Ackerbau und Pflanzenzüchtung

In den Kantonen VD und FR wird ein Bewässerungsbulletin erstellt, um Landwirte bei der gezielten Bewässerung zu unterstützen. Sie erhalten einfachen Zugang zu Wissen und Erfahrung, was mit der zunehmenden Trockenheit immer wichtiger wird.

Die Bewässerung von Acker- und Gemüsekulturen gewinnt in der Schweiz an Bedeutung. Es werden verschiedene Forschungsprojekte zur effizienten Wassernutzung durchgeführt und die Anfragen für subeventionierte Infrastrukturprojekte zur Bewässerung nehmen seit 2003 zu. Gleichzeitig wird das Thema Bewässerung in der Beratung und Ausbildung noch wenig thematisiert.

Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, das erlangte Wissen und die Erfahrung aus den Projekten zu teilen und einfach zugänglich zu machen. Vor dem Hintergrund des Klimawandels ist es wichtig, Werkzeuge und Beratung anzubieten, um die Landwirtschaft an den Klimawandel anzupassen und das Wasser möglichst effizient zu nutzen. Durch die enge Zusammenarbeit zwischen Betriebsleitern, Beratung und Forschung wird das Wissen über Bewässerung und optimale Wassernutzung in den Regionen kontinuierlich ausgebaut.

Seit einigen Jahren werden im Handel bei der Annahme von Verarbeitungskartoffeln zunehmend ungenügende Backtests beobachtet. Beim Frittieren der Kartoffeln treten Verbräunungen der Gefässbündel auf. Betroffene Posten können nur eingeschränkt oder gar nicht zu Pommes frites oder Chips verarbeitet werden. Diese Qualitätsmängel haben sehr grosse negative wirtschaftliche Auswirkungen für die gesamte Branche von der Produktion, über den Handel bis zur Verarbeitung.

Besonders gross waren die Einbussen in den Jahren 2022 und 2023. Als mögliche Ursachen zählen die Schaderreger Candidatus Arsenophonus Phytopathogenicus, das Phytoplasma Stolbur (Candidatus Phytoplasma solani) oder der Pilz Verticillium dahliae. Zudem könnte auch witterungsbedingter Stress (Hitze, Trockenheit) eine Rolle spielen.

In einem gemeinsamen Projekt in Zusammenarbeit mit der gesamten Kartoffelbranche erforschen die BFH-HAFL und Agroscope die Ursachen der beobachteten Qualitätsmängel und suchen nach Lösungen, welche gemeinsam mit der Branche umgesetzt werden sollen. Das Projekt (2024-2027) wird vom Bundesamt für Landwirtschaft und der Kartoffelbranche finanziert.

Die Senkung des Pflanzenschutzmittelverbrauchs stellt die gesamte Kartoffelbranche vor grosse Herausforderungen. Mit Anpassungen im Anbau allein kann eine markante Senkung nicht erreicht werden. Die Anzahl Pflanzenschutzbehandlungen pro Jahr liegen bei Kartoffeln höher als bei allen anderen Ackerkulturen.

Auf zehn Pilotbetrieben (Label IP-Suisse) werden die drei Produktionssysteme OELN, IP Suisse standard und IP Suisse maximal verglichen.

Durch regelmässige Feldbeobachtungen wird der Erfolg der Anbaumassnahmen evaluiert. Die Berechnung des Behandlungsindex (= Anzahl der angewandten Pflanzenschutzmittel bezogen auf die zugelassene Aufwandmenge und die Anbaufläche) ermöglicht einen Vergleich des Pflanzenschutzmitteleinsatzes.

Durch die Berechnung der Risikoindikatoren für Oberflächengewässer, Grundwasser und naturnahe Lebensräume kann das Umweltrisiko der drei Produktionssysteme verglichen werden. Im Weiteren wird für jedes der Produktionssysteme das Treibhausgaspotenzial [kg CO2 eq] berechnet.

Für den Vergleich der Wirtschaftlichkeit werden die Verfahrenskosten, der Erlös sowie Gewinn/Verlust berechnet. Das Projekt wird von der IP-Suisse, der Swisspatat und den Kartoffelproduzenten (VSKP) finanziert.

Die Kraut- und Knollenfäule ist die weltweit wichtigste Krankheit im Kartoffelanbau. Die Pilzkrankheit verbreitet sich bei feucht-warmer Witterung sehr schnell und kann zu grossen Ertragsverlusten bis hin zum Totalverlust führen. Ein grosser Teil der aktuell in der Schweiz angebauten Kartoffelsorten ist anfällig für diese Krankheit. Daher müssen die Kartoffelfelder je nach Jahr mit 6-10 Fungizid-Behandlungen geschützt werden.

Eine deutliche Reduktion der Pflanzenschutzmittel kann nur erreicht werden, wenn sich robuste Kartoffelsorten auf dem Markt durchsetzen. Dies gelingt, wenn die gesamte Wertschöpfungskette an einem Strick zieht und robuste Sorten fördert. Bisher werden Eigenschaften wie die Fleischfarbe oder die Knollenform stärker gewichtet als die Krankheitsresistenzen. Wollen wir ernst machen mit der Reduktion der Pflanzenschutzmittel müssen wir die Prioritäten überdenken und Kompromisse eingehen.

Im Projekt Low Input Kartoffelsorten werden robuste Sorten für die Zukunft gesucht, welche sowohl im Anbau als auch auf dem Markt überzeugen. In Sortenversuchen auf sechs Schweizer Praxisbetrieben werden Kartoffelsorten, welche sich in Vorversuchen als robust gegenüber der Krautfäule erwiesen haben, im Vergleich zu einer Standardsorte angebaut und getestet. Die Fungizid-Behandlungen werden durch den Einsatz von Prognosemodellen gezielt geplant und dadurch so weit wie möglich reduziert. Zusätzlich werden die Sorten auf ihre agronomischen Eigenschaften und ihre Marktfähigkeit geprüft. Das Projekt wird von Agroscope in Zusammenarbeit mit der BFH-HAFL durchgeführt und vom Bundesamt für Landwirtschaft und Swisspatat finanziert.

Zahlreiche Versuche zeigen erfolgversprechende Massnahmen auf, um den Rapsanbau nachhaltiger zu gestalten. Sie haben in der landwirtschaftlichen Praxis jedoch noch wenig Anwendung gefunden. Das Projekt «nachhaltiger Rapsanbau» soll Landwirte motivieren, ein Massnahmenpaket umzusetzen. Der Anbau erfolgt ohne Herbizide und Fungizide, Insektizide werden reduziert eingesetzt und die Stickstoff- und Schwefeldüngung erfolgt nach den Düngungsnormen. Elf Praxisbetreibe, verteilt über das gesamte Schweizer Mittelland, setzen dieses Anbausystem während drei Jahren um, in enger Begleitung durch die BFH-HAFL, das Forum Ackerbau und die Groupe Culture Romandie. 

Es wird erforscht, wie die einzelnen Massnahmen kombiniert werden können, welche Unterstützung die Landwirte für die Umsetzung der Massnahmen brauchen und welche Hindernisse bei der Anwendung auftreten. Mit dem Projekt soll aufgezeigt werden, dass die erfolgsversprechenden Massnahmen aus den Versuchen auch auf den Praxisbetrieben erfolgreich umgesetzt werden können. Das Projekt trägt zu einem nachhaltigen Rapsanbau bei, mit dem die Gesamtmenge gehalten und die Nachfrage erfüllt werden kann. Finanziert wird das Beratungsprojekt vom Bundesamt für Landwirtschaft (BLW), von Marktpartnern entlang der Wertschöpfungskette (Schweizerischer Getreideproduzentenverband, Florin AG, fenaco Genossenschaft, Zweifel Pomy Chips AG) sowie der Branchenorganisation swiss granum.

Der Roboter «FD20» der dänischen Firma «FarmDroid» bewegt sich mit 1 km/h über den Acker. Er ist 700 kg leicht und wird von einem Elektromotor angetrieben. Der Strom wird von Solarzellen produziert und in Batterien gespeichert. Der FD20 ist damit in der Lage rund um die Uhr zu arbeiten und bis zu 20 Hektaren pro Saison zu bewirtschaften. Bei der Saat werden die GPS-Koordinaten von jedem Korn registriert. Diese werden später für das präzise mechanische Hacken zwischen und in den Reihen benötigt.

Seit 2020 sind je einer dieser Roboter in der Romandie und in der Deutschschweiz im Einsatz. In einem gemeinsamen Projekt testen die BFH-HAFL und das Forschungsinstitut für biologischen Landbau FiBL den Roboter im Vergleich zum betriebsüblichen Zuckerrübenanbau auf mehreren Bio- und OeLN-Betrieben. Ein besonderes Augenmerk gilt der Anwenderfreundlichkeit, der Effizienz und der Wirtschaftlichkeit des Roboters. Eine deutliche Reduktion der Handarbeitsstunden könnte insbesondere dem Biorübenanbau in der Schweiz Auftrieb verleihen. Im OeLN liegt der Fokus bei der Reduktion der Herbizide. Das Projekt in Zusammenarbeit mit zwei Lohnunternehmern wird vom Bundesamt für Landwirtschaft BLW und der Zuckerindustrie finanziell unterstützt.

Die BFH-HAFL hat passend zum FarmDroid Roboter ein Spotspraying Gerät gebaut. Damit können Pflanzenschutzmittel gezielt auf jede einzelne Pflanze appliziert werden. Dadurch konnte die Herbizidmenge in ersten Versuchen 2022 um 90% reduziert werden. Damit wird der Roboter auch für konventionelle Betriebe interessant. 2022 hat die BFH-HAFL einen Zusammenarbeitsvertrag mit der Firma FarmDroid unterzeichnet. FarmDroid entwickelt basierend auf dem Prototyp der HAFL ein voll in den Roboter integriertes Spotspraying Gerät, das von der BFH-HAFL 2023 erstmals in Europa im Feld getestet wird.  Auf einen Betrieb im Kanton VD wird das Verfahren FarmDroid + Spotspraying wird mit einem Verfahren «ecoRobotix» und einem betriebsüblichen Verfahren verglichen.

Eine ausreichende Wasserversorgung ist für optimale Erträge und beste Qualitäten entscheidend. Heute wird meistens nach Gefühl bewässert – ohne technische Hilfsmittel. Um die Bewässerungspraxis zu optimieren, haben wir 2016 in Zusammenarbeit mit der Firma RMA aus Holland begonnen, ein schweizweites Netz von Bodensonden aufzubauen. Es umfasst mittlerweile rund 275 Sonden in Kartoffel- und Gemüseparzellen.

Durch die kontinuierliche, parzellenspezifische Messung von Bodenwassergehalt, Saugspannung und Niederschlag kann die Bewässerungsstrategie gezielt auf den Wasserbedarf der Pflanzen abgestimmt und so optimiert werden.

Die Messungen der Sonden werden grafisch dargestellt und sind öffentlich zugänglich: www.bewaesserungsnetz.ch. Die Installation und Beratung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den kantonalen Bildungs- und Beratungszentren.

Im Ressourcenprojekt «Efficience Irrigation Vaud» werden gesamtbetriebliche Bewässerungsanalysen, die Nutzung einer Wasserbilanz-App und die Anschaffung von Tröpfchenbewässerung-Systemen, Bodensonden und Raindancer-Systemen gefördert.

Ziel ist es, Wasser in der Landwirtschaft effizienter zu nutzen. Wir untersuchen in der wissenschaftlichen Begleitung (2018-2025) die Bewässerungsstrategie auf 15 Pilotbetrieben und den Einfluss der Bodeneigenschaften und Anbautechniken. Dabei analysieren wir auch die Auswirkungen der Projektmassnahmen auf die Bewässerungsstrategie und die Wasserproduktivität.

Ein nachhaltiger und verantwortungsvoller Umgang mit der Ressource Wasser gewinnt durch den Klimawandel an Bedeutung. Der Bewässerungsbedarf steigt durch höhere Temperaturen und geringere Sommerniederschläge, während gleichzeitig die Wasserverfügbarkeit sinkt aufgrund zunehmender Wassernutzungskonflikte.

Die ALB-Bayern hat seit 2014 eine Bewässerungs-App entwickelt, die mit der Geisenheimer Wasserbilanzmethode und bodenkundlichen Grundlagen den Verlauf der Bodenfeuchtigkeit berechnet. Daraus kann eine Bewässerungsempfehlung für eine beliebige Parzelle abgeleitet werden. Die Wasserbilanz-App ermöglicht flächendeckende Bewässerungsempfehlungen und kann auch eingesetzt werden, um den Bewässerungsbedarf von Regionen für Infrastrukturprojekte abzuschätzen. Die App kann von Landwirten kostenlos genutzt werden. Sie wurde aber bisher nicht unter Schweizer Bedingungen eingesetzt und validiert.

Die HAFL hat in den letzten vier Jahren zusammen mit Partnern ein schweizweites Bodenfeuchtigkeitsmessnetz aufgebaut mit aktuell rund 275 Sondenstandorten (www.bewaesserungsnetz.ch). In einem gemeinsamen Projekt mit der ALB Bayern sollen die Empfehlungen der Bewässerungs-App mit den Messungen der Bodensonden und zusätzlichen Bodenuntersuchungen validiert werden. Langfristig soll die Bewässerungs-App als Ergänzung zum Bewässerungsnetz für die Schweiz dienen und auf Gemüsebaubetrieben als Entscheidungshilfe eingesetzt werden. Die Messungen der Bodensonden dienen dabei als Referenznetz für die berechneten Empfehlungen. Das Projekt wird finanziert im Rahmen der Wyss Academy for Nature und dauert von 2019 bis 2023.

In der Schweiz fehlen flächendeckende Informationen zum landwirtschaftlichen Wasserbedarf. Zeitliche Trends in der Wassernutzung und Abschätzungen vom künftigen Bedarf sind aber nur möglich, wenn es eine Datengrundlage dafür gibt. Sie sind zentral, um allfällige Nutzungskonflikte früh zu erkennen und zu vermeiden und um Bewässerungsinfrastruktur bedarfsgerecht und wirtschaftlich zu dimensionieren.

Gemäss aktuellen Klimaszenarien dürfte auch im Wasserschloss Schweiz der Bewässerungsbedarf in der Landwirtschaft zunehmen, während gleichzeitig das Wasserdargebot insbesondere in den Sommermonaten abnehmen wird. Das Projekt unter der Leitung der Agroscope hat folgende Ziele:

• Verfügbare Daten zur landwirtschaftlichen Wassernutzung zusammenzutragen
• Grundlagen für die satellitenbasierte Erfassung von Bewässerungsinformation zu erarbeiten, welche eine regionale Bewertung der Bewässerungslage unterstützen
• Ausgehend von Fokusregionen mit guter Datenlage, eine Methode zur standortspezifischen und regionsbezogenen Abschätzung des Wasserbedarfs für Bewässerung zu entwickeln
• Ausgehend von zusammengetragenen und geschätzten Daten zur Bewässerung den Wasserverbrauch vergangener Jahre realistisch abzuschätzen (Trends erkennen)
• Für die Zukunft abzuschätzen, welche Änderung im Wasserbedarf mit Klimawandel je nach Kultur und Standort zu erwarten ist.

Die bakterielle Krankheit Syndrome Basses Richesses (SBR), wird durch die Schilf-Glasflügelzikade übertragen. Die Zikaden fliegen im Frühsommer in die Zuckerrübenfelder ein und legen ihre Eier im Boden ab. Kurze Zeit später schlüpfen die Larven, ernähren sich von Wurzeln der Zuckerrüben und entwickeln sich weiter. Nach der Ernte der Zuckerrüben führen die Larven ihre unterirdische Entwicklung in der nächsten Kultur fort, bis sie im Frühjahr in neue Zuckerrübenfelder fliegen können.

Im Rahmen eines Forschungsnetzwerks zu Zuckerrüben führte die BFH-HAFL Versuche zum Einfluss der Folgekultur auf die Entwicklung der Zikaden durch.  Der Einflug von Zikaden wurde zwischen Mais und einem Wintergetreide als Folgekulturen von Zuckerrüben verglichen. Das Projekt wurde von der schweizerischen Zuckerrübenfachstelle und der BFH-HAFL gemeinsam finanziert.

Der Maisanbau nach Zuckerrüben führte zu einer Verringerung des Zikadenfluges um mehr als 97%. Das Fehlen von Pflanzen und damit von Nahrung während des Winters hat die Entwicklung der Zikade gestoppt.

Um die Übertragung von SBR zu vermeiden, wird daher empfohlen auf Wintergetreide nach Zuckerrüben zu verzichten. Diese Maßnahme muss nun auf regionaler Ebene umgesetzt werden, um ausreichend wirksam zu sein.

Silberschorf und Colletotrichum sind zwei Pilzkrankheiten, welche die Schalenqualität von Kartoffeln vermindern. Von Silberschorf befallene Knollen verlieren zudem während der Lagerung Wasser und schrumpfen. Die beiden Krankheiten führen bei der Vermarktung von gewaschenen Kartoffeln im Frischmarkt zu grossen finanziellen Verlusten.

Das Projekt der Forschungspartner BFH-HAFL, Agroscope und FiBL in Zusammenarbeit mit Swisspatat, Biosuisse, Andermatt Biocontrol, Terralog und Omya hat zum Ziel, konkrete Lösungen zur integrierten Bekämpfung der beiden Krankheiten zu finden – entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Feld bis ins Verkaufslokal.

Die Bekämpfung der Drahtwürmer ist in den letzten Jahren zunehmend schwieriger geworden. Europaweit wurden Insektizide mit einer guten Wirkung gegen die Schädlinge wegen inakzeptabler Nebenwirkungen auf Nichtzielorganismen behördlich verboten oder von den Herstellerfirmen zurückgezogen. Aktuell steht Schweizer Produzent/innen nur noch ein Insektizid mit einer Teilwirkung gegen den Drahtwurm zur Verfügung.

Gemeinsam mit Agroscope, der Universität Göttingen sowie der Firma Stähler AG entwickeln wir eine praxisreife, umweltschonende biologische oder chemische Bekämpfungsmethode gegen den Drahtwurm. Aufgrund der bisherigen Ergebnisse stellt sich die Frage, ob die direkte Bekämpfung der Drahtwürmer bei der Pflanzung der Kartoffeln der ideale Zeitpunkt ist. Oft sind die Bodentemperaturen dann noch tief und die Drahtwürmer in tieferen Bodenschichten.

In Kombination mit hohen Niederschlägen nach der Pflanzung könnte sich dies negativ auf den Bekämpfungserfolg auswirken. Möglicherweise wäre es sinnvoller, die Drahtwürmer während der gesamten Fruchtfolge zu bekämpfen. Ideal wäre allenfalls ein Einsatz nach der Getreide- oder Rapsernte, wenn der Boden noch warm ist und sich die Schädlinge in empfindlichen Stadien (Eier, junge Larven) nahe der Bodenoberfläche befinden. Für 2017 und 2018 sind entsprechende Versuche als Ergänzung zu den bisherigen angelegt.

In den 1990er Jahren wurden in der Schweiz noch zahlreiche Rübenparzellen gehackt. Heute erfolgt die Unkrautbekämpfung fast ausschliesslich mit ganzflächigen Herbizidbehandlungen.

Gemeinsam mit der Interprofession Zucker untersuchen Forschende der BFH-HAFL Chancen und Grenzen verschiedener mechanisch-chemischer Verfahren zur Unkrautreduzierung im Zuckerrübenanbau. Sie erforschen den kombinierten Einsatz von Hackgeräten, Herbizid-Band- bzw. -Unterblattspritzungen in Mulchsaaten und bei Pflugeinsatz nach verschiedenen Zwischenkulturen.

Projektziel ist es, Praxisempfehlungen auszuarbeiten, mit welchen sich die heute betriebsüblichen Herbizidaufwandmengen um 50 Prozent reduzieren lassen.

Das Rübenkopfählchen, Ditylenchus dipsaci, bedroht allein in der Schweiz den Zuckerrübenanbau auf rund 4000 Hektaren. Der Befall durch diesen Fadenwurm führt zu Nekrosen und Fäulnis, was bis zu 50 Prozent Ertragsverlust bedeuten kann.

Aktuell stehen keine effektiven chemischen Bekämpfungsmassnahmen gegen diesen Schädling zur Verfügung. Tolerante Sorten, in Kombination mit einer verzögerten Saat, sind nur eine ungenügende Alternative und bieten keine nachhaltige Perspektive für die betroffenen Anbaugebiete. Neben vorbeugenden Massnahmen, wie weitgestellte Fruchtfolgen, bietet nur der Einsatz resistenter Sorten eine Möglichkeit der nachhaltigen Regulierung von D. dipsaci auf Befallsflächen.

Im Rahmen eines PhD-Projekts untersuchen wir, in Zusammenarbeit mit KWS Saat SE, der Schweizerischen Fachstelle für Zuckerrübenbau, dem Julius Kühn-Institut und der Georg-August-Universität Göttingen, die Resistenz gegen D. dipsaci in Zuckerrüben.

Im Projekt wurden 220 Kartoffelproben mittels Degustationen in ihrem Kochtyp eingeschätzt. Zu den Kartoffelproben wurden zahlreiche Daten zur Anbautechnik und zum Anbaustandort erhoben. Zudem wurden die Knollen mittels gerätetechnischen Messungen und vereinfachten Boniturmethoden in ihrer Textur charakterisiert. Alle Daten wurden schliesslich in Beziehung zu den Kocheigenschaften gesetzt.

Die pektinolytischen Bakterien (Dickeya spp., Pectobacterium carotovorum, Pectobacterium atrosepticum) verursachen grosse Schäden und ökonomische Verluste in der Kartoffelproduktion. In einem internationalen Projekt erarbeitet die BFH-HAFL zusammen mit der Schweizerischen Kartoffelbranche, der Forschungsanstalt Agroscope Changins, der INRA Rennes und der Firma BIOREBA ein Konzept für eine optimierte integrierte Bekämpfung.