Forschungs- und Innovationsprojekt
Erfolgreiche Etablierungsstrategien für multifunktionale Agroforstsysteme in trockenen Lagen

Eine Gruppe von Bäumen steht in einer Ackerfläche.

Agroforstwirtschaft mit einer Kombination von Gehölzen und Acker
Foto: Andrea Winterling

Etablierung von multifunktionalen Agroforstsystemen

Wie gelingt Agroforst in Trockenlagen? Die beiden Landesanstalten für Wald und Forstwirtschaft (LWF) und für Landwirtschaft (LfL) testeten im Zeitraum von 2022 bis 2025 Etablierungsstrategien für verschiedene Baumarten, um diese wichtige Frage beantworten zu können.

Hintergrund

Agroforstsysteme können aufgrund ihrer vielfältigen positiven Klima- und Umweltwirkungen Bausteine einer zukunftsfähigen, nachhaltigen und multifunktionalen Landnutzung sein.

Was ist Agroforstwirtschaft?
Agroforstwirtschaft ist die Kombination von Gehölzen, Acker und/oder Tieren auf einer Fläche.
Mit dem Begriff Agroforstwirtschaft werden Landnutzungs­systeme bezeichnet, bei denen Gehölze (Bäume oder Sträucher) mit Ackerkulturen und/oder Tierhaltung so auf einer Fläche kombiniert werden, dass zwischen den verschiedenen Komponenten ökologische und ökonomische Vorteils­wirkungen entstehen (Quelle: Nair R 1993 An introduction to agroforestry, Verlag: Kluwer Academic Publishers).

Agroforstsysteme …

  • beeinflussen die Biodiversität der Agrarlandschaft positiv und
  • haben das Potenzial zum Schutz von Boden und Wasser.
  • Durch den Windschutzeffekt der Bäume wird die Austrocknung des Bodens verringert und die Ertragssicherheit der landwirtschaftlichen Kulturen erhöht.
  • Trockenheitstolerante Baumarten sichern den Betrieb gegen Klimarisiken ab, binden CO2 und erhöhen den Humusgehalt in den Baumstreifen.
Im Rahmen des Projekts "Entwicklung und Erprobung eines Agroforstsystems zur Energieholzgewinnung" entwickelten LfL und LWF für Südbayern ein praxisgerechtes Agroforstsystem mit Energieholzstreifen im ökologischen Landbau.

Entwicklung und Erprobung eines Agroforstsystems im ökologischen Landbau zur Energieholzerzeugung

Allerdings gestaltet sich die Etablierung von Agroforstsystemen in Klimahotspots wie dem bayerischen Unterfranken schwierig. Für die Klimabedingungen Nordbayerns fehlen Erfahrungen, obwohl Agroforstsysteme gerade dort großes Potenzial zur Bewältigung der aktuellen Herausforderungen in der Landwirtschaft, wie Klimaschutz und Klimaanpassung, haben.

Ziel

Ziel des Forschungsprojektes war es, funktionsfähige Agroforstsysteme mit stock­ausschlag­fähigen heimischen Baumarten unter trockenen Klimabedingungen zu entwickeln.

Forschungsfragen

  • Welche Baumarten sind für den Anbau in Agroforstsystemen auf trockenen Ackerstandorten besonders geeignet?
  • Wie lassen sich Agroforstsysteme hinsichtlich Ökosystemdienstleistungen wie Biodiversität und Erosionsschutz optimieren? Lassen sich durch KULAP-Blühmischungen direkt an die Baumstreifen angrenzende Bereiche sinnvoll nutzen?

Methode

Versuchsstandorte und untersuchte Baumarten

Die Versuche fanden als Exaktversuche (randomisierte Blockanlage mit vier Wiederholungen) sowie Tastversuche an drei Versuchsstandorten in Bayern statt

Zwei der Standorte befanden sich im bayerischen Klimahotspot Unterfranken:

  • Monbrunn im Landkreis Miltenberg:
    ökologisch bewirtschaftete Fläche auf dem Naturland-Betrieb der Familie Frey
  • Schwarzach bei Kitzingen:
    konventionell bewirtschaftete Fläche auf dem BaySG-Staatsgut Schwarzenau (LfL-Forschungszentrum für "Landwirtschaft in Trockenlagen")

Der dritte Standort lag in Oberbayern:

  • Straßmoos bei Neuburg an der Donau:
    ökologisch bewirtschaftete Fläche der BaySG-Versuchsstation Straßmoos
Dieser gut wasserversorgte Standort diente als Vergleichsbasis.

Die in den Exaktversuchen untersuchten Baumarten waren:

  • Feldahorn (Acer campestre)
  • Edelkastanie (Castanea sativa)
  • Baumhasel (Corylus colurna)
  • Vogelkirsche (Prunus avium)
  • Flatterulme (Ulmus laevis)

Etablierungsmaßnahmen für alle Baumarten im Exaktversuch:

  • Ausbringung von Mulchfolie
  • Schutz der Bäume mit Wuchshüllen
  • Einsaat einer definierten Begleitvegetation aus Wald- und Waldsaumarten zur naturschutzfachlichen Aufwertung (Monbrunn)
  • Unbehandelte Kontrolle zum Vergleich
Einblicke in den Exaktversuch in Straßmoos
Versuchsanlage mit verschiedenen Parzellen.

Randomisierte Block­anlage mit den Etablierungs­maß­nahmen für die verschiedenen Baum­arten
Foto: Andrea Winterling

Blick auf die Versuchanlage mit grünen Wuchshüllen um die Stecklinge

Versuchs­variante mit Wuchs­hüllen zum Schutz der jungen Pflanzen
Foto: Andrea Winterling

Die in den Tastversuchen untersuchten Baumarten waren:

  • Weißdorn (Crataegus monogyna)
  • Schwarz- und Walnuss (Juglans nigra, Juglans regia)
  • Wildbirne (Pyrus communis)
  • Kreuzdorn (Rhamnus cathartica)
  • Mehlbeere (Sorbus aria)
  • Speierling (Sorbus domestica)
  • Elsbeere (Sorbus torminalis)

Messung und Dokumentation der Ökosystemdienstleistungen Biodiversität und Erosionsschutz

  • Biodiversität: Pflanzensoziologische Aufnahme, Analyse der Entwicklung der Spinnen- und Laufkäferpopulationen
  • Erosionsschutz (auf der Versuchsanlage bei Kitzingen): erosionsschutzfachlich optimierte Anlage des Versuchs. Die Wirksamkeit der Maßnahme wird durch Erosionsmessnägel dokumentiert.

Test von KULAP-Blühmischungen für direkt an die Baumstreifen angrenzende Bereiche

Die LfL und die LWF wiesen in einem Vorgängerprojekt für Südbayern, vor allem durch Beschattung, eine Ertragsreduzierung im direkt an die Baumstreifen angrenzenden Bereich bei den landwirtschaftlichen Kulturen nach (siehe LfL-LWF-Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Agroforstsystems zur Energieholzerzeugung im ökologischen Landbau"). Um diesen Bereich anderweitig sinnvoll zu nutzen, testeten die Projektpartner neben den Agroforststreifen in Straßmoos und Monbrunn verschiedene KULAP-Blühmischungen. Die Blühstreifen könnten zum Beispiel bei ausreichender Flächengröße als KULAP-Maßnahme gefördert oder als ökologische Vorrangfläche gewertet werden.

Modellhaftes Agroforstsystem für den Wissenstransfer

In einem Teilprojekt legte die LfL im Frühjahr 2023 ein modellhaftes Agroforstsystem auf dem LfL-Gelände in Freising an. Dieses Agroforstsystem "im Kleinen" dient als Anschauungsobjekt für Führungen und Veranstaltungen.

Kooperationen und Projektpartner

Das Projekt führten die beiden Bayerischen Landesanstalten für Wald und Forstwirtschaft und für Landwirtschaft gemeinsam durch.

Projektbeschreibung bei der LWF Externer Link

Weitere Projektpartner:

  • BaySG-Staatsgut Schwarzenau
  • BaySG-Versuchsgut Straßmoos
  • Naturland-Betrieb Familie Frey

Ergebnisse

Die Ergebnisse des Projekts geben interessierten Landwirten – insbesondere in trockenen Gebieten – Anhaltspunkte, welche Chancen und Herausforderungen bei der Anlage von Agroforstsystemen auf sie zukommen.

Mulchfolie tendenziell beste Baumüberlebensrate, kein Erfolg mit Edelkastanie an einem Standort

Im Projektzeitraum von 2022 bis 2025 gelang die Etablierung der drei Agroforstsysteme (AFS). Die Mulchfolie zeigte tendenziell die höchste Überlebensrate bei den Bäumen, jedoch ohne signifikante Unterschiede zu anderen Methoden. Die Edelkastanie zeigte am kalkreichen Standort Schwarzenau hohe Ausfallraten und wurde dort durch Elsbeere ersetzt.

Bäume auf Mulchfolie und mit Wuchshüllen signifikant besser, Flatterulme am stärksten

Im ersten und zweiten Jahr wuchsen die Bäume auf Mulchfolie und mit Wuchshüllen signifikant besser als in der Kontrolle, wobei die Flatterulme stets den größten Höhenzuwachs erzielte, gefolgt von der Vogelkirsche.

Bodenfeuchte und Infiltrationsveränderungen

Die Bodenfeuchte-Messungen ergaben bei den Agroforstflächen im Sommer meist niedrigere Werte als auf dem Feld, im Herbst war die Feuchtigkeit etwas höher als auf den benachbarten Ackerflächen. Auch die Infiltrationsraten änderten sich in den mit den mit Bäumen bestockten AFS-Flächen schnell; sie waren auf den Agroforst-Parzellen in Monbrunn und Straßmoos bereits in der ersten Vegetationsperiode 2023 höher als auf den angrenzenden Feldern.

Stabile Etablierung der Untersaaten

Die Untersaaten aus Wald- und Waldsaumarten etablierten sich im Baumstreifen stabil. Es ist zu erwarten, dass sich diese Arten mit zunehmendem Baumwachstum und der damit verbundenen Veränderung der Standortbedingungen – insbesondere durch Schattenwurf und Mikroklima – weiterentwickeln und verstärken werden.

Blühstreifen: unterschiedliche Erfolge

Der Etablierungserfolg der in den Blühstreifen ausgebrachten Saatmischungen war sehr unterschiedlich. Einige der eingesäten Arten sind immer aufgegangen, andere nie. Dafür haben sich zahlreiche Arten spontan etabliert, die nicht Teil der Mischungen waren. In jeder Fläche bildete sich eine geschlossene Vegetationsdecke aus. Die Mischung „Bienenweide“ erzielte die höchste Artenvielfalt, insbesondere am Standort Straßmoos.

Artenvielfalt und Artenhäufigkeit in den Versuchsflächen

Die vegetationskundlichen Aufnahmen zeigten auf den ökologisch bewirtschafteten Versuchsflächen Monbrunn und Straßmoos eine höhere Artenvielfalt in der Begleitvegetation als auf dem konventionellen Standort Schwarzenau. Auch bei der Individuenzahl von Spinnen und Laufkäfern waren Monbrunn und Straßmoos dem konventionellen Standort Schwarzenau deutlich überlegen. Anders verhielt es sich bei der Artenzahl, hier stand der Trockenstandort Schwarzenau mit 51 Arten an der Spitze.

Fazit – Agroforstsysteme: nachhaltige und multifunktionale Landnutzungsform

Insgesamt zeigt das Projekt, dass Agroforstsysteme eine nachhaltige und multifunktionale Landnutzungsform darstellen, die zur Klimaanpassung, Biodiversitätsförderung und Bodenschutz in trockenen Regionen beitragen kann.

Publikationen

Projektinformation
Projektleitung gesamt: Dr. Frank Burger, Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF)
Projektleitung LfL: Andrea Winterling, LfL-Institut für Agrarökologie und Biologischen Landbau (IAB), Arbeitsgruppe Leguminosen und Agroforstsysteme im Ökologischen Landbau
Projektbearbeitung: Moritz Fäßler (LWF)
Weitere Projektbeteiligte an der LfL: Florian Ebertseder, IAB, Arbeitsgruppe Bodenphysik, Bodenmonitoring; Harald Volz, IAB, Arbeitsgruppe Kulturlandschaft, Landschaftsentwicklung
Projektpartner: BaySG-Staatsgut Schwarzenau, BaySG-Versuchsgut Straßmoos, Naturland-Betrieb Familie Frey
Laufzeit: 01.05.2022 bis 30.04.2025
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: G2/N/21/10