To reach net zero greenhouse gas emissions by 2050, Switzerland will depend on domestic negative emissions of about 7 million tons of CO2-equivalents per year (Mt CO2-eq yr-1). Soil carbon sequestration is one of the cheapest and technically least demanding technologies. It is defined as a net uptake of atmospheric carbon dioxide (CO2) that leads to an increase in soil organic carbon storage on the same unit, where CO2 was taken up by photosynthesis. Compared to other technologies it has the great advantage that it rarely competes with food production and is often associated with environmental benefits. Furthermore, higher soil organic carbon stocks increase soil fertility and improve the resilience of the soil system to climate change. The main disadvantage however, is that soil carbon sequestration does not lead to a permanent storage of carbon and most measures are only effective for a few decades. This report addresses questions 1 and 2 of the postulate Nr. 19.3639 ‘Kohlenstoffsequestrierung in Böden’ by national council Jacques Bourgeois. In part 1, which addresses question 1, we assess the potential to store additional carbon in Swiss soils and show what would be necessary to improve our understanding of the actual soil carbon sequestration potentials. In part 2, which addresses question 2, we discuss advantages and disadvantages of specific measures to enhance soil organic carbon stocks. Because there are great differences between different land use types or soil categories, we discuss the measures separately for organic and mineral soils and distinguish unmanaged, agricultural, forest and settlement soils. In Switzerland soil carbon sequestration potentials are largest on agricultural mineral soils. As a result of historic land use conversions (mainly deforestation and drainage) and an intensification of agricultural use, these soils have lost significant amounts of carbon and current soil organic carbon stocks are rather low, especially on cropland. Part of the lost carbon could be regained by measures that increase soil organic carbon stocks. Permanent grassland and forest soils have higher soil organic carbon stocks and the potential for sequestration is therefore small. However, these high stocks might be at risk under climate change and efforts should focus on maintaining soil organic carbon stocks. Due the small area, settlement soils offer a limited potential for carbon sequestration. Organic soils store significant amounts of carbon but drainage-induced loss rates are high. Efforts should focus on reducing these emissions before their potential to store additional carbon can be considered. Generally, the potential for additional carbon storage is site specific and depends on current soil organic carbon stocks and management. National-scale estimates of soil carbon sequestration potentials are still highly uncertain. To improve estimates, we rely on soil organic carbon maps and spatially explicit management information. On agricultural mineral soils the measure with the highest potential is conservation agriculture (0.52–1.05 Mt CO2-eq yr-1) as it could be applied on a large area. Agroforestry and cropland to grassland conversions lead to a reduction of cropping areas and their application is only recommended for selected areas. The estimated potentials are 0–0.12 Mt CO2-eq yr-1 for agroforestry and 0.05 Mt CO2-eq yr-1 for cropland to grassland conversions. In the case of agroforestry, a significant carbon sink is expected in wood, which is not included here. Which measures would be most effective on grassland soils is not clear yet. Generally, it is important to note that additions of organic fertilizer, which can be an integral part of several measures, only count as a true sequestration measure if the biomass was produced on-farm (also excluding feed imports). Furthermore, it is important to add that the sequestration potentials presented only refer to topsoils due to a lack of data. For a full carbon accounting, effects on subsoils (below 30 cm depth) would need to be included. Biochar as another option for agricultural soils is not considered in this report, but in an accompanying study. Measures to enhance soil organic carbon stocks on forest soils include the selection of tree species, liming or wood ash application. However, they are all expected to have small effects on total soil organic carbon stocks. Afforestation on former cropland is the only measure that could lead to significantly higher soil organic carbon stocks, but would conflict with food production. However, afforestation generally leads to additional carbon storage in woody biomass. In settlements, creating new areas for carbon accumulation such as green roofs offers a potential for soil carbon sequestration of 0.07 Mt CO2-eq yr-1. This measure can have positive effects on urban climate and local biodiversity. The inclusion of biochar underneath newly built roads, could sequester 0.37 Mt CO2-eq yr-1. Biochar could also be used in tree substrates and would have positive side-effects on water uptake and retention. Drained organic soils emit 0.51–0.69 Mt CO2-eq yr-1. Measures should focus mainly on reducing these losses as soil carbon sequestration is difficult to achieve on degraded peatlands. The most promising measure to reduce emissions is rewetting, but the consequence is a severe impairment of the production function. Most likely soil covering and soil mixing cannot reduce CO2 losses. Overall, most measures to sequester carbon in mineral soils and reduce carbon losses from organic soils are relatively well known and several measures are ready to be implemented. However, careful selection of sites and measures is highly recommended as the potential to sequester carbon is strongly-site specific and any potential side-effects such as yield reductions need to be factored in. In summary, soil carbon sequestration in Switzerland could offset an upper maximum of 24% of the domestic negative emissions based on the presented measures.
Gesünder essen schont Umwelt
Die Umweltwirkungen unserer Ernährung könnte um über 50 Prozent gesenkt werden, wenn sich die Schweizer Bevölkerung bedarfsgerecht gemäss Lebensmittelpyramide ernährt und weniger Nahrungsmittel wegwirft. Dies zeigen neueste Modellrechnungen von Agroscope.
Keel S., Johannes A., Boivin P., Burgos S., Charles R., Hagedorn F., Kulli B., Leifeld J., Saluz A., Zimmermann S.
Soil carbon sequestration in Switzerland: Analysis of potentials and measures (Postulate Bourgeois 19.3639).
Swiss Federal Office for the Environment (FOEN). 2023, 129 pp.
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Als Kompetenzzentrum des Bundes für die Forschung und Entwicklung im Agrar-, Ernährungs- und Umweltbereich forscht Agroscope für ein nachhaltiges, resilientes Agrar- und Ernährungssystem, für eine gesunde Ernährung mit hochwertigen Lebensmitteln und für eine intakte Umwelt zum Nutzen von Gesellschaft, Politik und Praxis. In diesem Sinne betreibt Agroscope Forschung und Entwicklung im Agrar-, Ernährungs- und Umweltbereich, stellt Entscheidungsgrundlagen für die Gesetzgebung bereit, nimmt Vollzugsaufgaben im Rahmen der gesetzlichen Vorgaben im Dienste von Landwirtschaft und Allgemeinheit wahr und betreibt einen Wissensaustausch und Technologietransfer mit der Praxis, Beratung, Wirtschaft, Wissenschaft, Lehre und Öffentlichkeit – kurz: Agroscope – gutes Essen, gesunde Umwelt.
Der Gegenvorschlag des Ständerats zur Volksinitiative "Für Ernährungssicherheit" des Schweizer Bauernverbandes kam am 24. September 2017 vors Stimmvolk. Dieser sieht vor, dass für die Ernährungssicherheit ein umfassendes Gesamtkonzept in die Verfassung aufgenommen wird. Dazu gehören etwa die Sicherung des Kulturlandes, eine standortangepasste und ressourceneffiziente Lebensmittelproduktion und eine auf den Markt ausgerichtete Land- und Ernährungswirtschaft.
Agroscope forscht entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Land- und Ernährungswirtschaft und leistet so einen entscheidenden und vielseitigen Beitrag zur Ernährungssicherheit der Schweiz. Vielfältig sind die Forschungsprojekte zur Stärkung einer innovativen und wettbewerbsfähigen Land- und Ernährungswirtschaft, zum Schutz von Boden, Wasser und nicht erneuerbaren Ressourcen und zur Förderung einer nachhaltigen, risikoarmen und tiergerechten landwirtschaftlichen Produktion. Nachfolgend ausgewählte Beispiele aus dem Tätigkeitsspektrum von Agroscope zur Illustration des Agroscope-Beitrags zur Ernährungssicherheit:
Tiere
Mit dem Anwachsen der Betriebsgrössen steigen auch die Tierzahlen auf den einzelnen Betrieben. Damit erhöht sich der Überwachungsaufwand für die Tierhaltenden. Entsprechend werden technische Lösungen für eine automatisierte Tierüberwachung gesucht. Das Forschungsprojekt RumiWatch entwickelte dafür ein sensorbasiertes Monitoringsystem für die Aktivitäts- und Gesundheitsüberwachung von Milchkühen.
Das Projekt Lactobeef zeigt auf, wie im Sömmerungsgebiet über die Produktion von Rindfleisch das Problem der Gewässerverunreinigung durch überschüssige Molke aus der Alpkäseproduktion gelöst und der Verwaldung entgegengewirkt werden kann.
Die Messung von gasförmigen Emissionen mit Treibhauseffekt aus der Tierhaltung ist ein Forschungsschwerpunkt bei Agroscope. Vor zwei Jahren kaufte Agroscope dazu zwei GreenFeed-Systeme. Jetzt liegen die ersten Resultate der Methan- und die Kohlendioxid-Messungen vor.
Dank einer neuen Nachweismethode zur Früherkennung des gefürchteten und ansteckenden Euterkeims Staphylococcus aureus können Eutererkrankungen rasch und effektiv bekämpft werden (Agroscope Transfer Nr. 25).
Rund 75‘000 Tonnen Soja für die Proteinversorgung, das meiste im Ausland produziert, gelangt jährlich in die Futtertröge der Schweizer Schweine. Beim Überprüfen der Fütterungsnormen für Schweine stellten Forschende von Agroscope Erstaunliches fest: Es gibt Schweine, die mit weniger Proteinen gleiche Leistungen erzielen. Würden in der Schweiz ausschliesslich Tiere gezüchtet, die mit weniger Proteinen auskommen, könnte die Schweiz vollständig auf Sojaimporte für die Mastschweinefütterung verzichten.
Bei der Gruppen-Behandlung von Schweinen soll das Antibiotikum direkt in den Futtertrögen in das Futter eingemischt werden, um die Bildung von antibiotikaresistenten Keimen in Flüssigfütterungsanlagen zu verhindern.
Krankheitserreger und Schädlinge sind zu einem grossen Teil für die hohen Verluste von Bienenvölker verantwortlich. Das Zentrum für Bienenforschung von Agroscope erarbeitete einen Leitfaden für Bienengesundheit. Dieser dient der Erkennung, Diagnose, Prävention und Bekämpfung von Krankheiten und Schädlingen.
Das Schweizer Nationalgestüt SNG unterstützt landesweit eine nachhaltige, wettbewerbsfähige und artgerechte Pferdehaltung und -zucht. Ein Beispiel: Unter natürlichen Bedingungen verbringen Pferde 12 bis 18 Stunden mit der Nahrungsaufnahme. Für Hauspferde braucht es Lösungen, damit die Tiere mit der Aufnahme ihrer täglichen und an ihren Nährstoffbedarf angepasste Raufuttermenge so lange wie möglich beschäftigt sind. Auf dem Markt werden immer mehr so genannte „Slow-Feeding-Systeme“ angeboten, um die Nahrungsaufnahme zu verlangsamen. Das SNG testet, ob diese Systeme ihre Versprechen halten und praxistauglich sind.
Publikationen
Pflanzen
Im Grasland Schweiz werden Wiesenpflanzen fast ausschliesslich in Mischungen angesät. Die aktuellen klimatischen Veränderungen erhöhen das Risiko für Trockenperioden. Agroscope untersucht, welche Kombinationen an Wiesenpflanzen eine gute Leistung unter Trockenheitsstress erbringt. Erste Resultate mit Esparsette sind vielversprechend.
Die vielfältigen Forschungsresultate zur Optimierung der Anbausysteme durch Bodenbearbeitung, Fruchtfolge und Bodenbedeckung tragen wesentlich zu einem nachhaltigen und produktiven Ackerbau bei.
Die Erarbeitung und periodische Aktualisierung der fachlichen Grundlagen für die bedarfsgerechte Düngung (GRUD) dient im Pflanzenbau einer optimalen Produktion. Gleichzeitig ermöglichen die GRUD, die Ressourcen zu schonen und die Umweltbelastung durch Nährstoffverluste zu senken.
Die Züchtung und Bewertung von Getreidesorten erfordert gute Kenntnisse über Resistenz gegen Pilzkrankheiten und Anhäufung von Mykotoxinen in den Körnern. Ein Agroscope-Projekt fasst all diese Aktivitäten zusammen und stellt der Züchtung Informationen für leistungsstarke und dem Markt angepasste, gesunde Sorten zur Verfügung.
Die Züchtung von Sojasorten, welche an den Schweizer Markt und die hiesigen klimatischen Verhältnisse angepasst sind, entspricht dem Kundenwunsch nach heimischer Produktion und bekömmlichen Proteinlieferanten (Fachvideo Sojazüchtung).
Das Informations- und Prognosesystem PhytoPRE unterstützt eine gezielte Bekämpfung der Krautfäule im IP- und Bio- Kartoffelbau und erlaubt so, den Einsatz von Pflanzenbehandlungsmitteln zu reduzieren.
Agrometeo – Agroscope bietet diese Dienstleistung als Web-App an – dient zur Vorhersage von Krankheits- und Schädlingsrisiken und damit zur Entscheidungshilfe für eine optimierte Anwendung von Pflanzenschutzmassnahmen.
Gemeinsam mit Partnern aus Bund, Kantonen, Praxis und Industrie werden vielfältige Strategien entwickelt im Hinblick auf eine langfristig Antibiotika-freie Bekämpfung der hochansteckenden Pflanzenkrankheit Feuerbrand.
Die gemeinsamen Aktivitäten der Task Force bestehend aus Bund, Kantonen, dem Forschungsinstitut für Biolandbau FiBL und der Branche dienen der Bekämpfung der Kirschessigfliege im Obst- und Beerenanbau.
Praxisempfehlungen wie die Publikationen zur Bewässerung von Obstbäumen dienen der nachhaltigen Nutzung der Ressource Wasser (Tröpfchenbewässerung).
Mit der Massnahmensammlung für die Praxis wird die Kontaminationen von Frisch- und Schnittsalaten mit antibiotikaresistenten Keimen vermieden.
Das Angebot von Produktions-Know-how für Gewürz- und Medizinalpflanzen dient der Innovation für die Produktion in Bergregionen und entspricht einer wachsenden Nachfrage von Industrie, Konsumentinnen und Konsumenten.
Dank der neuen Nachweismethode mit genetischem Fingerabdruck können Schaderreger schnell als Quarantäneorganismen erkannt und gestoppt werden. Dieses Vorgehen dient einer raschen Importabwicklung am Flughafen.
Publikationen
Wirtschaftliche Grundlagen
Mit Hilfe der Daten von jährlich über 4000 Betrieben, welche ihre Buchhaltung der Zentralen Auswertung abliefern, wird die wirtschaftliche Situation in der Landwirtschaft jährlich analysiert – ein wichtiger Beitrag in der laufenden Optimierung der agrarpolitischen Instrumente.
AgriPerform, der „Röntgenapparat“ für die Buchhaltung dient der Landwirtschaft zur Kostensenkung und erlaubt es, das Landwirtschaftliche Einkommen zu erhöhen.
Das Modellsystem SWISSland dient dazu, die Wirkung von agrarpolitischen Massnahmen, Markteinflüssen und Standortbedingungen auf die Einkommensentwicklung, den Strukturwandel und die Flächenbewirtschaftung im Schweizer Agrarsektor abzuschätzen.
Entscheidungshilfen zum Einsatz von Smart-Farming-Technologien für die Praxis erhöhen die Wettbewerbsfähigkeit der Schweizer Landwirtschaft.
Maschinen sind in einem hohen Masse für die hohen Produktionskosten der Schweizer Landwirtschaft verantwortlich. Darum errechnet Agroscope jährlich im Maschinenkostenbericht die aktuellen Richtansätze, die eine kostendeckende Nutzung der Maschinen erlauben und bietet so verlässliche Grundlagen für Investitions- und Betriebsentscheide.
Lebensmittel
Für die Herstellung von Käse, Joghurt und weiteren fermentierten Milchprodukten müssen der Milch Mikroorganismen zugesetzt werden. Die von Agroscope produzieren Liebefeld-Kulturen sind aus rund 100-jähriger Forschungstätigkeit hervorgegangen.
Agroscope hat in Zusammenarbeit mit verschiedenen Sortenorganisationen einen Herkunftsnachweis für Käse basierend auf Milchsäurebakterien entwickelt. Dieser erlaubt, im Labor die Echtheit des Käses nachzuweisen, was gerade im Exportkäsegeschäft von grosser Bedeutung sein kann.
Die Produktion von Rohmilchkäse hat in der Schweiz Tradition. Ein Problem ist dabei die Bildung von Histamin während der Reifung von Käse, da es bei Menschen Verdauungsbeschwerden auslösen kann. Agroscope konnte die für die Histaminbildung in Käse verantwortlichen Bakterien identifizieren, die Kontaminationsquellen im Verarbeitungsprozess ausfindig machen und für die Praxis wirksame Massnahmen zur Senkung des Histamingehalts von Käse entwickeln.
Mit seinem Beratungsteam für milchwirtschaftliche Kunden gibt Agroscope die neuesten Forschungsergebnisse rasch an die Praxis weiter. Umgekehrt ist das Beratungsteam in die Forschungsarbeiten integriert und stellt damit sicher, dass aktuelle Fragen aus der milchwirtschaftlichen Praxis in der Forschung bearbeitet werden.
Das Zentrum für Bienenforschung von Agroscope unterstützt die Imkerei mit wissenschaftlichen Grundlagen für die Bienenhaltung und unterstützt die Sicherung der Honigqualität.
Mit der Kontrolle von Weinen für die Ausfuhr erfüllt Agroscope eine Vollzugsaufgabe des Bundes und unterstützt die Qualitätssicherung für den Schweizer Weinexport.
Mit der Ausbildung von Brennereien wird die Qualität der Destillate verbessert und damit eine Steigerung der Wertschöpfung erreicht.
Auch zur Reduktion von Lebensmittelverlusten (Foodloss) ist Agroscope aktiv, so etwa in der Entwicklung neuer Lagermethoden von Obst.
Publikationen
Umwelt
Mit dem Humusbilanz-Rechner kann die Bewirtschaftung einfach überprüft werden, damit der Humusgehalt und die Bodenfruchtbarkeit in Ackerböden langfristig erhalten bleiben.
Im Monitoringprogramm «Arten und Lebensräume Landwirtschaft» (ALL-EMA) messen Fachleute den Zustand und die Veränderung der Biodiversität in der Schweizer Agrarlandschaft.
Das Hauptziel der Nationalen Bodenbeobachtung NABO ist die landesweite Erfassung und Beurteilung von chemischen, physikalischen und biologischen Bodenbelastungen. Weiter gehören auch Prognose und Früherkennung von Veränderungen zu ihren Aufgaben, um die Fruchtbarkeit der Böden dauerhaft zu sichern.
Als Alternative in der Schädlingsbekämpfung fördern Nützlings-Blühstreifen die biologische Schädlingskontrolle und die Bestäubung und tragen zu einer nachhaltigen, produzierenden Landwirtschaft bei.
SALCA (Swiss Agricultural Life Cycle Assessment) ist eine Ökobilanzmethode und -datenbank, welche von Agroscope entwickelt wurde. Sie dient der Analyse und Optimierung der Umweltwirkungen der landwirtschaftlichen Produktion.
Aufgaben für den gesetzlichen Vollzug
Agroscope wirkt mit bei einer effizienten und wirksamen Erfüllung der Kontroll- und Vollzugsaufgaben der Landwirtschaftsgesetzgebung sowie bei weiteren, die Landwirtschaft direkt tangierenden Gesetzen. Dabei trägt Agroscope dem Schutz von Bevölkerung und Umwelt, der Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der landwirtschaftlichen Produkte auf dem Binnenmarkt sowie der Erhaltung der Exportfähigkeit besonders Rechnung und berücksichtigt die national und international gültigen Normen.
Beispiele von Vollzugsaufgaben sind:
Futtermittel: Agroscope ist für die Bewilligung und die Kontrolle von Produkten sowie die Meldung, Zulassung und Registrierung von Produzenten und Inverkehrbringern zuständig.
Im Auftrag des Bundesamtes für Landwirtschaft BLW liefert Agroscope wissenschaftliche Grundlagen für eine fundierte Nutzen-Risiko-Beurteilung von Pflanzenschutzmitteln.
Anerkennung von Saatgut, Sortenprüfung, Sortenschutz im Feldbau/Futterbau.
Düngungsrichtlinien für Acker- und Spezialkulturen sowie den Futterbau.
Ermittlung der wirtschaftlichen Lage der Landwirtschaft über die zentrale Auswertung der Buchhaltungsdaten.
Baulicher Gewässerschutz in der Landwirtschaft.
Foren und Gremien von Agroscope
Die Kompetenzbereiche für Forschungstechnologie und Wissensaustausch von Agroscope richten ihre Tätigkeit auf Praxisanliegen aus. In diesem Zusammenhang spielen Extension-Projekte, wie Agroscope sie im Obstbau kennt, oder die Praxis-Foren – zurzeit gibt es 20 – eine wichtige Rolle.
Mehr zum Thema Ernährungssicherheit und zum Gegenentwurf zur Volksinitiative „Für Ernährungssicherheit“ finden Sie hier:
Hintergrundinformationen zur Ernährungssicherheit
Film zur Volksabstimmung vom 24. September 2017 Ernährungssicherheit
Gegenentwurf zur Volksinitiative „Für Ernährungssicherheit“
Die Schweiz setzt sich im Rahmen der FAO für Ernährungssicherheit ein
