Sustainable management of permanent grassland: basis for an eco-nomic and ecological agriculture

• Research unit: AGS
• Project number: 14.42.1.2

Key words (English)

Permanent grassland, floristic composition, functional biodiversity, resource efficiency, multifunctionality, weeds, organic farming, climate change, irrigation, alpine, steppe

Short description (German)

Die Schweizer Landwirtschaft ist vom Grasland geprägt. Es ermöglicht die Versorgung der Bevölkerung mit hochwertigen Proteinen aus Milch und Fleisch, welche auf der betriebseigenen Futtergrundlage günstig und umweltschonend zu erzeugen sind. Zusätzlich trägt Grasland wesentlich zur Multifunktionalität und zur Nachhaltigkeit der Landwirtschaft bei. Der fortschreitende Struktur- und Klimawandel und veränderte wirtschaftliche Rahmenbedingungen stellen die Bewirtschaftung des Dauergraslandes jedoch vor zahlreiche Herausforderungen.
Das Hauptziel des Tätigkeitsfeldes ist die Entwicklung von standortangepassten Strategien zur Stärkung der graslandbasierten Produktion bei gleichzeitig minimaler Beeinträchtigung der Umwelt. Es leistet somit einen zentralen Beitrag zum thematischen Schwerpunkt „Ökologische Intensivierung“. Da Gras der Hauptteil einer bedarfsgerechten Ration für Wiederkäuer ist, trägt das Tätigkeitsfeld wesentlich zum Kernthema „Tierernährung und Graslandnutzung“ bei. In Zentrum dieses Tätigkeitsfeldes steht die Multifunktionalität des Graslandes, welche nur durch eine gezielte, an die Standortbedingungen angepasste, abgestufte Bewirtschaftung des Graslandes sichergestellt werden kann. Dabei wird der zu erwartende Wandel im Klima und den landwirtschaftlichen Strukturen mitberücksichtigt und auf eine nachhaltige Nutzung der Ressourcen Boden, Nährstoffe, Biodiversität und Wasser geachtet. Somit liefert dieses Tätigkeitsfeld Teilbeiträge zu jedem Thematischen Schwerpunkt von Agroscope, wobei die Nachhaltigkeit des bearbeiteten Systems Dauergrasland im Zentrum steht.
Wir entwickeln innovative Strategien im Dauergrasland zur Nutzung der funktionellen Biodiversität für eine ressourceneffiziente Futterproduktion, zur Lenkung von Beständen mit eingeschränkten Nutzungsmöglichkeiten, zur Verhinderung und Regulierung der Verunkrautung mit biokompatiblen Methoden und zur Anpassung der Graslandnutzung an die Sommertrockenheit. Zusätzlich erarbeiten wir Massnahmen zur Schaffung und Erhaltung ökologisch wertvoller Graslandbestände im Tal- und Berggebiet. Weiter erarbeiten wir Lösungen für die Wiederherstellung und eine nachhaltige Nutzung von degradiertem Grasland in der Eurasischen Steppe
Die ökologische und wirtschaftliche Graslandbewirtschaftung als Basis für hochwertige Lebensmittel und für die Erhaltung der Produktionsressourcen sind klare Bedürfnisse der Öffentlichkeit und zentrale Ziele der Agrarpolitik. Sämtliche Erkenntnisse kommunizieren wir an die landwirtschaftliche Praxis (via die AGFF und die landwirtschaftliche Beratung), die politischen Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit. Zusammen mit unseren internationalen Publikationen trägt das Tätigkeitsfeld zu einer nachhaltigen landwirtschaftlichen Produktion weltweit bei.

Project aims (German)

Unser Ziel ist die Entwicklung von standortangepassten Strategien zur Stärkung der Produktion und der Erhaltung der Multifunktionalität im Dauergrasland. Da der Anteil an biologisch wirtschaftenden Betrieben im Futterbau besonders hoch ist, werden bei der Verfahrensdefinition biokompatible Ansätze besonders berücksichtigt.
1.   Wir entwickeln innovative Strategien zur Nutzung der funktionellen Biodiversität (Kombination unterschiedlicher funktioneller Gruppen von Graslandpflanzen) für eine ertragreiche, stabile, umweltfreundliche und ressourceneffiziente Futterproduktion.
2.   Wir stellen innovative Strategien zur Bestandeslenkung für Graslandflächen mit eingeschränkten Nutzungsmöglichkeiten bereit. Dabei handelt es sich einerseits um intensiv genutzte Flächen, deren Standorteigenschaften die intensiv nutzbaren Gräser nur beschränkt gedeihen lassen und die deshalb verunkrauten. Andererseits handelt es sich um von der Nutzungsaufgabe bedrohte Grenzertragsstandorte, für welche die Offenhaltung und die Erhaltung der Biodiversität wichtige Ziele sind.
3.   Wir erarbeiten innovative, biokompatible Methoden für die direkte Bekämpfung unerwünschter Pflanzenarten in Futterbauflächen.
4.   Wir entwickeln Massnahmen zur Schaffung und Erhaltung ökologisch wertvoller Graslandbestände im Tal- und Berggebiet. Diese beinhalten die Bereicherung bestehender ökologischer Ausgleichsflächen mit wertvollen Arten wie auch die Beurteilung alternativer Pflegemassnahmen an Grenzertragslagen.
5.   Wir erweitern die Grundlagen für eine effiziente Nutzung von Nährstoffen im Graslandbetrieb und für eine bedarfsgerechte Düngung. Schwerpunkte sind die Förderung der symbiotischen Stickstofffixierung und eine gezieltere Nutzung von Phosphor.
6.   Wir entwickeln Strategien zur Anpassung der Graslandnutzung an die Sommertrockenheit (Klimawandel). Wir bearbeiten diese Fragestellung im Talgebiet unter intensiven Bedingungen wie auch in trockenen inneralpinen Tälern.
7.   Wir erarbeiten Lösungen für die Wiederherstellung und eine nachhaltige Nutzung von degradiertem Grasland in der Eurasischen Steppe.

Knowlegde improvements / Publications (German)

Finn J.A., Kirwan L., Connolly J., Sebastià M.T., Helgadóttir Á., Baadshaug O.H., Bélanger G., Black A., Brophy C., Collins R.P., Cop J., Dalmannsdóttir S., Delgado I., Elgersma A., Fothergill M., Frankow-Lindberg B.E., Ghesquire A., Golinska B., Golinski P., Grieu P., Gustavsson A.M., Höglind M., Huguenin-Elie O., Jørgensen M., Kadžiuliene Ž., Kurki P., Llurba R., Lunnan T., Porqueddu C., Suter M., Thumm U. and Lüscher A. (2013) Ecosystem function enhanced by combining four functional types of plant species in intensively managed grassland mixtures: a three-year continental-scale field experiment. Journal of Applied Ecology 50, 365-375.

Nyfeler D., Huguenin-Elie O., Suter M., Frossard E., Connolly J. and Lüscher A. (2009) Strong mixture effects among four species in fertilized agricultural grassland led to persistent and consistent transgressive overyielding. Journal of Applied Ecology 46, 683-691.

Nyfeler D., Huguenin-Elie O., Suter M., Frossard E. and Lüscher A. (2011) Grass-legume mixtures can yield more nitrogen than legume pure stands due to mutual stimulation of nitrogen uptake from symbiotic and non-symbiotic sources. Agriculture, Ecosystems and Environment 140, 155-163.

Huguenin-Elie O., Stutz C.J., Gago R. and Lüscher A. (2008) Wiesenerhaltung durch gezielte Gräserversamung. Agrarforschung 15(3), 144-149.

Huguenin-Elie O., Stutz C., Gago R. and Lüscher A. (2010) Floristische Aufwertung von Wiesen des ökologischen Ausgleichs: Effekt der Nährstoffverfügbarkeit. ART-Schriftenreihe 14, 19-26.

Suter M., Siegrist-Maag S., Connolly J. and Lüscher A. (2007) Can the occurrence of Senecio jacobaea be influenced by management practice? Weed Research 47, 262-269.

Suter M. and Lüscher A. (2011) Measures for the control of Senecio aquaticus in managed grassland. Weed Research 51, 601-611.

Peter M., Edwards P.J., Jeanneret P., Kampmann D. and Lüscher A. (2008) Changes over three decades in the floristic composition of fertile permanent grasslands in the Swiss Alps. Agriculture, Ecosystems and Environment 125, 204-212.

Peter M., Gigon A., Edwards P.J. and Lüscher A. (2009) Changes over three decades in the floristic composition of nutrient-poor grasslands in the Swiss Alps. Biodiversity and Conservation 18, 547-567.

Kampmann D., Lüscher A., Konold W. and Herzog F. (2012) Agri-environment scheme protects diversity of mountain grassland species. Land Use Policy 29, 569-576.

Pornaro C., Schneider M.K. and Macolino S. (2013) Plant species loss due to forest succession in Alpine pastures depends on site conditions and observation scale. Biological Conservation, 161, 213–222.

Schneider M.K., Homburger H., Scherer-Lorenzen M. and Lüscher A. (2013) Beweidungsintensität und Ökosystemleistungen im Alpgebiet. Agrarforschung Schweiz, 4(5), 222-229.

Liebisch F., Bünemann E.K., Huguenin-Elie O., Jeangros B., Frossard E. and Oberson A. (2013). Plant phosphorus nutrition indicators evaluated in agricultural grasslands managed at different intensities. European Journal of Agronomy 44, 67-77

Bünemann E.K., Oberson A., Liebisch F., Keller F., Annaheim K.E., Huguenin-Elie O. and Frossard E. (2012) Rapid microbial phosphorus immobilization dominates gross phosphorus fluxes in a grassland soil with low inorganic phosphorus availability. Soil Biology and Biochemistry 51, 84-95.

Marbot B., Schneider M. und Flury C. (2013) Wiesenbewässerung im Berggebiet, Bericht Forschungsprogramm AgriMontana, Agroscope, Zürich und Ettenhausen.

Customers / Reporting (German)

a)   Landwirtschaftliche Praxis (Milchproduzenten, SMP, Rind-, Schaf- und Hirschfleischproduzenten, HalterInnen von raufutterverzehrenden Tieren, IP-Suisse, BioSuisse)
b)   Landwirtschaftliche Beratung (Agridea, AGFF)
c)   Landwirtschaftliche und universitäre Ausbildung (ZHAW-Biologische Landwirtschaft und Hortikultur, ETHZ-Institut für Agrarwissenschaften)
d)   Fachstellen Bund und Kantone
e)   Öffentlichkeit/Gesellschaft
f)    Wissenschaft
g)   Presse und Medien

• Wir veröffentlichen Resultate unserer Forschungstätigkeit im gesamten Publikationsspektrum von der landwirtschaftlichen und allgemeinen Presse (praxisorientierte Publikationen, mediale Kommunikation), über nationale Publikationsorgane (Agrarforschung, Hotspot) bis hin zu internationalen peer-reviewten Zeitschriften.
• Wir rapportieren an Geldgeber und weitere Interessenkreise (Fachorganisationen) mittels Zwischen- und Schlussberichten.
• Wir präsentieren und diskutieren Forschungsresultate an nationalen und internationalen Fachtagungen.
• Wir geben unsere Erkenntnisse an Tagungen von Agridea und AGFF an Mitarbeiter der kantonalen Fachstellen und die landwirtschaftlichen Berater weiter und nehmen ihre Anregungen auf.
• Wir organisieren regelmässig für die AGFF in Zusammenarbeit mit den kantonalen landwirtschaftlichen Bildungs- und Beratungszentren Tagungen für Landwirte, an denen wir aktuelle Resultate präsentieren und demonstrieren (Feldtagungen, Flurbegehungen).
• Unsere Forschungsergebnisse verwerten wir bei der Beantwortung diverser Anfragen von Behörden, Beratern und Landwirten zu Fachthemen.
• Wir unterhalten verschiedene Webseiten zu Fachthemen, auf denen wir unsere Tätigkeit und unsere Erkenntnisse kundenfreundlich präsentieren.
• Wir vermitteln Studenten der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften während acht Tagen die Grundlagen einer nachhaltigen Graslandbewirtschaftung. Wir bauen dabei auch aktuelle Forschungsresultate in den Unterricht ein und übermitteln diese direkt an zukünftige Anwender.