Ein zentraler Aspekt der Anpassung ist die Futterversorgung. Der Klimawandel beeinflusst die Verfügbarkeit und Qualität von Futterpflanzen, da Trockenheit während der Vegetationsphase sowie veränderte Niederschlagsmengen das Wachstum von Gras und Futterpflanzen beeinträchtigen können. Eine Möglichkeit zur Anpassung besteht darin, widerstandsfähigere Futterpflanzen zu wählen. Vor diesem Hintergrund wurden am LAZBW die Siliereigenschaften und -qualitäten von Sorghum-Ganzpflanzensilage sowie deren Eignung für die Milchkuhfütterung getestet.
Das Dauergrünland stellt natürlicherweise die wichtigste und zeitgleich nachhaltigste Grundlage der Wiederkäuerfütterung dar. Es ist jedoch eindeutig, dass Grünlandbewirtschaftung mit den aktuellen und zukünftigen Veränderungen des Klimas komplexer wird. Auch vermeintlich Weidelgras-sichere Gunststandorte haben zunehmend mit Wetterextremen, vor allem zunehmender Sommertrockenheit, zu tun. Die Grünlandbewirtschaftung muss sich an diese Folgen anpassen. Außerdem treten ausgeprägtere Dürren ein, in denen die Pflanzenbestände mit Wassermangel umgehen müssen. Aber auch die immer früher beginnende Vegetationszeit und Starkregenereignisse erfordern eine angepasste Bewirtschaftung. Während die gute fachliche Praxis die Grundlage für ein resilientes Grünland darstellt, können auch spezifischere Maßnahmen ergriffen werden. Besonders auf Standorten, bei denen regelmäßige und ausgeprägte Dürren auftreten, sollte die Nutzung und Düngung des Grünlands angepasst werden. Weiter können Pflanzenbestände durch Nachsaat zu einer gewissen Trockenheitstoleranz entwickelt werden. Im Ackerfutterbau können insbesondere die Anpassungen der Artenauswahl deutlich schneller geschehen. Hier ist beispielsweise die Nutzung von Sorghum- Ganzpflanzensilage als Alternative zum Silomais zu nennen. In folgendem Bereich finde Sie Information zu unterschiedlichen Anpassungsmöglichkeiten und zu Versuchen zu diesem Thema.
Auch das Grünland ist vom Klimawandel betroffen. Intensiv genutzte Grünlandbestände, meist von Weidelgräsern dominiert, leiden besonders unter Dürre. Auch wenn sich die Bestände nach der Dürre überraschend gut erholen, sind Ertragsverluste und lückige Bestände häufig die Folge von Wassermangel. Klimawandelanpassung ist deshalb auch in der Grünlandbewirtschaftung ein akutes Thema, um die Futtergrundlage der wiedekäuerhaltenden Betriebe zu sichern. Die Anpassung des Pflanzenbestands mit trockenheitstoleranteren Arten ist dabei ein wichtiges Werkzeug. Mögliche Arten zeichnen sich durch intensive und tiefe Durchwurzelung und durch Mechanismen zur Reduzierung der Transpiration aus. Dadurch kann zum einen die Wasseraufnahme verbessert, zum anderen der Wasserverbrauch reduziert werden. Folglich kann die Pflanze bei Dürre länger Biomasse bilden. Mögliche Gräser, die auch für das heimische Wirtschaftsgrünland in Frage kommen, sind Rohrschwingel, Wiesenschwingel und Knaulgras. Besonders der Rohrschwingel zeichnet sich durch tiefe Wurzeln aus, die Futterqualität ist aber eingeschränkt. Wiesenschwingel und Knaulgras sind deshalb ein Kompromiss zwischen Trockenheitstoleranz und Futterqualität.
Diese Arten werden in einem neu angelegten Versuch am LAZBW geprüft. Dafür werden Dürren mit sogenannten Rain-Out-Shelters‘ simuliert. Diese Dachkonstruktionen aus Plexiglas halten 2/3 des Niederschlags zurück. Gleichzeitig sind sie komplett durchlässig für Licht und erzeugen dank guter Belüftung keine unerwünschten Mikroklimaeffekte. Es wird eine Dürreperiode im April und Mai; anschließende eine zweite Dürreperiode im Juni und Juli auf unterschiedlichen Parzellen simuliert. In 2025 wurden die Dürren das erste Mal auf einem existierenden Bestand simuliert. Im Herbst werden die trockenheitstoleranten Arten nach intensivem Striegeln in die existierende Grasnarbe nachgesät. Die Nachsaat vermeidet Bodenbearbeitung und die Zerstörung der Altnarbe. So werden Humusabbau, Nährstoffverluste und Erosion minimiert. Jedoch stehen die nachgesäten Pflanzen in Konkurrenz um Wasser, Nährstoffe und Licht zum existierenden Bestand, der bereits voll ausgebildete Wurzeln und oberirische Biomasse hat. Entsprechend soll der Versuch zeigen welche Arten konkurrenzstark sind, wie sie für die Fütterung einsetzbar sind und welche Erträge mit diesen Arten erwirtschaftet werden können. Die "Rain-Out-Shelters" sind damit ein Baustein hin zu einer dürreresilienten Grünlandbewirtschaftung in Zeiten des Klimawandels.
Im Kontext des klimaschonenden Futterbaus und der Klimawandelanpassung wird auch das Thema Humus und somit die langfristige Kohlenstofffestlegung diskutiert. Nachfolgend werden Mechanismen der Humusbildung, mögliche Maßnahmen im Grünland und das Potential von Dauergrünland als Kohlenstoffsenke erläutert.
Als Humus wird die gesamte abgestorbene organische Substanz im Boden bezeichnet. Diese setzt sich aus vielen unterschiedlich komplexen Verbindungen pflanzlicher, tierischer oder mikrobieller Ausgangsstoffe zusammen und wird häufig in Nähr- und Dauerhumus eingeteilt. Diese Einteilung ist sehr vereinfacht, beschreibt jedoch im Wesentlichen, dass es leicht abbaubare, aber auch sehr stabile Kohlenstoffverbindungen im Boden gibt. Die leicht abbaubaren Verbindungen, das sogenannte partikuläre organische Material (POM) kann durch Bodenorganismen mineralisiert und somit sowohl für die Pflanzen als auch für Verlustprozesse (gasförmig oder Auswaschung) verfügbar gemacht werden. Stabile Verbindungen sind vor allem mineralassoziiertes organisches Material (MAOM) wie beispielsweise Ton-Humus-Komplexe. Diese Verbindungen überdauern sehr lange im Boden und tragen stark zu einer guten Bodenstruktur und Nährstoffverfügbarkeit bei.
Wie entsteht Humus?
Humus entsteht zunächst durch die Zufuhr organischer Substanz in Boden. Das kann direkt durch Pflanzen, aber auch durch die Zufuhr von organischen Düngern oder Ernteresten geschehen. Anschließend wird diese durch Bodenlebewesen zerkleinert und von Bakterien, Pilzen und anderen Mikroorganismen humifiziert, also in organische Verbindungen, sog. Huminstoffe, umgewandelt. Diese werden dann beispielsweise in POM oder MAOM stabilisiert. Die Bilanz aus dem Eintrag von organischem Material und dem Abbau durch mikrobielle Prozesse, Auswaschung und Erosion bestimmt den Humushaushalt des Bodens. Bei konstanter Bewirtschaftung und Umweltbedingungen stellt sich hier ein Gleichgewicht ein, der Kohlenstoffvorrat im Boden bleibt also gleich. Für einen Humusaufbau muss somit entweder der Eintrag erhöht, oder der Abbau verringert werden. Nach einer gewissen Zeit (mehrere Jahre) wird dann wieder ein neues Gleichgewicht erreicht und der Kohlenstoffvorrat ist auf einem höheren oder niedrigeren, gelichbleibenden Niveau angekommen.
Ist Grünland eine Kohlenstoffsenke?
Wenn Humus aufgebaut wird, also der Eintrag organischer Substanz größer ist als der Abbau, erhöht sich der Kohlenstoffvorrat im Boden und man spricht von einer Kohlenstoffsenke. Im Fall von Dauergrünland ist häufig von einer solchen die Rede, dies entspricht aber nicht der Realität. Grünlandböden stellen zwar einen sehr großen und wichtigen Kohlenstoffspeicher dar, dieser Speicher ist jedoch relativ gleichbleibend und daher keine Senke. Erste Zwischenergebnisse der neuerlichen ‚Bodenzustandserhebung Landwirtschaft‘ des Thünen-Instituts haben sogar eine Abnahme der Kohlenstoffvorräte gezeigt (6 % Abnahme im Grünland in ca. 10 Jahren, 1 m Bodentiefe). Eine mögliche Erklärung sind die durch den Klimawandel steigenden Temperaturen, die zu stärkerer Mineralisierung im Boden und somit zu einem erhöhten Abbau der organischen Substanz führen. Ob die Abnahme jedoch durch die Klimaerwärmung, die Bewirtschaftung oder eine Kombination verursacht wird, ist nicht abschließend geklärt. Diese Entwicklung verdeutlicht jedoch umso mehr, dass ein effektives Humusmanagement im Dauergrünland sehr wichtig ist, um den großen Kohlenstoffspeicher zu erhalten, Kohlenstoffdioxidemissionen zu verhindern, aber insbesondere, um wichtige Bodenfunktionen und letztlich den Ertrag zu erhalten.
Die Studienlage zum Humusmanagement im Dauergrünland ist aktuell noch sehr unzureichend. Wissenschaftliche Untersuchungen zu diesem Thema sind bis dato vorwiegend auf Ackerböden durchgeführt worden. Dies liegt unter anderem daran, dass die Einflussfaktoren im Dauergrünland sehr vielfältig sind. Diese gehen von den Standortbedingungen über die Artenzusammensetzung, die Intensität und Art der Nutzung bis hin zur Düngung, Kalkung und weiteren Einflussfaktoren. Im Folgenden werden jedoch einige Zusammenhänge erläutert und Möglichkeiten aufgezeigt, die den aktuellen Kenntnisstand zum Humuserhalt bzw. -aufbau im Grünland zusammenfassen.
Wurzelbiomasse als Schlüssel
Wie eingangs erläutert, ist der Humusgehalt von der Bilanz aus Eintrag und Abbau organischer Substanz abhängig. Hierbei ist die Wurzelbiomasse entscheidend, da Wurzeln deutlich mehr zum Humusaufbau beitragen als beispielsweise Erntereste. Die Wurzeln sind neben den Standortfaktoren auch der wichtigste Grund, warum Grünlandböden einen so großen Kohlenstoffspeicher darstellen.
Die Photosynthese der Pflanzen bindet Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre. Durch die Ernte ist ein Teil davon jedoch im kurzen Kohlenstoffkreislauf, d.h. er wird dann durch die Nutzung als Futter wieder freigesetzt. Der Rest, also Pflanzenreste, Wurzelbiomasse und auch Wurzelausscheidungen (Exsudate), bleibt dagegen als Eintrag im Ökosystem Grünland. Zusätzlich zur Humusbilanz trägt dies auch zur Ernährung des Bodenlebens und damit zu einer guten Bodenstruktur bei. Es gilt also, durch die Bewirtschaftung die Wurzelbiomasse zu fördern, um den Ertrag auch überirdisch langfristig zu sichern.
Bewirtschaftungsintensität
Bei sehr intensiver Grünlandnutzung ist davon auszugehen, dass der Kohlenstoffeintrag durch organische Düngung und Pflanzenwachstum hoch ist. Allerdings führt eine sehr intensive Nutzung auch zu hohen Mineralisierungsraten im Boden und fördert vergleichsweise flach wurzelnde Gräser. Dadurch wird zum einen der Abbau organischer Substanz durch starke Mineralisierung erhöht („positives Priming“) und zum anderen ist der Eintrag der organischen Substanz über die Wurzelbiomasse auf die oberste Bodenschicht limitiert. In direkten Vergleichen zwischen intensiv genutzten und extensiveren Flächen zeigte sich daher auf den sehr intensiven Flächen ein geringerer Vorrat an organischem Kohlenstoff. Die Intensität ist hier standortabhängig zu sehen. Je nach Klima und Bodenbedingungen sind beispielsweise im Allgäu 5-6 Schnitte intensiv, auf der schwäbischen Alb oder im Schwarzwald aber auch schon 3-4.
Bei einer leicht reduzierten Nutzungsintensität kann das Artenspektrum etwas in Richtung der tiefer wurzelnden Gräser, Kräuter und Leguminosen verschoben werden. Im Zuge von Grünlandverbesserungsmaßnahmen kann hier gezielt mit wurzelstarken Arten wie der Wiesenrispe oder Rotklee gearbeitet werden. Diese Arten haben einen sehr hohen Futterwert, zeigen sich jedoch deutlich toleranter gegenüber Trockenheit und sorgen vor allem für eine tiefere Nutzung des verfügbaren Wurzelraums. Somit kann zum einen der Eintrag in den Boden erhöht, zum anderen aber auch der Abbau etwas reduziert werden, da die Mineralisierung bei reduzierter Schnitt- und Nutzungsfrequenz tendenziell ab- und die Verweilzeit des Kohlenstoffs im Boden zunimmt. An dieser Stelle sollte nicht unerwähnt bleiben, dass Grünlandverbesserung mit Nachsaat bei entsprechendem Bedarf immer einer Grünlanderneuerung vorzuziehen ist. Die komplette Erneuerung führt zu deutlichen Kohlenstoffverlusten, die nicht oder nur sehr langfristig wieder aufzubauen sind.
Düngung und Kalkung
Bedarfsgerechte Düngung ist grundsätzlich wichtig für einen ausgeglichenen Nährstoffhaushalt, hohen Ertrag und letztendlich auch für die Humusbilanz. Unabhängig von der Nutzungsintensität ist also in jedem Fall wichtig, die Entzüge, Bedarfe und Versorgungsstufen des Grünlands zu kennen und entsprechend zu düngen. Hierzu sollten idealerweise Erträge erfasst und auf jeden Fall regelmäßige Bodenuntersuchungen durchgeführt werden. Eine hohe Nutzungseffizienz der Düngung ist aus ökonomischer und ökologischer Sicht natürlich anzustreben, um Verluste zu vermeiden. Hier ist außerdem zu erwähnen, dass insbesondere Festmist und Kompostdünger durch ihren hohen organischen Anteil besonders positiv auf den Humusgehalt wirken. Neben der Düngung der Grundnährstoffe ist hier auch die Kalkung als wichtiges Element zu nennen. Zum einen trägt die Kalkung zu einer Verbesserung der Nährstoffverfügbarkeit der Pflanzen bei, zum anderen spielt die Versorgung mit Calcium eine sehr wichtige Rolle in der Bildung der Ton-Humus-Komplexe und trägt somit zur stabilen MAOM-Fraktion bei. Auch die Höhe der Kalkung sollte natürlich auf Basis einer Bodenuntersuchung erfolgen, um dem wirklichen Bedarf zu entsprechen.
Beweidung
Beweidung hat historisch eine große Rolle in der Entwicklung unserer Kulturlandschaft, des Dauergrünlands und auch der Böden gespielt. In einer aktuellen Untersuchung auf einer seit 2018 wieder beweideten Almfläche, die zuvor etwa 60 Jahre ungenutzt war, wurde nach nur 5 Jahren ein Anstieg des Kohlenstoffvorrats um 11,8 t C pro Hektar bzw. etwa 15 % gemessen. Dieser Anstieg ist sehr groß und auch hier wird sich im Laufe der Zeit ein neues Gleichgewicht einstellen. Die Ergebnisse aus dieser Untersuchung, aber auch weitere Versuche zeigen jedoch, dass Beweidung einen positiven Effekt auf den Humusgehalt des Bodens haben kann. Eine Überweidung kann hingegen auch negative Effekte verursachen und eine Aussage über das ideale Weidesystem kann aus der aktuellen Studienlage nicht getroffen werden.
Fazit
Abschließend bleibt zu sagen, dass es in jedem Fall lohnenswert ist, sich mit diesem Thema zu beschäftigen und den Humusgehalt auf den eigenen Flächen auch durch regelmäßige Bodenuntersuchungen im Blick zu behalten. Selbst wenn das Potenzial der zusätzlichen Kohlenstoffspeicherung im Grünland überschaubar ist, so sind Maßnahmen zum Erhalt und zur Steigerung des Humusgehalts für eine qualitativ hochwertige und ertragreiche Grundfutterproduktion zweifelsfrei zu begrüßen. Nur so kann nachhaltiger und klimaschonender Futterbau auch in Zukunft gelingen.
Häufigere Hitzewellen, längere Hitzeperioden und höhere Durchschnittstemperaturen stellen auch Anforderungen an die Tierhaltung. Besonders Milchkühe reagieren sensibel auf hohe Temperaturen. Die Folge kann Hitzestress sein, der sich direkt auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung der Tiere auswirkt. Damit sich Milchkühe wohlfühlen, muss ihre Thermoregulation im Gleichgewicht bleiben. Dabei spielen verschiedene Thermozonen eine Rolle, insbesondere die Optimalzone und die thermoneutrale Zone.
Die Optimalzone beschreibt den Temperaturbereich, in dem die Tiere weder Kälte noch Hitze empfinden. Zwar sind Milchkühe kältetolerant, sie reagieren jedoch empfindlich auf Wärme. Früher ging man von einer Wohltemperatur zwischen 4 °C und 16 °C aus. Diese Werte basierten jedoch auf deutlich niedrigeren Milchleistungen von etwa 25 kg pro Tag.
Heute sieht das anders aus: Hochleistungskühe können ca. 50 kg Milch pro Tag produzieren und erzeugen durch ihren intensiven Stoffwechsel selbst viel Wärme. Dadurch liegt ihre individuelle Optimalzone deutlich niedriger: Je höher die Milchleistung, desto hitzeempfindlicher ist die Kuh.
Hohe Temperaturen, insbesondere in Kombination mit hoher Luftfeuchtigkeit, können schnell zu Hitzestress führen. Das beeinträchtigt das Wohlbefinden der Tiere sowie ihre Leistung, Gesundheit und Fruchtbarkeit. Umso wichtiger ist es deshalb, Belastungen frühzeitig zu erkennen und rechtzeitig gegenzusteuern.
Stallbau
Eine wirksame Reduzierung von Hitzestress beginnt beim Stallbau und der richtigen Kühlungstechnik. Neben einer aufmerksamen Tierbeobachtung helfen Temperatur- und Luftfeuchtemessungen sowie Sensor- und Alarmsysteme dabei, kritische Situationen frühzeitig zu erkennen.
Offene Seitenwände können die natürliche Luftzirkulation deutlich verbessern. Das wirkt nicht nur gegen Hitzestress, sondern senkt auch die Schadgaskonzentration im Stall.
Auch die Ausrichtung des Gebäudes und der Standort beeinflussen den Luftaustausch. Je nach Wetterlage sollten Hubfenster oder Curtains bereits bei niedrigen Temperaturen vollständig geöffnet werden. Eine automatische Steuerung hilft, schnell auf Wetteränderungen zu reagieren.
Zur aktiven Kühlung werden häufig Ventilatoren eingesetzt. Sie unterstützen die Wärmeabgabe der Kühe durch Luftbewegung. Neben der Zuluft sollte auch die Abluft berücksichtigt werden, damit der Luftaustausch wirklich effektiv wird.
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