Refine
Document Type
Institute
BTU
Im Rekultivierungsbereich des Braunkohletagebaus Welzow-Süd wurde der Einfluss der Schnitttechnik auf die Biomassequantität, die Stockausschlagfähigkeit und die Entwicklung von Robinien Wurzelbrut untersucht.
Für diesen Zweck wurden die Folgen der Holzernte mittels Forstmulcher und Motorsäge miteinander verglichen.
Der folgende Beitrag widmet sich der Frage, inwieweit sich mikroklimatische Änderungen in einem Agroforstsystem (AFS) bedingt durch die Gehölzkomponente kleinräumig auf die gemessene Evaporation sowie auf die Produktivität von Winterweizen (Triticum aestivum) auswirken. Hierfür wurden im Zeitraum von März bis August 2016 Untersuchungen auf einem ca. 40 ha großen Agroforstschlag und einer angrenzenden, konventionell bewirtschafteten Freifläche bei Neu Sacro (Landkreis Spree-Neiße, Brandenburg) durchgeführt. Neben mikroklimatischen Kenngrößen wie der Lufttemperatur, der relativen Luftfeuchte, der Windgeschwindigkeit und der Globalstrahlung wurde auch die Evaporation nach Piche bestimmt. Ergänzend wurden Ertragsmessungen zum Kornertrag und Messungen zum Blattflächenindex (LAI) des angebauten Winterweizens durchgeführt. Neben Änderungen der Tagesminima der relativen Luftfeuchtigkeit im Nahbereich der Gehölzstreifen wurde eine Reduktion der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit von bis zu 51 % gegenüber der Freifläche festgestellt. Die Minderung der Evaporation im Vergleich zur Freifläche betrug je nach Witterung bzw. Nähe zum Gehölzstreifen bis zu 58 % und wurde dabei maßgeblich durch die Windgeschwindigkeit beeinflusst. Räumliche Unterschiede ergaben sich auch bezüglich des Kornertrags sowie beim LAI. So fielen die Kornerträge im Agroforstsystem mit bis zu 9,2 t ha-1 gegenüber ca. 7,0 t ha-1 für die Referenzfläche überwiegend höher aus. Mit Ausnahme des Leebereichs in 3 m Entfernung zum Gehölzstreifen lagen auch die LAI-Werte des AFS über jenen der angrenzenden Freifläche. Diese ersten Ergebnisse deuten darauf hin, dass in AFS durch Gehölzstrukturen neben der Windgeschwindigkeit auch die Wasserverdunstung im Bereich der angrenzenden Ackerkulturen gemindert werden kann. Die mikroklimatischen Unterschiede wirkten sich dabei potentiell auch positiv auf das Wachstumsverhalten bzw. den Ertrag des Winterweizens aus. Vor dem Hintergrund einer Verringerung der potentiellen Evaporation und einer hieraus resultierenden höheren Wasserverfügbarkeit für die Ackerkulturen könnte die agroforstliche Landnutzung zukünftig auch für trockenheitsgefährdete Gebiete Mitteleuropas eine vorteilhafte Anpassungsstrategie des Ackerbaus an den Klimawandel darstellen.
Agroforestry for arable farmers is not a common practice in Germany. However, alley cropping for woody biomass production is of interest because of its high potential to concurrently provide a biomass feedstock and an arable crop. One of the systems that exists, although at an experimental level, is the integration of rows of fast growing trees, such as poplar or willow, with arable crops.
The experimental plots were initially established as part of the German joint research project “AgroForstEnergie - Economic and Ecological Evaluation of Agroforestry Systems in Farming Practice“, funded by the German Federal Ministry of Food and Agriculture (AgroForstEnergie 2015). The goal of this project was to study alley cropping systems, which concurrently produce a woody biomass feedstock and conventional agricultural crops. Currently the work is continued through the AGFORWARD Project.
The State of Brandenburg is known for its light sandy soils that are prone to wind erosion. The introduction of tree hedgerows within the agricultural landscape can reduce wind erosion (Böhm et al. 2014). In addition, microclimatic conditions such as soil moisture, wind speed reduction, relative humidity and air temperature have been more favourable for plant growth in crop alleys compared to reference crop areas (Böhm et al. 2014; Quinkenstein et al. 2009).
Sugar beets are a common crop for conventional agricultural systems in Western Europe. As part of agroforestry systems, sugar beets have rarely been studied. Even though sugar beets can root up to a depth of 2 meter, their yields can be significantly reduced due to a lack of water (Hoffmann 2010; Bloch et al. 2006). Agroforestry systems that consist of tree hedgerows and crop alleys, also known as Alley Cropping Systems, have the potential to increase plant moisture in comparison to conventional agricultural systems (Quinkenstein et al. 2009).
This study aims to assess tree hedgerow effects on sugar beets. The objectives of this study were to; 1) assess how tree hedgerows planted at three distances affected sugar beet yields; 2) to correlate soil moisture values of the top 15 cm with sugar beet yields at the same distance of the tree row; 3) to assess the effects of drought stress on sugar beet yield.
Agroforestry (the integration of trees with crop and/or livestock production) offers a pathway to diversify agricultural production. Agroforestry systems have the potential to improve on-farm use of water through enhanced soil water holding capacities, the provision of shade, and the creation of wind shelter. These three characteristics can also improve the resilience of agricultural production in response to changing weather patterns. The objectives of this study were: 1) to measure how alley cropping systems with varying alley widths affect crop microclimate, 2) to measure the effects of this microclimate on sugar beet (Beta vulgaris) yields, and 3) to assess how moisture availability affects sugar beet growth patterns. Measurements were made in a 70 ha alley cropping system comprising black locust (Robinia pseudoacacia L.) and hybrid poplar Max1 (Populus suaveolens subsp. maximowiczii x P. nigra). A sugar beet crop was grown during the relatively dry growing season of 2015. Sugar beet yields were reduced in close proximity to the hedgerow, but yields were higher at and beyond an intermediate distance when compared with those in a nearby conventional agricultural field. Moisture availability significantly affected growth patterns of sugar beet roots.
Multifunctional land use systems, such as agroforestry, are able to deliver several ecological services to agriculture in addition to the concurrent production of woody biomass and arable crops. For example, trees in agroforestry systems can provide shelter for wildlife and supply additional nutrients to adjacent arable fields through leaf litter inputs and fine root turnover. In addition, tree-strips have the ability to improve the groundwater quality underneath the tree-strip itself and possibly underneath adjacent fields. Unlike these commonly measured ecosystem services the microclimate conditions in temperate agroforestry systems are still a comparatively new study area (Kanzler et al. 2015, Böhm et al. 2014). This might be due to the complexity of the microclimate, which depends on various parameters such as the plant height, the planting density, and the orientation of the tree-strips. The objective of this study was to investigate the potential influence of tree-strips on microclimate using high resolution data loggers.
Blattstreumengen in Gehölzstreifen und angrenzenden Ackerbreichen innerhalb eines Agroforstsystems
(2015)
This study investigates the spatial and temporal impact of microclimate conditions caused by poplar hedgerows in a short rotation alley cropping system (SRACS), and their effect on the atmospheric evaporative demand (AED) and the grain crop yield of winter wheat (Triticum aestivum var. Patras) in direct comparison to a common agricultural crop system. Microclimate was measured at nine positions distributed at the SRACS and an adjacent open field in Brandenburg State (Germany) from March to August 2016. Our hypothesis was that microclimate and AED was improved at SRACS, with traceable effects on the crop yield. The analysis of air temperature and water vapour deficit (VPD) data revealed significantly (p B 0.05) lower daytime values from June to August at the crop alley of the SRACS, which were generally most frequent at the poplar hedgerow and 3 m west positions. By contrast, wind speed was reduced at almost all the positions of our crop alley and during the entire measurement period during both day and night. The AED measured on sampling days in July was significantly (p B 0.001) reduced at the whole crop alley, with values from 24 to 32% in comparison to the open field. We observed a strong linear relationship (R2 & 0.78–0.99) between AED on one side and wind speed and VPD on the other side. The average grain yield within the SRACS was 16% higher than on the OF. However, our microclimate data were insufficient to explain this yield surplus.
Derzeit lebt mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten, Tendenz weiter steigend. Die Sicherstellung der Versorgung dieser Menschen mit Nahrungsmitteln wird künftig den Druck auf die Landwirtschaft in ländlichen Gebieten weiter erhöhen. Die Nahrungsmittelproduktion wird dabei stärker als zuvor durch das Umweltbewusstsein der Verbraucher einerseits und andererseits durch die Verminderung landwirtschaftlicher Produktionsfläche zugunsten der Stadtentwicklung beeinflusst werden (Vira et al. 2015). Die Folgen des Klimawandels (u.a. reduzierte Wasserverfügbarkeit, höheren Verdunstung, Zunahme von Witterungsextremen) werden zu Ertragsschwankungen führen (EEA 2017) und so die Landwirtschaft vor neue Herausforderungen stellen. Dies gilt vor allem für ertragsschwächere Standorte mit einem hohen Risiko für klimawandelbedingte Witterungseinflüsse. Vor diesem Hintergrund kann die agroforstliche Landnutzung, durch eine höhere Adaptionsfähigkeit gegenüber der Klimavariabilität (Kanzler et al. 2016) und der Möglichkeit zur ökologischen Aufwertung von Ackerflächen, aktiv zu einer stabilen, leistungsfähigen Landwirtschaft beitragen. Der folgende Beitrag widmet sich Untersuchungsergebnissen aus der Vegetationsperiode 2017 zum Mikroklima auf einem agroforstlich genutzten Ackerstandort in der Lausitz, Brandenburg.