Towards a better understanding of organic arable farming systems

• Research unit: ART
• Project number: 08.32.03.01
• Brief title: Weiterentwicklung Bioackerbau

Key words (English)

organic production, crop yield, plant-soil feedback, soil diversity, mycorrhizal fungi

Short description (German)

Ein gesundes Bodenökosystem und eine gute Bodenqualität sind äusserst wichtig für einen erfolgreichen Bioackerbau. Jedoch gibt es noch kein gutes Verständnis darüber, welche Bodeneigenschaften dabei am wichtigsten sind. Hat ein gesunder, ertragreicher Boden eine grosse biologische Diversität, viele Mykorrhizapilze, oder ist eine gute Bodenstruktur wichtiger? Welche Massnahmen müssen Biobauern anwenden, um die Bodenqualität zu verbessern und gleichzeitig Nützlinge zu stimulieren und Schädlinge zu schwächen? Im vorliegenden Projekt versuchen wir, auf diese Fragen eine Antwort zu finden. Wir werden einerseits nach kausalen Zusammenhängen zwischen der Bodenqualität und den landwirtschaftlichen und ökologischen Leistungen suchen (Abbildung 1). Anderseits werden wir erforschen, wie Biobauern ein gesundes Bodenökosystem erstellen können (Fruchtfolge, Bodenbearbeitung, Düngung). Ausserdem werden wir in diesem Projekt Bio-Indikatoren entwickeln, mit deren Hilfe die landwirtschaftlichen und ökologischen Leistungen der Biobetriebe vorhersagt werden können.

Project aims (German)

1. Biobetriebe mit einem gesunden Bodenökosystem und einer guten Bodenqualität sind identifiziert.

2. Organismen und Bodeneigenschaften, welche für einen leistungsfähigen und umweltfreundlichen Bioackerbau wichtig sind, sind identifiziert.

3. Mit Hilfe der erstellten Bodenindikatoren können Landwirte und Berater erklären, warum bestimmte Biobetriebe öfters von Schädlingen und Unkraut befallen werden als andere. Ausserdem können Landwirte und Berater Verbesserungsvorschläge ableiten, um das Bodenökosystem gezielt zu stärken und Schädlinge zu bekämpfen.

4. Es ist bekannt, unter welchen Bodenbedingungen Mykorrhizapilze für die Wachstumsförderung bei bestimmten Ackerkulturen (zum Beispiel Lauch) kommerziell genutzt werden können.

Kundennutzen: Dank einem verbesserten Systemverständnis können gezielt Massnahmen zur Sicherung und Erhöhung der Erträge ergriffen werden.

Knowlegde improvements / Publications (German)

Jossi, W, Schweizer, C & Keller S (in review) Schnellkäferarten und biologische Bekämpfung der Drahtwürmer. Agrarforschung.

Jossi, W, Zihlmann, U, Dubois, D & Pfiffner L (2007) DOK-Versuch: Anbausystemeffekte auf die Regenwürmer. Agrarforschung 14: 66-71.

van der Heijden, M.G.A., Bakker R., Verwaal J., Scheublin T.R., Rutten M., van Logtestijn R., & Staehelin C., (2006) Symbiotic bacteria as a determinant of plant community structure and plant productivity in dune grassland. FEMS Microbiology Ecology 56: 178-187.

van der Heijden, M.G.A., Streitwolf-Engel R., Riedl, R., Siegrist S., Neudecker, A., Ineichen K, Boller, T., Wiemken, A. & Sanders, I.R. (2006) The mycorrhizal contribution to plant productivity, plant nutrition and soil structure in experimental grassland. New Phytologist 172: 739-752.

van der Heijden M.G.A., Scheublin T.R. (2007) Functional traits in mycorrhizal ecology: their use for predicting the impact of arbuscular mycorrhizal fungal communities on plant growth and ecosystem functioning. New Phytologist 174: 244-250.

van der Heijden M.G.A., Bardgett R.D. & van Straalen N.M (in press) The unseen majority: soil microbes as drivers of plant diversity and productivity in terrestrial ecosystems. Ecology Letters.

Internal costs of the project (German)

Um unter streng kontrollierten Bedingungen arbeiten zu können und mikrobielle Gemeinschaften manipulieren zu können, wird eine Laminar Flow Chamber im Gewächshaus benötigt. Geschätzte Kosten: Fr. 21'500,-.

Um die Nährstoffdynamik im Gewächshausexperiment besser verstehen zu können, werden stabile Stickstoffisotopen (15N) benutzt. Kosten ca. Fr. 10'000,- pro Jahr.