Zürich-Reckenholz, Switzerland
November 5, 2020
Die Kräfte der Natur und die Vielfalt der landwirtschaftlichen Praxis nutzen – das ist Diversifizierung. Diese bringt Vorteile – positive Effekte auf Ertrag und Umweltschutz. Das zeigt eine internationale Studie, an der Agroscope-Forschende mitgearbeitet haben und die kürzlich in der Fachzeitschrift «Science Advances» veröffentlicht wurde.
Die Landwirtschaft produziert unser Getreide, Fleisch, Gemüse und unsere Früchte. Doch in grossen Agrarländern dominieren Weizen oder Mais, die in riesigen Monokulturen angebaut werden. Dies führt zu Bodenerosion, zum Verlust von Artenvielfalt und zu Gewässerverschmutzung. Die Schweizer Landwirtschaft hingegen ist heute schon vielfältiger – Diversifizierung ist das Schlagwort. Sie wird auch vom Bund gefördert. «Es geht um verschiedene Massnahmen, wie etwa darum, unterschiedliche Nutzpflanzen in der Fruchtfolge anzubauen, Blühstreifen und Hecken anzulegen oder organischen Dünger und Kompost auszubringen statt Mineraldünger», sagt Marcel van der Heijden, Boden-Ökologe bei Agroscope und Mitautor der Studie.
5000 Studien ausgewertet: positive Effekte überwiegen
Tamburini, van der Heijden und ihre Ko-Autoren haben über 5000 Studien aus der ganzen Welt statistisch ausgewertet. Deren Fazit: Diversifizierung führt bei zwei Drittel der Studien zu positiven Effekten auf Ertrag, Artenvielfalt oder Wasserhaushalt. Ebenso reduziert sie Klimagase wie CO2 und Methan, dämmt Schädlinge ein und begünstigt bestäubende Insekten. Auch die Bodenqualität lässt sich mit Diversifizierung halten oder gar verbessern. Der humusreiche Oberboden wird nämlich immer dünner, wenn er intensiv genutzt wird ohne bodenfördernde Massnahmen wie etwa die Ausbringung von Mist. Eine ganzjährige Bodenbedeckung wirkt sich ebenfalls positiv aus – weil dadurch nützliche Bodenlebewesen gefördert werden, die den Boden und die darauf wachsenden Pflanzen gesund erhalten.
Bei rund 15% der Studien ergaben sich trotz Diversifizierung Ertragsrückgänge. Van der Heijden: «Um negative Effekte zu vermeiden, ist es wichtig, standortgerechte Diversifizierungs-Optionen zu wählen.»
Beispiele für gute Lösungen
Statt ein Feld einzig mit Kunstdünger fruchtbar zu machen, könnte man beispielsweise eine Gründüngung mit Klee oder Wicken einsetzen oder vermehrt Wiesen mit Gras-Klee-Mischungen in die Fruchtfolge integrieren. Klee bindet in seinen Wurzeln den Luftstickstoff und verwandelt ihn in Dünger. Ebenso können Blühstreifen an den Feldrändern die Biodiversität deutlich erhöhen. Dies wehrt Schädlinge ab und fördert ökologische Leistungen wie die Bestäubung der Feldfrüchte und Obstbäume.
Fazit der Studie
«Die Möglichkeiten, welche die Natur bietet, um nachhaltig zu produzieren, können heute schon genutzt werden. Diversität hilft mit, zukünftigen Umweltschäden vorzubeugen – und das meistens ohne Ertragsverluste» sagt van der Heijden.
Internationaler Kontext
In grossen Agrarländern wie etwa in den USA, in Frankreich oder Deutschland hat sich die Diversifizierung noch nicht flächendeckend durchgesetzt. Oft dominieren dort grosse Monokulturen. Dies hat langfristige Konsequenzen für die Umwelt: Gewässerverschmutzung, Bodenerosion, Verlust von Artenvielfalt und zu hohe Treibhausgas-Emissionen. In dieser Studie wird aufgezeigt, dass Diversifizierung Chancen bietet, diesen Problemen vorzubeugen.
La diversité augmente les rendements et protège l’environnement
Tirer parti des ressources de la nature et de la diversité des pratiques agricoles - c’est cela la diversification. Elle offre d’ailleurs des avantages - des effets positifs sur le rendement et la protection de l’environnement. C’est ce que montre une étude internationale à laquelle ont participé des chercheurs d’Agroscope et qui a été publiée récemment dans la revue « Science Advances ».
L’agriculture produit nos céréales, notre viande, nos légumes et nos fruits. Mais dans les grands pays agricoles, le blé ou le maïs dominent, cultivés dans d’énormes monocultures. De telles pratiques conduisent à l’érosion des sols, à la perte de biodiversité et à la pollution des eaux. L’agriculture suisse, en revanche, est déjà plus diversifiée aujourd’hui - la diversification est la clé de tout. Elle bénéficie également du soutien de la Confédération. « Cela implique diverses mesures, telles que la mise en place de cultures différentes dans la rotation, la plantation de bandes fleuries et de haies, ou l’épandage d’engrais organiques et de compost au lieu d’engrais minéraux », explique Marcel van der Heijden, écologiste du sol à Agroscope et co-auteur de l’étude.
5000 études évaluées: les effets positifs priment
Tamburini, van der Heijden et leurs co-auteurs ont évalué statistiquement plus de 5000 études provenant du monde entier. Ils en ont conclu que dans deux tiers des études, la diversification entraîne des effets positifs sur le rendement, la biodiversité ou l’équilibre hydrique. Elle réduit également les gaz à effet de serre tels que le CO2 et le méthane, limite les ravageurs et favorise les insectes pollinisateurs. La diversification permet aussi de préserver ou même d’améliorer la qualité des sols. En effet, la couche supérieure du sol riche en humus devient de plus en plus mince si elle est utilisée de manière intensive sans mesures d’amélioration du sol telles que l’épandage de fumier. La présence d’un couvert végétal tout au long de l’année a également un effet positif, car il favorise les organismes utiles qui vivent dans le sol, le maintiennent en bonne santé, lui et les plantes qui y poussent.
Dans près de 15 % des études, les rendements ont diminué malgré la diversification. Van der Heijden: « Afin d’éviter les effets négatifs, il est important de choisir des options adaptées au site. »
Exemples de bonnes solutions
Au lieu d’utiliser uniquement des engrais de synthèse pour fertiliser les champs, on pourrait, par exemple, utiliser un engrais vert à base de trèfles ou de vesces ou intégrer davantage de prairies avec des mélanges trèfle-graminées dans la rotation des cultures. Le trèfle fixe l’azote atmosphérique dans ses racines et le transforme en engrais. Les bandes fleuries en bordure du champ peuvent également accroître considérablement la biodiversité. Cela permet de lutter contre les ravageurs et de promouvoir des prestations écologiques telles que la pollinisation des cultures et des arbres fruitiers.
Conclusion de l’étude
« On peut dès aujourd’hui tirer parti des possibilités que la nature offre pour produire durablement. La diversité aide à prévenir les futurs dommages environnementaux - et ce, généralement sans perte de rendement », explique M. van der Heijden.
Contexte international
Dans les grands pays agricoles comme les États-Unis, la France ou l’Allemagne, la diversification ne s’est pas encore imposée sur tout le territoire. Ce sont souvent les grandes monocultures qui dominent. Or, ces pratiques ont des conséquences à long terme sur l’environnement: pollution des eaux, érosion des sols, perte de biodiversité et émissions excessives de gaz à effet de serre. Cette étude montre que la diversification offre des possibilités pour prévenir ces problèmes.
La diversità aumenta la resa e protegge l’ambiente
Sfruttare la forza della natura e la varietà della pratica agricola – ovvero la diversificazione. Una scelta vantaggiosa, con effetti positivi sulla resa e sulla protezione dell’ambiente. Lo dimostra uno studio internazionale al quale hanno partecipato i ricercatori di Agroscope e appena pubblicato sulla rivista specializzata «Science Advances».
L’agricoltura produce il grano, la carne, la frutta e la verdura che consumiamo. Nei grandi Paesi agricoli dominano però il grano o il mais, coltivati in monocolture gigantesche, con la conseguente erosione del suolo, la perdita della biodiversità e l’inquinamento delle acque. L’agricoltura svizzera, invece, è già oggi più variegata – «diversificazione» è la parola chiave, sostenuta anche dalla Confederazione. «Si tratta di varie misure, come la coltivazione di molte piante utili nella rotazione delle colture, l’impianto di strisce fiorite e siepi oppure lo spandimento di concimi organici e compost al posto dei concimi minerali», afferma Marcel van der Heijden, ecologo del suolo di Agroscope e coautore dello studio.
5000 studi valutati: prevalgono gli effetti positivi
Tamburini, van der Heijden e i loro coautori hanno valutato statisticamente oltre 5000 studi provenienti da tutto il mondo. La loro conclusione: nei due terzi degli studi, la diversificazione ha effetti positivi sulla resa, sulla biodiversità o sul bilancio idrico, oltre a ridurre i gas serra come CO2 e metano, contenere i parassiti e favorire gli insetti impollinatori. Anche la qualità del suolo può essere conservata o addirittura migliorata grazie alla diversificazione. Lo strato superficiale del suolo ricco di humus si assottiglia sempre di più se utilizzato in modo intensivo senza misure di miglioramento del suolo, come lo spandimento del letame. Anche la copertura del suolo durante tutto l’anno ha un effetto positivo, poiché promuove gli organismi benefici del suolo che mantengono sani il suolo e le piante che vi crescono.
Circa il 15 per cento degli studi ha dimostrato un calo della resa, nonostante la diversificazione. Continua Marcel van der Heijden: «per evitare gli effetti negativi, è importante scegliere opzioni adeguate al sito.»
Esempi di buone soluzioni
Invece di fertilizzare un campo solo artificialmente, si potrebbe, ad esempio, utilizzare il sovescio invernale con trifoglio o veccia oppure integrare su più prati le miscele di erba e trifoglio nella rotazione delle colture. Il trifoglio lega l’azoto atmosferico nelle proprie radici e lo trasforma in concime. Anche le strisce fiorite lungo i campi possono aumentare significativamente la biodiversità. In questo modo si evitano i parassiti e si promuovono le prestazioni ecologiche, come l’impollinazione dei campi coltivati e degli alberi da frutto.
Conclusione dello studio
«Già oggi possiamo sfruttare le possibilità che la natura offre per una produzione sostenibile. La diversità aiuta a prevenire futuri danni ambientali, in genere senza perdite di resa», afferma Marcel van der Heijden.
Contesto internazionale
Nei grandi Paesi agricoli come gli Stati Uniti, la Francia o la Germania, la diversificazione non si è ancora diffusa su tutto il territorio. Spesso vi dominano le grandi monocolture, con conseguenze a lungo termine per l’ambiente: inquinamento delle acque, erosione del suolo, perdita di biodiversità ed emissioni eccessive di gas serra. Il presente studio dimostra che la diversificazione consente di prevenire questi problemi.
Diversity increases yields and protects the environment
Harnessing the forces of nature and agricultural practice in all its variety – that is diversification. Diversification brings benefits – positive impacts on yields and environmental protection. This is the conclusion of an international study in which Agroscope researchers took part, and which was recently published in the journal Science Advances.
Agriculture produces our grains, meat, vegetables and fruit. But in large agricultural countries, wheat or maize, cultivated in vast monocultures, tends to dominate. This leads to soil erosion, loss of biodiversity, and water pollution. By contrast, Swiss agriculture is already much more diverse – diversification is the catchword, and is also being promoted by the Swiss federal government. “It’s about various measures, for example, cultivating different crops in the rotation, planting flower strips and hedges, or spreading organic fertilisers and compost instead of mineral fertilisers” says Marcel van der Heijden, a soil ecologist at Agroscope and co-author of the study.
5000 studies evaluated: the positive effects predominate
Tamburini, van der Heijden and their co-authors statistically analysed over 5000 studies from throughout the world. Their conclusion: in two-thirds of the studies, diversification leads to positive effects on yield, species diversity or water balance. It also reduces greenhouse gases such as CO2 and methane, keeps pests in check, and favours pollinating insects. Moreover, diversification maintains or even improves soil quality by preventing the humus-rich topsoil from becoming increasingly thin, as occurs when it is used intensively without soil-improvement measures like the spreading of manure. Year-round soil cover also has a positive effect, since it promotes useful soil microorganisms which ensure that the soil and the plants growing in it remain healthy.
In around 15% of the studies, there were reductions in yield, despite diversification. Van der Heijden’s response: “In order to avoid negative effects, it is important to choose site-appropriate options.”
Examples of good solutions
Instead of fertilising a field with artificial fertilisers alone, a green manure of clover or vetch could be used, or meadows with grass-clover mixtures could increasingly be incorporated in the crop rotation. Clover fixes atmospheric nitrogen in its roots and converts it to fertiliser. Wildflower strips on the edges of fields can also markedly increase biodiversity, repelling pests and promoting ecological services such as the pollination of field crops and fruit trees.
Conclusions of the study
“The opportunities for sustainable production offered by nature are already there for the taking” says van der Heijden. “Diversity helps to prevent future environmental damage – in most cases without yield losses.”
International Context
In large agricultural countries such as the USA, France and Germany, diversification has not yet become widespread, and large monocultures often predominate. This has long-term consequences for the environment: water pollution, soil erosion, loss of biodiversity and excessive greenhouse gas emissions. This study shows how diversification offers opportunities for preventing these problems.
Topics
Species
