Klimafreundliche Produktion

In der Schweiz können gut 80 % der landwirtschaftlichen Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) auf die Tierproduktion zurückgeführt werden, ein Grossteil davon auf die Haltung von Wiederkäuern (Bretscher et al. 2018). Der Milch- und Rindfleischproduktion fällt dementsprechend eine besonders hohe Bedeutung zu. Dabei spielt die genaue Ausgestaltung des Haltungssystems eine eher untergeordnete Rolle. Praxisdaten zeigen eher kleine Unterschiede in der Treibhausgasintensität (kg CO₂-Äquivalent pro kg Milch) zwischen extensiver Weidehaltung und intensiverer Stallhaltung (Zollitsch et al. 2010, Zumwald et al. 2018). Weidebasierte Systeme sind allenfalls trotz relativ geringer Einzeltierleistung als günstig zu beurteilen, da nur wenig Kraftfutter verfüttert wird und die Emissionen bei der Lagerung der Ausscheidungen geringer sind als bei Stallhaltung. Weiterhin zeigt sich, dass für eine umfassende Abschätzung der Treibhausgasintensität eine situationsspezifische Analyse des Gesamtsystems notwendig ist (Milchproduktion, Fleischproduktion, Futterbau, Landnutzung sowie Landnutzungsänderung (Zehetmeier et al. 2012). Das Optimierungspotenzial fällt trotzdem häufig relativ bescheiden aus, was zumindest teilweise auf das hohe Produktionsniveau zurückgeführt werden kann. Allenfalls können noch Fortschritte im Bereich der Lebenstagleistung erzielt werden, insbesondere durch eine Erhöhung der Anzahl Laktationen bei den Milchkühen, oder im Bereich des Herdenmanagements und der Züchtung (Meier et al. 2017, Zehetmeier et al. 2012 und de Haas et al. 2017).

Meist wichtiger als Herdenmanagement und Haltungssystem ist die Optimierung der Futtermittel-Konvertierungseffizienz (kg Produkt pro kg Futter). Das Geflügel weist in der Regel die höchste Effizienz auf, gefolgt von der Schweinehaltung und der Milchproduktion. Die Produktion von Rindfleisch hat eine vergleichsweise tiefe Futtermittel-Konvertierungseffizienz und weist sowohl pro kg Fleisch als auch pro kg Protein die höchsten THG-Emissionen auf (Herrero et al. 2013). Allerdings muss beachtet werden, dass Wiederkäuer Futtermittel verwerten können, die nicht vom Mensch verzehrbar sind. Um diesen Aspekt in einem Effizienzkriterium zu berücksichtigen, muss der Indikator der «Nahrungsmittelkonkurrenz» miteinbezogen werden. Er setzt bei den verwendeten Futtermitteln an und beschreibt deren Anteil an für den Menschen potenziell verdaubarem Protein bzw. Energie im Verhältnis zur tatsächlichen Produktion von Protein bzw. Energie in Form von Milch und Fleisch (Zumwald et al. 2019). Hier zeigt sich, dass graslandbasierte Wiederkäuerhaltung wesentlich besser abschneidet als Systeme mit einem hohen Kraftfutteranteil (Steinwidder et al. 2016). Um zusätzlich den Aspekt der Landnutzung miteinzubeziehen, muss das Konzept auf die «Flächenkonkurrenz» ausgeweitet werden (van Zanten et al. 2016 und Zumwald et al. 2019). Für eine bestimmte Fläche erfasst dieser Indikator das Potenzial, Nahrungsmittel für den menschlichen Verzehr zu produzieren und stellt diesem die Menge der tatsächlich produzierten tierischen Nahrungsmittel gegenüber. Aufgrund dieser Betrachtung werden Flächen für die Tierproduktion favorisiert, die nicht ackerbaulich genutzt werden können, wie zum Beispiel Graslandflächen an steilen Hanglagen. Letztendlich sollte der Tierbesatz dem lokal verfügbaren Futterangebot dieser Flächen angepasst werden (Mosimann et al. 2017). Lokale Nährstoffkreisläufe sollten dadurch möglichst geschlossen werden. Weiterhin sollten Futtermittel aus Reststoffen und Nebenprodukten der Lebensmittelindustrie bevorzugt werden und Kraftfutter sollten nur in sehr beschränktem Masse eingesetzt werden. Auf dieser Basis könnte ein Anreiz geschaffen werden, Ackerflächen vermehrt direkt für die menschliche Ernährung zu nutzen – ohne den Umweg über die weit weniger effiziente Tierproduktion. In Kombination mit einer entsprechenden Umstellung des Konsumverhaltens, hin zu einer vermehrt pflanzenbasierten Ernährung, ergäbe sich eine signifikante Reduktion der THG-Emissionen.

Weitere Effizienzfortschritte sind insbesondere auch im Bereich des Stickstoffdüngemanagements notwendig. Für die Schweiz fanden Bosshard et al. (2012) bei einer Überprüfung der Methode Suisse-Bilanz ein erhebliches Einsparpotenzial. Mit einer verlustarmen Bewirtschaftung der Hofdünger und einer sorgfältigen, parzellenspezifischen Planung der Stickstoffdüngung gilt es vor allem die bedeutsamen N-Verluste über Ammoniak und Nitrat einzuschränken. Dabei ist es wichtig, den entsprechend höheren Düngewert der Hofdünger bei der Planung zu berücksichtigen und das Total der ausgebrachten Stickstoffmengen entsprechend zu reduzieren (Bergfeld et al. 2017 und Flessa et al. 2014). Dazu wäre ein benutzerfreundliches und umfassendes Planungstool von grossem Nutzen. Dieses sollte möglichst viele Faktoren wie zum Beispiel den Nährstoffbedarf der Pflanzen, den Vorkultureffekt, den Versorgungszustand des Bodens und die Eigenschaften der verwendeten Dünger und ihrer Ausbringtechniken berücksichtigen. Daten dazu sind in den «Grundlagen für die Düngung landwirtschaftlicher Kulturen in der Schweiz» zusammengestellt (Richner et al. 2017). Die zeitliche und räumliche Stickstoffversorgung sollte möglichst nahe am Pflanzenbedarf liegen, da zu hohe Ausbringmengen zu einem Überschuss an frei verfügbarem mineralischem Stickstoff im Boden führen und damit zu überproportional hohen Lachgasemissionen (Kim et al. 2013 und van Groeningen et al. 2010). Snyder et al. (2009) geben eine hervorragende Übersicht über die entsprechenden Reduktionspotenziale der N₂O-Emissionen und verweisen auf konkrete Empfehlungen für die Praxis.

Stickstoffeffizienz ist kein neues Thema in der Landwirtschaftspolitik. Hartmann et al. stellten bereits 2009 fest, dass es zu wenige Anreize für die Betriebswirte gibt, ihren Stickstoffüberschuss zu reduzieren und dass die existierenden Politikinstrumente ungenügend sind, um der Komplexität des Stickstoffzyklus Rechnung zu tragen. Sie schlagen vor, in Zukunft Stickstoff-Input und Landnutzung gemeinsam zu betrachten. Demgemäss sollte die Produktion vor allem auf N-effiziente Kulturen und Sorten gelegt werden. Leip et al. (2014) verweisen zum Beispiel auf die unterschiedlichen N-Footprints verschiedener Landwirtschaftsprodukte. Aufgrund ihrer Fähigkeit Luftstickstoff zu fixieren sind Leguminosen dabei besonders interessant und die vermehrte Einbindung von Leguminosen in die Fruchtfolge bringt verschiedene ökologische Vorteile (Nemecek et al. 2008). Die Fruchtfolgen sollten in diesem Sinne den natürlichen Produktionsbedingungen (Klima, Topografie, Bodeneigenschaften) des jeweiligen Standorts angepasst werden und hinsichtlich Nährstoff- und Ressourceneffizienz optimiert werden. Dazu gehören auch Überlegungen zu Zwischenkulturen, Untersaaten, Bodenbedeckung und Bodenbearbeitung.

Eine nachhaltige Bodennutzung ist ein weiterer Grundpfeiler eines klimafreundlichen Produktionssystems. Der in der Biomasse verfügbare Kohlenstoff, der nicht über die Ernte abgeführt wird, sollte in eine möglichst stabile Form gebracht werden und über möglichst lange Zeit im Boden gespeichert werden. Die blosse Verlagerung von Kohlenstoff zum Beispiel in Form von Hofdüngern und Kompost bringt für sich alleine keinen Klimanutzen. Auch zwischen den verschiedenen Formen der mechanischen Bodenbearbeitung (Pflug, reduzierte Bodenbearbeitung, Direktsaat) konnte man bisher keinen Unterschied in Bezug auf den Gesamtkohlenstoffgehalt und dessen Veränderung finden (Luo et al. 2010 und Angers and Eriksen-Hamel 2008). Die Anwendung von Pflanzenkohle und das Tiefpflügen führen nach bisheriger Erkenntnis zu einer Anreicherung des Bodenkohlenstoffs. Allerdings müssen diese Techniken noch vertieft erforscht und in ihrer breiten Anwendbarkeit untersucht werden. Gleichzeitig zu den potenziell humusfördernden Aktivitäten müssen die bereits vorhandenen Kohlenstoffreserven im Boden geschützt und erhalten bleiben. Hier stellen sich besonders grosse Herausforderungen bei der Bewirtschaftung von Moorböden. Wenn überhaupt, wäre nach derzeitigem Kenntnisstand höchstens eine extensive Bewirtschaftung in Form einer Paludikultur auf (wieder-) vernässten Moorböden mit einem klimafreundlichen Produktionssystem vereinbar. Die Auswirkungen von Überschüttungen oder von Nassreisanbau auf solchen Böden sind bisher noch zu wenig untersucht.
 

Treibhausgasemissionen auf Landwirtschaftsbetrieben entstehen meist durch biochemische Prozesse in den Tieren, Pflanzen und Böden. Diese Prozesse sind miteinander vernetzt, so dass ein Eingriff an einer spezifischen Stelle oft zu Emissionsverlagerungen führt. Die Umsetzung von Massnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen auf den Praxisbetrieben ist somit eine vielschichtige Herausforderung. Bergfeld et al. (2017) empfehlen daher, dass Fragen des Klimaschutzes zunehmend Eingang in die landwirtschaftliche Beratung finden sollten. Erste Erfahrungen aus dem Projekt AgroCO2ncept Flaachtal bestätigen, dass eine fachspezifische Beratung für einen effizienten Klimaschutz unerlässlich ist. Sehr hilfreich sind auch gezielte Weiterbildungsangebote für Landwirte und die Verbreitung von Erkenntnissen aus der Praxis mittels gegenseitigem Erfahrungsaustausch. Ein vertieftes Systemverständnis kann die Akzeptanz und Wirkung einer Massnahme bei den Landwirten erhöhen.

Sollen THG-Reduktionsstrategien in der Landwirtschaft erfolgreich umgesetzt werden, ist es weiterhin unabdingbar, Zugang zu haben zu zuverlässigen und leicht zugänglichen Folgeabschätzungen verschiedener Landnutzungs- und Anbausysteme. Ausgehend von den zum Teil sehr unterschiedlichen lokalen Gegebenheiten und Sachzwängen (Boden, Klima, Betriebsstruktur, soziopolitisches Umfeld) können so die vielversprechendsten Potenziale identifiziert und umgesetzt werden. Modelle zur Erstellung einer betriebsspezifischen Treibhausgasbilanz sind dabei sehr hilfreich. Zahlreiche Bilanzierungs- und Planungsinstrumente sind meist kostenlos im Internet verfügbar (Crosson et al. 2011, del Prado et al. 2013, Denef et al. 2012, Kätsch und Osterburg 2016, Sanjo et al. 2016 und Whittaker et al. 2013). Die Palette reicht von wenig aufwändigen Tools wie dem Energie und Klimacheck von AgroCleanTech für erste grobe Potenzialanalyse bis hin zu detaillierten Modellen wie zum Beispiel ACCT, wo der Effekt von konkreten Massnahmen simuliert werden kann. Herausforderungen sind dabei die Erfassung der zahlreichen Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Emissionsprozessen sowie die korrekte Abschätzung der Treibhausgasflüsse der Böden (van Lingen et al. 2018, Goglio et al. 2017 und Peter et al. 2016). Auch Modelle zur Abschätzung der Stickstoffflüsse wie zum Beispiel AGRAMMON sind nützliche Hilfsmittel, da es meist einen engen Zusammenhang zwischen dem Stickstoff-Überschuss und den Treibhausgasemissionen gibt (Clark and Tilman 2017 und Schils et al. 2007). Schliesslich kann die ungefähre Entwicklung des Kohlenstoffgehalts der Oberböden mit einer Humusbilanz abgeschätzt werden. Um Produktionsverlagerungen aufgrund von tieferen Erträgen zu berücksichtigen, sollten Indikatoren und Monitoring-Systeme jeweils auf die Emissionsintensität, das heisst auf die Emissionen pro produzierte Energie- und/oder Proteineinheit ausgelegt sein (Hillier et al. 2011 und McAllister et al. 2011). In der nachfolgenden Tabelle sind einige mögliche Indikatoren aufgelistet, die dazu dienen können die Klimafreundlichkeit eines Systems zu bewerten.

Die technologische Entwicklung in der Landwirtschaft ist kaum ausreichend um die notwendige Reduktion der Treibhausgase zur Einhaltung des 2°-Ziels des Übereinkommens von Paris zu erreichen. Modellanalysen gehen von einem technologischen Potenzial von 20–40 % auf globaler Ebene aus (Wollenberg et al. 2016). Ein Grossteil dieses Potenzials lässt sich auf Effizienzgewinne in Afrika, Asien und Südamerika zurückführen. In der meist weitaus intensivierten Landwirtschaft in Europa konnte in einem breit angelegten Programm nur eine durchschnittliche Einsparung von 10 % erreicht werden (Fundación Global Nature 2014). Pretty (2018) folgert dementsprechend, dass ein komplettes «redesign» der Agrarökosysteme nötig ist. Andere Studien kommen zum Schluss, dass nur mit einem integralen Ansatz über die gesamte Ernährungskette, der alle Akteure von den Produzentinnen und Produzenten zu den Konsumentinnen und Konsumenten miteinbezieht, die Treibhausgasemissionen in bedeutendem Umfang gesenkt werden können (Bryngelsson et al. 2016, EEA 2017, Garnett 2011, Meybeck and Gitz 2012).

Der Erfolg eines Produktionssystems und die tatsächlich erreichte Reduktion von THG-Emissionen basiert auf einem Paradigmenwechsel. Eine der wichtigsten Grundlagen ist also, dass die Landwirtinnen und Landwirte überhaupt erst ein angemessenes Bewusstsein für die Klimathematik entwickeln, dass sie wissen, wo sie stehen und wo sie einen positiven Beitrag leisten können und müssen. Zusammen mit den Verarbeitenden, Verteilenden und Verbrauchenden sollte die Nahrungsmittelversorgung sodann entlang einer langfristigen und umfassenden Nachhaltigkeitsstrategie ausgerichtet werden. Nicht zuletzt leisten auch die Konsumentinnen und Konsumenten einen entscheidenden Beitrag, indem sie beim Konsumentscheid Produkte mit geringerer Umweltbelastung bevorzugen (z.B. eher pflanzenbasierte, saisonale und regionale, wenig verarbeitete und unverpackte Produkte).

Dementsprechend erarbeitet das BLW mit der Forschung laufend Grundlagen wie die Modellierung der Kohlenstoffsenken und -quellen landwirtschaftlich genutzter Böden. Es beteiligte sich am Aufbau von AgroCleanTech, einer Plattform für den Informationsaustausch und Wissenstransfer zur Thematik Klimaschutz in der Landwirtschaft. Im Rahmen des Ressourcenprogramms oder gestützt auf die Qualitäts- und Nachhaltigkeitsverordnung werden Pilotprojekte in der Umsetzung finanziert und begleitet. Des Weiteren ist die Lancierung eines Akteursdialogs zur ressourcenschonenderen Ernährung in Vorbereitung. Schliesslich sollen die Erkenntnisse in die Weiterentwicklung der Agrarpolitik einfliessen, konkret beispielsweise in die Ausgestaltung von Produktionssystembeiträgen.