Fruchtfolgewirtschaft: Deutschlands Äcker brauchen mehr Abwechslung

www.spektrum.de

Artikel

Deutschlands Äcker brauchen mehr Abwechslung Roland Knauer 14 - 17 Minuten

Wenn an einem klaren, kalten Februarmorgen noch der Frost auf den Äckern liegt oder gar eine dicke Schneeschicht, dann ist es kaum vorstellbar, dass schon in wenigen Wochen die Natur mit Macht zurückkommen wird. Dass im Sommer genau hier der Weizen goldgelb wogen wird. Und man ahnt nicht, dass in dieser buchstäblich eingefrorenen Welt entscheidende Weichen für das Wachsen und Gedeihen gestellt werden können.

Denn im Zyklus der Jahreszeiten mag die Wiederkehr des Immergleichen Ruhe und Sicherheit geben. Für das, was auf den Äckern wächst, gilt das nicht: Wenn Jahr um Jahr dieselbe Frucht auf einer Fläche steht, rentiert sich das für die Landwirte vielleicht kurzfristig. Doch bald sinken die Erträge, es drohen Missernten, und die Gewinne können einbrechen. Mit Kunstdünger, Pestiziden und Bewässerung muss man dann dagegenhalten – was den Boden weiter verarmen lässt.

Warum die Vielfalt einen Ausweg aus diesem Teufelskreis bietet, zeigt der Blick unter die noch vereiste Krume.

»In der Natur wachsen verschiedene Arten auf einer Fläche und bilden ein gutes Ökosystem und gute Böden«, erklärt Urs Niggli. Der Agrarwissenschaftler hat von 1990 bis 2020 mit dem Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) in der Schweiz eines der weltweit führenden Forschungszentren zur Ökolandwirtschaft geleitet und entscheidend weiterentwickelt.

Einige Nutzpflanzen wie Kartoffeln schicken ihre Wurzeln nur in die oberen Bodenschichten, andere dringen viel tiefer ein. Bestimmte Arten wie die Luzerne, Soja, Klee, Bohnen und Lupinen reichern den Boden mit wertvollen, stickstoffhaltigen Biomolekülen an – je nach der Tiefe, in die sie vordringen. Am besten: Alles gleichzeitig

Um den Boden gleichmäßig damit zu versorgen, sollte also idealerweise eine bunte Vielfalt verschiedener Arten dort wachsen. So bekommt man stabile Nährstoffverhältnisse im Boden. Man handelt sich allerdings auch erhebliche Probleme ein, erklärt Niggli. Alles gleichzeitig auf derselben Fläche anzubauen, rentiert sich nicht, sagt der Schweizer, der heute verschiedene Institutionen in der internationalen Agrar- und Ernährungsforschung berät.

Solche Mischkulturen lassen sich nur sehr aufwendig bearbeiten und ernten. Es sei denn, man erntet die verschiedenen Produkte gemeinsam. Nur, wer kann schon etwas mit einem Gemisch aus Bohnen, Getreide und anderen Ackerfrüchten anfangen?

Erheblich einfacher ist es, diese Vielfalt nacheinander auf den Acker zu bringen. Dann wachsen in jeder Saison andere Pflanzen, die jeweils ihre eigenen Bedürfnisse haben und zugleich die Bedürfnisse jeweils anderer Pflanzen befriedigen. Dann wird in einer Saison Humus in den Boden eingelagert und in einer anderen genutzt. Feldversuch am FiBL | Seit 1978 läuft am Schweizer Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) ein Direktvergleich ökologischer Anbauformen mit konventioneller Landwirtschaft. Der »DOK-Versuch« hat gezeigt: Die Alternativen zum konventionellen Anbau liefern zwar geringeren Ertrag, sie sind aber klimafreundlicher und verbessern langfristig den Boden.

Solch eine vielfältige Fruchtfolge hilft auch gegen Erreger, die aus dem Boden in die Pflanzen eindringen, wie den Maiswurzelbohrer. Die Larven dieses ursprünglich in Mittelamerika lebenden Käfers schädigen die Wurzeln der Maispflanzen. Eine Fruchtfolge, in der Mais erst nach drei oder vier Jahren wieder auf der gleichen Fläche angebaut wird, löst das Problem, weil die Schädlinge nicht so lange auf ihre nächste Mahlzeit warten können.

»Solche Fruchtfolgen sollen also vor allem Schädlinge kurzhalten«, erklärt Lorenz Kottmann. Der Diplom-Agrarbiologe leitet kommissarisch das Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde des Julius Kühn-Instituts – Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) in Braunschweig. Zwischen 2018 und 2020 hat er die »Ackerbaustrategie 2035 des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft« mitentwickelt. Seine »Stabsstelle Ackerbau« ist das Bindeglied zwischen der Forschung am JKI und der Bundesregierung in Berlin. Humuszehrer und ‑mehrer

Eine gute Fruchtfolge wechselt nicht einfach nur die Früchte durch, sondern jongliert mehrere Faktoren zugleich. Beim Ernten von Getreide beispielsweise wird ein großer Teil der oberirdischen Pflanze vom Acker geholt. Die verbleibenden Stoppeln und Wurzeln enthalten nur noch einen kleinen Teil der aufgenommenen Nährstoffe und Spurenelemente. »Getreide ist daher ein Humuszehrer«, erklärt Kottmann, »es baut den organischen Kohlenstoff im Boden ab.«

Anders sieht es bei Blattfrüchten wie Raps oder Kartoffeln aus. Geerntet werden hier die Schoten mit den ölhaltigen Samen, die oft zu Biosprit verarbeitet werden, und die Knollen, die auf dem Teller landen. Ein großer Teil der Pflanzen und damit auch ihrer Inhaltsstoffe bleibt aber auf dem Acker. So können diese Pflanzen den Humusgehalt mehren.

Da liegt die Idee nahe, abwechselnd Blatt- und Halmfrüchte anzubauen, die den Humus im Boden auf- und wieder abbauen und damit ungefähr stabil halten können. Genau diese Idee setzt die klassische Fruchtfolge mit der Blattfrucht Winterraps, gefolgt von Halmfrüchten wie Winterweizen und in der dritten Saison Wintergerste um. Bitte nicht nackt

Klassisch ist die Fruchtfolge, aber aus Sicht von Lorenz Kottmann trotzdem nicht ideal. »Diese Folge greift zu kurz, weil sie zu wenig Abwechslung bietet«, sagt der Forscher.

Ein wichtiger Faktor ist auch der Zeitpunkt für Aussaat und Ernte. Winterweizen wird in vielen Regionen Mitteleuropas üblicherweise bis Anfang August geerntet. Will man danach eine Blattfrucht wie zum Beispiel Silomais anbauen, der hierzulande vor allem Tierfutter, Biogas und den begehrten Rohstoff Stärke liefert, bekommt man leicht Probleme. Da der kälte- und frostempfindliche Mais erst Ende April oder Anfang Mai ausgesät wird, würde der Boden rein theoretisch zwei Drittel des Jahres oder acht lange Monate ohne Pflanzendecke nackt offenliegen. In dieser Zeit wäre er schutzlos der Witterung ausgesetzt, Wind und Niederschläge würden viel Ackerkrume forttragen.

In der Praxis begrünen sich solche Brache zwar meist sehr rasch von selbst, was auch den Boden schützt. Nur ist der Wildwuchs aus wirtschaftlicher Sicht praktisch wertlos, weil man ihn weder an Nutztiere verfüttern noch verkaufen kann. Mehr Kulturen, weniger Risiko

Urs Niggli schlägt daher statt eines solchen totalen Ernteausfalls eine produktive Brache vor: »Man kann zum Beispiel eine Kleegrasmischung aussäen, die Stickstoff aus der Luft holt und für Pflanzen verfügbar macht«, erklärt der Schweizer Agrarwissenschaftler. »Bis zu seiner Ernte schützt das Kleegras den Boden. Danach kann es verfüttert werden oder Biogas liefern.« Fallen beide Nutzungsmöglichkeiten aus, lässt sich Kleegras vor der Aussaat von Mais auch unterpflügen und verbessert so die Bodenqualität.

»Oftmals werden die Fruchtfolgen vorwiegend aus ökonomischer Sicht geplant. Dementsprechend eng sind sie, mit wenigen Kulturen«, erklärt Kottmann. Der JKI-Forscher denkt eher in die entgegengesetzte Richtung: »Je mehr Kulturen in einer Fruchtfolge angebaut werden, umso besser: So wird das Risiko gestreut.« Treten im Klimawandel Wetterextreme wie Dürren oder Extremniederschläge häufiger auf, gibt es bei einigen dieser Ackerfrüchte vielleicht Missernten oder einen kompletten Ausfall. Andere kommen dagegen mit einer solchen Witterung besser zurecht und retten zumindest einen Teil des Einkommens aus der Landwirtschaft.

        »Ein Kartoffelvollernter taugt nicht als Mähdrescher und umgekehrt«Urs Niggli, Agrarwissenschaftler

Zu einer solchen umfassenden Fruchtfolge gehören dann nicht nur Weizen, Gerste, Raps, Mais und Roggen, die heute auf drei Vierteln der deutschen Äcker angebaut werden. Sondern auch Hülsenfrüchte wie Luzerne, Klee, Lupinen, Ackerbohnen oder Soja, die Stickstoffverbindungen in den Boden bringen, von denen später vor allem Starkzehrer wie zum Beispiel Weizen große Mengen benötigen. Teure Vielfalt

Allerdings scheuen viele Betriebe aus guten Gründen eine solche Vielfalt: »Wenn man sich nur auf Abnehmer für zwei im steten Wechsel angebaute Produkte wie Mais und Getreide konzentriert, ist das viel einfacher als die Suche nach Käufern für fünf oder sieben Produkte«, sagt Niggli.

Ein weiterer Punkt ist der heute meist hoch spezialisierte Maschinenfuhrpark: »Ein Kartoffelvollernter taugt nicht als Mähdrescher und umgekehrt«, erklärt Niggli. »Man braucht also für jede Art eigene und teure Spezialmaschinen, die noch dazu immer komplizierter und damit noch teurer werden.« Das lässt sich vielleicht für zwei oder auch drei Kulturen finanzieren, nicht aber für sieben oder mehr.

Einen Ausweg bieten Kooperationen und Maschinenringe, die sich ab einer gewissen Größe sogar eigenes Wartungspersonal leisten können. »In solchen Kooperationen kann sich jeder Betrieb auf seine Lieblingsdisziplin von der Haltung von Milchvieh über den Anbau von Getreide bis zu Hack- oder Hülsenfrüchten konzentrieren«, meint Urs Niggli. Zur jeweiligen Erntezeit bearbeiten diese Maschinen und ihr Personal dann alle Getreide- oder Kartoffelfelder der beteiligten Betriebe, senken so die Kosten und verbessern die finanzielle Situation der Landwirtschaft. »Schließlich sind gute Fruchtfolgen zwar teurer, aber eben auch für alle Landwirte gut«, erklärt der Agrarwissenschaftler. »Egal, ob öko oder konventionell.«

Allerdings haben Biobetriebe einen Nachteil: Während beim herkömmlichen Ackerbau Mineraldünger schnell wirkt und das Wachstum der Pflanzen enorm beschleunigt, verlassen sich viele Biobetriebe auf die Ausscheidungen von Tieren. »Weil diese viel langsamer wirken, sind Fruchtfolgen im Ökolandbau viel wichtiger«, sagt Lorenz Kottmann. Dazu kommt auch noch der Verzicht auf Pflanzenschutzmittel, durch den Erreger und Schädlinge bessere Chancen haben, die man durch breitere Fruchtfolgen wieder verringern kann.

Ein anderes Problem trifft alle Betriebe gleichermaßen: Mit dem Klimawandel dürften Dürreperioden zunehmen. Das schafft ein weiteres Dilemma: »Im Sommer haben Pflanzen viel Biomasse und brauchen daher viel Wasser«, erklärt Lorenz Kottmann. Besonders stark betroffen sind Kulturen wie Kartoffeln, die außerdem ein schwaches Wurzelsystem mit geringem Tiefgang haben. »Solche Kulturen sollte man daher nur dort anbauen und in die Fruchtfolgen aufnehmen, wo viel Niederschlag fällt oder wo, wie im Raum Braunschweig und Celle, gut künstlich bewässert werden kann«, erklärt der JKI-Forscher. Sorghum und Nöte

Zunehmende Trockenheit macht sogar sogenannten C4-Pflanzen wie Mais zu schaffen, die das Sonnenlicht effektiver als andere Gewächse nutzen und dabei noch Wasser sparen. Der fortschreitende Klimawandel erhöht daher das Risiko von Missernten, wenn dieses beliebte Tierfutter, das außerdem ein wichtiger Rohstoff für Biogasanlagen ist, in die Fruchtfolgen eingebaut wird. Aber auch hier haben Urs Niggli und Lorenz Kottmann längst eine Alternative im Blick: Die aus dem Sudan stammende Nutzpflanze Sorghum ähnelt dem Mais, nutzt Wasser jedoch viel effektiver und verträgt daher Dürreperioden viel besser – egal ob diese im Trockengürtel Afrikas auftreten oder vom Klimawandel häufiger nach Mitteleuropa gebracht werden.

Sorghumhirse in Baden-Württemberg | Sorghum (Sorghum bicolor) könnte an eher heißen, trockenen Standorten in Deutschland künftig häufiger zu sehen sein. Hier wächst es auf einem Feld bei Schwäbisch Hall.

»Da Sorghum im Sudan auch zum Backen und zum Brauen von Bier verwendet wird, sollten die Marktchancen im Klimawandel auch hierzulande gut sein«, vermutet Lorenz Kottmann. Zumal man den geringeren Gehalt an den fürs Backen wichtigen Klebereiweißen durch Mischen mit herkömmlichem Getreide mildern kann. Obendrein schickt diese Pflanze ihr Wurzelsystem sehr tief in den Boden und baut dort viel Humus auf. Kottmann findet: »Sorghum ist anscheinend die richtige Pflanze für den Klimawandel in Mitteleuropa.«

Neben Fruchtfolgen untersuchen die Fachleute am JKI noch andere Methoden, mit denen man die Vielfalt natürlicher Ökosysteme ein wenig nachahmt. Agroforstsysteme etwa, die klassische Landwirtschaft mit dem Anbau von Bäumen und Gehölzen kombinieren, oder den Mischanbau, der hohe und niedrige Kulturen gleichzeitig aufs Feld bringt. Dann kann man zunächst die hohen Nutzpflanzen – wie Getreide – ernten, um danach die unteren Etagen zu nutzen. Möglicherweise kann man solche Systeme in Zukunft auch mit Robotern und künstlicher Intelligenz automatisch beernten. Ein Neben- und Übereinander

Eine weitere Möglichkeit ist der Streifenanbau: Dabei werden auf Flächen von der typischen Bearbeitungsbreite heutiger Agrarmaschinen, also rund 25 Metern, abwechselnd zum Beispiel Raps und Weizen angebaut. »Erste Ergebnisse zeigen, dass sich dadurch der Schädlingsbefall verringert«, sagt Kottmann.

Am Ende ist es wie so oft eine Frage des Geldes. Würde man die EU-Agrarsubventionen stärker danach ausschütten, welche Ökosystemleistungen ein Betrieb durch sein Wirtschaften fördert, könnte man die zusätzlichen Kosten durch vielfältige Fruchtfolgen abmildern. Der Schutz von Gewässern vor Überdüngung, der Aufbau von Humus oder ein abwechslungsreiches Landschaftsbild sollten sich für die Landwirtinnen und Landwirte, die das leisten, auch finanziell rentieren, findet Kottmann.

Bislang haben sich die EU-Parlamentarier jedoch noch nicht dazu durchgerungen: Die Verteilung der größten Geldtöpfe orientiert sich an Kriterien, die mit Ökologie nichts zu tun haben. Abwechslung auf breiter Agrarfläche, so sieht es aktuell aus, steht und fällt mit einem Politikwechsel in Brüssel.