3.5 Gesamtbetriebliche Bewertung –Betriebsanalyse – LCA, REPRO

 

3.5.1 Teilprojekt Ökobilanzierung (LCA)

 
Im Institut für Organischen Landbau wurde das originär für die industrielle Fertigung entwickelte Verfahren des Life Cycle Assessment (LCA, Ökobilanzierung) in mehreren Arbeiten auf die Landwirtschaft übertragen und modifiziert angewendet. Im Vergleich zum mainstream wurden deutliche Vorteile des Ökologischen Landbaus in verschiedensten Umweltwirkungsbereichen festgestellt (HAAS et al. GEIER, 1995, 1997; GEIER & KÖPKE, 1998; GEIER et al., 1998; WETTERICH & HAAS, 2000; LYNCH et al. 2011; TUOMISTO et al., 2012).
 
Gleichwohl sind Zieldefinition und gewählter Untersuchungsrahmen der LCA bei Anerkennung des individuellen Charakters der landwirtschaftlichen Betriebe, Landschafts­ausschnitte oder Regionen stets spezifisch; Wirkungsbereich übergreifende integrierende Gesamtbeurteilungen sind ausgeschlossen. Das schränkt die Übertragbarkeit von Untersuchungsergebnissen ein, sodass die Methode der Ökobilanzierung wiederholt auf den gleichen Untersuchungsrahmen angewandt wird, vor allem als eine Stärken- /Schwächenanalyse und als Beschreibung der Evolution innerhalb des einmal gewählten Untersuchungsrahmens eingesetzt werden sollte. Die Ökobilanzierung ist deshalb zur Selbstcharakterisierung der Entwicklung landwirtschaftlicher Betriebe und des möglichen Fortschritts bei Ressourcennutzung, Ressourcenschutz und Ökologischer Leistung erste Wahl (GUGGENBERGER et al., 2015; HERNDL et al., 2013). Von Wetterich und Haas (1999) wurde dazu ein vglw. wenig aufwendiges Verfahren vorgestellt.
 
Eine umfassende LCA ist aufgrund vorhandener Datensätze für das Wiesengut retrospektiv durchführbar und soll über die Jahre fortgeschrieben werden um ein Stärke-/Schwäche-Profil zu erstellen und die betriebliche Entwicklung in den verschiedensten Wirkungsbereichen darzustellen (KÖPKE, 2016).
 

3.5.2 Teilprojekt REPRO (REPRO)

 
Mit dem Betriebsanalyse- und Bewertungsprogramm REPRO legte Hülsbergen (2003) ein umfassendes rechnergestütztes Bilanzierungsmodell zur betrieblichen Bewertung der Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Systeme vor. REPRO wurde schon in den 1980er Jahren ursprünglich zur einzelbetrieblichen Humusbilanzierung entwickelt. Mit seiner Weiter­entwicklung wurde die Anwendung auf thematische Schwerpunkte wie die Bilanzierung von Stickstoff- (KüÜSTERMANN et al., 2010) und Kohlenstoffkreislauf sowie Treibhausgasen ausgedehnt (KÜSTERMANN et al., 2008; HÜLSBERGEN & RAHMANN, 2013). Grundsätzlich kann REPRO universell erweitert werden, d.h. auch biotische Ressourcen können in das Bewertungskonzept einbezogen werden. Der Nachteil von REPRO besteht darin, dass die universelle Anwendung und ein breiter Einsatz noch eingeschränkt sind.
 
Erste REPRO- Auswertungen des Wiesengutes liegen vor. Nährstoff- und Energiefluss- analysen sowie die Leistungen im Bereich Naturschutz und Landschaftsökologie bestätigen für das Wiesengut ein erfolgreiches Organisationsprinzip des landwirtschaftlichen Gemischtbetriebes, das den verschiedenen Oberzielen umweltverträglicher und standortgerechter Landwirtschaft entsprechen kann (HÜLSBERGEN, 1997; HÜLSBERGEN & SCHMIDT, 2014; BERG et al., i. V.; KÖPKE et al., i.V.).
 

3.6 Ausbildung, Diskurs und Dialog

 
Neben dem gesamtbetrieblichen Monitoring im Zeitverlauf, stellt der Betrieb Wiesengut mit seinen strukturierten Betriebsflächen einzigartige Standorte für Forschung, Lehre, Ausbildung und Öffentlichkeitsarbeit im Bereich Naturschutz, Landschaftsökologie, Agrar- und Produktionsökologie. Die Einbindung der wissenschaftlichen Arbeiten im BION- Verbund wird angestrebt.
 

3.6.1 Lehre, Praxis, Öffentlichkeitsarbeit

 
Der Betrieb im dichtbesiedelten Nordrhein-Westfalen ist beispielgebend dafür, wie landwirtschaftliche Primärproduktion verschiedenste Zielkonflikte, resultierend aus unterschiedlichsten Ansprüchen an die Kulturlandschaft, auch im urbanen Umfeld (Naherholung) vereinbaren kann. Vielfältige Demonstrations- und Diskussionsobjekte, vom produktionstechnischen Detail bis zum landwirtschaftlichen Betrieb in ökologischen und ökonomischen Spannungsfeldern, sind nutzbar. Die verkehrstechnische – auch für internationale Besucher – ideale Lage, die Nähe zur UN- Stadt Bonn und zum Ballungsgebiet Köln-Bonn ermöglichen und kurzgeschlossenen Dialog mit dem interessierten Fachpublikum und Information der breiten Öffentlichkeit. Das breite Fachwissen der Mitarbeitenden ist dabei Gewähr für eine effiziente Öffentlichkeitsarbeit. Die Auszubildenden, Praktikanten und Lehrlinge, werden darin ebenso einbezogen, wie in die laufenden Forschungsarbeiten. Dies gilt auch für die schulische Ausbildung. Die Schuldichte in der Region ist hoch. Das Wiesengut ist im weit verbreiteten Diercke-Westermann-Weltatlas porträtiert und sowohl deutsch- als auch englischsprachig präsent.
 
3.6.1.1 Teilprojekt Ausbildung - Abschlussarbeiten (MscBsc)
 
Folgende begleitende Bachelor- und Masterarbeiten werden im Rahmen (des BION-Verbundes) / des Studienganges „Naturschutz und Landschaftsökologie“ derzeit (03 2016) angeboten und mit einem Spektrum der prioritär zu verfolgenden Themenbereiche wie folgt beschrieben:
 
Potentielle/reale Biotopgestaltung zur Erhaltung und Ermöglichung der Wiederansiedlung von Populationen (z. B. Rebhuhn, Wildtier des Jahres 2016; GOTTSCHALK & BEEKE, 2014).
 
Erarbeitung von Habitatmerkmalen für Indikatorvogelarten, Identifikation von Schwellen- und Optimalwerten für quantitative (Feldfrüchte und erforderliche Flächenanteile der Kleinstrukturen) und qualitative Lebensraummerkmale (z.B. Vegetationsstrukturen im Verlaufe der Brutzeit).
 
Vermeidungsstrategien für Gefährdungen bei Bodenbrütern – Erfolgsanalyse.
 
Entwicklung und Integration von Biodiversität fördernden Maßnahmen in den landwirt­schaftlichen Nutzungssystemen.
 
Erfassung der Segetalflora und Artenvielfalt im Grünland.
 
Erprobung der Wirksamkeit von Biodiversität fördernden Maßnahmen in Kooperation mit den Landnutzern/Bewirtschaftenden inklusive ökonomischer Analysen der Maßnahmen unter anderem als Beitrag zum effektiven ‚greening‘.
 
Prognose des Auftretens der Feldvogelarten (Bruthabitate) in spezifischen Struktur­elementen. (Der Betrieb verfügt über zwei dafür nutzbare doppelreihige Heckenzüge von je 342 m Länge mit drei Varianten unterschiedlicher Artenzusammensetzung in insgesamt vier Wiederholungen).
 
Naturschutzfachliche Bedeutung von Blühstreifen
 
Wildschutzmischungen: Analyse der Effektivität und Optimierungsmöglichkeiten
 
Weitere/ ähnliche Arbeiten ergeben sich konsekutiv im weiteren Antragszeitraum.
 
 
Anhang 1: Module des Naturschutzstandards (GOTTWALD & STEIN-BACHINGER 2015)
 
Module: Ackerland
 
Modul
KEM
Modulname
Punkte
Anzahl für 10 Punkte
A 1.1
 
Nicht Striegeln im Vor- und Nachauflauf
0,2
50ha
A1.2
 
Nicht Striegeln im Nachauflauf
0,1
100ha
A2.1
 
Stoppelbearbeitung nach dem 15.8
0,2
50ha
A2.2
 
Stoppelbearbeitung nach dem 10.9
0,5
20ha
A2.3
 
Überwinternde Stoppelbrache
1
10ha
A3
 
Eingeschränktes Pflügen
0,5
20ha
A4.1
x
Drilllücken
1
10ha
A4.2
(x)
Geringe Kulturdichte
5-10
1-2ha
A5.1
x
Schutzacker für Ackerwildkräuter
5
2ha
A5.2
x
Ackerwildkrautschutz auf Sonderstandorten
3-5
2-3 Standorte
A6
x
Etablierung und Vermehrung besonders gefährdeter Ackerwildkräuter
5
2 Standorte
A7
 
Kleegras Basis
0,1
100ha
A8
 
8 Wochen Ruhephase während der Brutzeit im Kleegras
3
3ha
A9
 
Hochschnitt im Kleegras
0,5
20ha
A10.1
x
Stehenlassen von Teilflächen im Kleegras
5
2ha
A10.2
x
Ungemähte Kleegrasstreifen an Schlagrändern
1
10x100m
A10.3
x
Überjährig ungemähte Streifen im Kleegras
10
1ha
A11
 
Mosaiknutzung im Kleegras
0,3
30ha
A12.1
 
Einjährige Blühmischungen
2
5ha
A12.2
x
Buntbrachen und Blühstreifen
10
1ha
A13
 
Ein- bis mehrjährige Ackerstilllegungen
5
2ha
A14
 
Anbau alter Nutzpflanzenarten und Extensivsorten
0,5
20ha
A15.1
 
Geringer Anteil von Mais
0,1
100ha
A15.2
 
Vielfältige Fruchtfolge I
0,2
50ha
A15.3
 
Vielfältige Fruchtfolge II
0,3
30ha
A16
 
Kleinteilige Anbaustruktur
0,1-0,3
30-100ha
A20
(x)
Individuelle Leistungen im Ackerland
 
 
 
 
 
Module Grünland
 
Modul
KEM
Modulname
Punkte
Anzahl für 10 Punkte
G1
 
Grünland Basis
0,1
100ha
G2.1
 
Extensive Weide im trockenen Grünland
5
2ha
G2.2
 
Extensive Weide im Küstengrünland der Ostsee
3
3ha
G3.1
 
Kein Walzen/Schleppen 10.4 bis 31.7
0,2
50ha
G3.2
 
Kein Walzen/Schleppen 15.3 bis 31.7
0,3
30ha
G3.3
 
Verzicht auf Walzen und Schleppen
0,4
25ha
G4.1
 
Keine Düngung
0,5
20ha
G4.2
 
Keine Düngung außer P, K
0,3
30ha
G5.1
 
Ruhezeit 8-10Wochen April bis Anfang Juni
2-3
3-5ha
G5.2
 
Ruhezeit 8-10Wochen nach der ersten Nutzung
2-3
3-5ha
G5.3
x
Spätnutzung ab 15.7
5
2,5ha
G6.1
x
Stehenlassen von Teilflächen
10
1ha
G6.2
x
Teilflächen ohne Nutzung bis 15.7
10
1ha
G7
x
Überjährige Streifen
2
5x100m
G8
 
Mosaiknutzung im Grünland
0,3
30ha
G9
 
Heunutzung
0,5
20ha
G10.1
 
Hochschnitt großflächig
0,5
20ha
G10.2
x
Hochschnitt kleinflächig
5
2 Standorte
G11
 
Verzicht auf Mähaufbereiter
0,1
100ha
G12
 
Umwandlung Ackerland in Grünland
2
5ha
G20
(x)
Individuelle Leistungen im Grünland
 
 
 
 
Module Landschaftselemente
 
Modul
KEM
Modulname
Punkte
Anzahl für 10 Punkte
L1
 
Fläche der Landschaftselemente
10
1ha
L2.1
 
Feldgehölze u. Baumhecken
10
1ha
L2.2
(x)
Hecken u. Gebüsche
10-25
1-0,4ha
L3.1
 
Alt- und Totbäume
2-5
2-5
L3.2
 
Obstbäume, Streuobst
0,5
20
L3.3
 
Kopfweiden
0,5
20
L4.1
x
Kleine Offenflächen von 100m2 bis 0,5ha
5
2 Standorte
L4.2
x
Offenflächen > 0,5ha
10
1ha
L5
 
Kleingewässer
5
2
L6.1
x
Amphibienstreifen im Grünland und Kleegras
10
1ha
L6.2
x
Amphibienstreifen im Acker
20
0,5ha
L7.1
 
Blänken im Grünland
5
2ha
L7.2
 
Periodische Vernässungen im Acker
10
1ha
L8.1
x
Säume auf mageren Standorten
20
0,5ha
L8.2
x
Säume auf besseren Standorten
20
0,5ha
L8.3
x
Säume auf Grabenrändern
1
10x100m
L9
x
Schutzstreifen im Umfeld von Gewässern und Mooren
5
2ha
L10
 
Lesesteinhaufen u. Steinwälle
1
10
L11.1
 
Nisthilfen für Großvögel und Quartiere für Fledermäuse
5
2
L11.2
 
Nisthilfen für Kleinvögel und Insekten
1-5
2-10
L12
 
Vogelhabitate in Ställen und Scheunen
5
2
L20
(x)
Individuelle Leistungen
 
 
 
Legende:
 
Anzahl für 10Punkte: Der Wert gibt an, wie viel Fläche (ha) oder andere Einheiten gewertet werden müssen, um 10Punkte zu erreichen (z.T. gerundet)
 
KEM=kleinflächig effektive Maßnahmen             mit diesen Maßnahmen müssen auf einem Betrieb pro 100ha mindestens 20Punkte erreicht werden. (x)=teilweise
 
 
 
 
Anhang 2: Funktionen, Güter und Dienstleistungen natürlicher und naturnaher Ökosysteme (de GROOT et al. 2002)
 
 
 
 
 
 
 
Literatur
 
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