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03.09.2021

Vorteile und Zielkonflikte von biologischem und konventionellem Ackerbau

(agroscope.ch) - Eine Langzeitstudie von Agroscope hat zum ersten Mal die ökologischen, agronomischen und ökonomischen Stärken und Schwächen von vier verschiedenen Anbausystemen experimentell untersucht. Der Biolandbau steht bezüglich Umweltleistungen an der Spitze. Beim Ertrag hinkt er der konventionellen Landwirtschaft aber nach wie vor hinterher.

Bio-Lebensmittel sind in der Schweiz im Schnitt rund 50 Prozent teurer als herkömmlich produzierte Lebensmittel. Die konkreten Vorteile von Bio-Produkten für die Umwelt liessen sich aber bisher nicht genau quantifizieren. Nun liefert ein Forschungsteam, geleitet von Agroscope, erstmals Zahlen dazu. In einem über zehnjährigen Langzeitversuch haben sie systematisch ermittelt, wie sich vier verschiedene Ackerbausysteme (konventionell gepflügt bis Bio mit reduziertem Pflugeinsatz, siehe unten) auf Umweltverträglichkeit, Produktivität und Ökonomie auswirken. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift «Science Advances» veröffentlicht.

Grosse Unterschiede gemessen

Gemäss der Studie begünstigen biologische und bodenschonende Anbaumethoden jene Umweltaspekte, die für die Landwirtschaft wichtig sind – z.B. Biodiversität, Boden, Wasser und Luft. Biologisch bewirtschaftete Ackerbausysteme sind durchschnittlich doppelt so gut für die Umwelt als die konventionelle Landwirtschaft mit Pflug. «Wenn man alle Umweltauswirkungen betrachtet, liegt Bio deutlich vorne», sagt Studienleiter Marcel van der Heijden von Agroscope. Am markantesten sind die Unterschiede bei der Biodiversität. Ein Feld, das nach Biorichtlinien bewirtschaftet wird, weist eine 230 Prozent höhere oberirdische Pflanzenartenvielfalt aus als ein herkömmlich bearbeitetes Feld. «Auch für das Bodenleben sind die biologische und die pfluglose Bewirtschaftung vorteilhafter. So fanden wir 90 Prozent mehr Regenwürmer in Bioparzellen und sogar 150 Prozent mehr in Parzellen ohne Pflugeinsatz», erklärt van der Heijden.

Weniger Erosion im Biolandbau
Die oben erwähnten Unterschiede bestehen in allen Ackerkulturen – vor allem wegen des Einsatzes von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln und Kunstdüngern. Wie die Resultate zeigen, schlagen sich diese auch in der Ökotoxizität nieder.
Im Biolandbau, der keine chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel verwendet, ist sie 81 Prozent tiefer. Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Einsatz des Pflugs. «Wenn man den Boden aufreisst, setzt man ihn der Erosion durch Wind und Wasser aus», sagt Raphael Wittwer, Erstautor der Studie. Gegenüber konventionell gepflügten Böden schneiden der reduzierte Pflugeinsatz und die beiden Bioanbautypen mit 46 bis 93 Prozent weniger Erosion besser ab.

Ertrag ist die Achillesferse von biologischen Anbausystemen

Der langjährige Versuch bestätigt, dass der Biolandbau (gepflügt und ungepflügt) weniger ertragreich ist. So lagen die Erträge durchschnittlich 22 Prozent tiefer als bei konventionellen Produktionsmethoden mit Pflug. Das liegt unter anderem auch am Verbot von Kunstdünger und chemisch-synthetischen Pestiziden. «Hier hat der Biolandbau noch grosses Verbesserungspotenzial», sagt Wittwer. Dieses reicht von der Pflanzenzüchtung von resistenten Sorten, über einen verbesserten biologischen Pflanzenschutz bis hin zur räumlich spezifischen Düngung.

Die Studie zeigt: Alle vier untersuchten Anbausysteme haben Vor- und Nachteile. Jedoch sind die Biobewirtschaftung und die bodenschonende Direktsaatmethode aus systemischer Sicht ausgeglichener bezüglich Ertrag und Umweltwirkungen. Letztendlich hängt die Bewertung davon ab, wie man die unterschiedlichen Ökosystemdienstleitungen gewichtet und welche Ziele erreicht werden sollen. Diese Studie zeigt mögliche Stossrichtungen auf.

***
Einzigartige Langzeitstudie
Der Versuch fand auf einem rund ein Hektar grossen Feld ausserhalb von Zürich statt. Das Feld ist in 128 kleine Parzellen (Plots) aufgeteilt, auf denen jeweils eine bestimmte Anbaumethode getestet wird. Dazu gehören die konventionelle Landwirtschaft mit Pflug, die konventionelle Landwirtschaft ohne Pflug (Direktsaat), der Biolandbau mit Pflug und Bio mit reduzierter Bodenbearbeitung. Die Fruchtfolge war: Winterweizen, Körnermais, Ackerbohnen, Winterweizen, Gras-Klee (Kunstwiese) und nochmals Gras-Klee (Jahr 6). Der Versuch läuft seit zwölf Jahren und wird mindestens noch weitere sechs Jahre fortgeführt. «Versuche über eine so lange Zeitspanne sind weltweit sehr selten und eine grosse Stärke von Agroscope, da wir das ganze System erforschen», sagt van der Heijden. Weitere Studien auf Betriebsebene und auf weiteren Standorten sollen die vorliegenden Ergebnisse ergänzen.

Studie

Wittwer R. et al. (2021). Organic and conservation agriculture promote ecosystem multifunctionality. Science Advances.