Anwendung von Herbizid in der Landwirtschaft (Daniel Etter)

Minimierung des Herbizideinsatzes (Switzerland)

Minimierung des Herbizideinsatzes

Description

Durch viele Experimente und hohes Wissen konnte festgestellt werden, dass es Wege zur Minimierung und Optimierung des Herbizideinsatzes in der Schweizer Landwirtschaft gibt.

Durch Erfahrung von über 30 Jahren mit den Anwendung von Herbiziden auf Direktsaat-Feldern, hat man viele Informationen gesammelt und Wege gefunden, die Menge von Pflanzenschutzmitteln auf Direktsaat-Feldern zu senken und damit den Boden und die Umwelt gegen die aggressiven Herbizide zu schützen. Dabei müssen verschiedene Faktoren beachtet werden, wie etwa die Tages- oder die Jahreszeit für die Ausbringung aufs Feld. Wird früh am Morgen gespritzt, kann der morgendliche Tau und die Feuchtigkeit, die noch auf dem Feld vorhanden ist, als zusätzliche Wasserquelle genutzt werden. So kann Wasser eingespart werden. Zudem trägt die generell höhere Feuchtigkeit nachts und früh am Morgen zu einer besseren Aufnahme der Herbizide durch die Pflanze bei und es wird eine Verdunstung der Mittel von der Spritze zur Pflanze ausgeschlossen. Zudem ist die Effektivität der Pflanzenschutzmittel zu Beginn der Vegetationsperiode im Frühjahr geringer als im Herbst, da die Einspeicherung der Herbizide in der Wurzel der Pflanze im Herbst erhöht ist. Deshalb sollte die Anwendung im Frühjahr stärker eingeschränkt werden, dafür aber der Zeitraum für die Anwendung im Herbst vergrössert werden. Weiter sollte die Rentabilität und Effektivität des Herbizideinsatzes durch einen individuellen Betrieb überdacht werden. Da oft Reste nach dem Spritzen vorhanden sind, werden diese entweder noch auf dem Feld zusätzlich verteilt und so die Konzentration der Mittel erhöht, oder sie werden via Waschplatz in die Kanalisation geleitet. Beide Aktionen sind nicht nachhaltig und können zu Schäden auf oder neben dem Feld (bspw. Wasserverschmutzung) führen. Hier soll auf die Dienste von Lohnunternehmern aufmerksam gemacht werden, welche oft effizienter und sauberer arbeiten können, da sie grosse Flächen spritzen müssen.

Diese Technologie verfolgt vor allem zwei Ziele. Das erste ist es, das Saatgut und die Ernte zu schützen und sie nicht mit grossen Mengen an Herbizid zu verunreinigen. Durch einen minimalen und optimalen Einsatz von Pflanzenschutzmitteln wird auch die Umwelt und Gewässer weniger belastet, da immer ein Teil der Mittel durch Ausschwemmung in die Gewässer und Umwelt gelangt. Das zweite Ziel ist ein ökonomisches. Durch den reduzierten Einsatz von Herbiziden wird nicht nur die Menge, die auf das Feld gelangt, minimiert, sondern auch die Kosten gesenkt.

Die Etablierung und Erhaltung der Massnahme erfordert zuerst ein grosses Wissen zum Thema des Herbizideinsatzes und der Wirkung und optimalen Nutzung der Pflanzenschutzmittel. Um ein solches Wissen zu erreichen, müssen viele Diskussionen zur heutigen Situation der Herbizidanwendung stattfinden. Ein Diskussionspunkt wäre der Freipass, den ein Bauer mit der Grundausbildung erhält und der ihn ermächtigt, Pflanzenschutz zu betreiben, obwohl er sich meist nicht genug damit auskennt. Eine Zusatzausbildung könnte hier helfen. Eine weitere Lösung dieses Problems des nicht vorhandenen Wissens kann der momentane strukturelle Wandel in der Landwirtschaft sein. Lohnunternehmer, die auch Spritzarbeiten anbieten, arbeiten meist effizienter und sauberer als es der Bauer selbst überhaupt könnte.

Die Technologie trägt massgeblich zum Schutz der Umwelt und der Gewässer durch eine verringerte Belastung von Herbiziden bei. Diese Absicht muss immer im Hinterkopf behalten werden, vor allem wenn man Diskussionen zu notwendigen Mindestmengen an Herbizid führt. Viele Bauern vertrauen nicht auf eine gleich bleibende Effektivität bei einer kleinerer Menge Herbizid. Dieses Umdenken muss jedoch stattfinden, da bis heute Nebeneffekte und Langzeitwirkung von Herbizid für die Umwelt und auch uns Menschen nicht klar sind.

Location

Location: Frienisberg, Bern, Switzerland

No. of Technology sites analysed: single site

Geo-reference of selected sites
  • n.a.

Spread of the Technology:

In a permanently protected area?:

Date of implementation: 10-50 years ago

Type of introduction
Feld nach der Anwendung von Herbiziden (Deborah Niggli)

Classification of the Technology

Main purpose
  • improve production
  • reduce, prevent, restore land degradation
  • conserve ecosystem
  • protect a watershed/ downstream areas – in combination with other Technologies
  • preserve/ improve biodiversity
  • reduce risk of disasters
  • adapt to climate change/ extremes and its impacts
  • mitigate climate change and its impacts
  • create beneficial economic impact
  • create beneficial social impact
Land use

  • Cropland
    • Annual cropping
Water supply
  • rainfed
  • mixed rainfed-irrigated
  • full irrigation

Purpose related to land degradation
  • prevent land degradation
  • reduce land degradation
  • restore/ rehabilitate severely degraded land
  • adapt to land degradation
  • not applicable
Degradation addressed
  • soil erosion by water - Wt: loss of topsoil/ surface erosion
  • chemical soil deterioration - Cp: soil pollution
  • water degradation - Hp: decline of surface water quality
SLM group
  • integrated pest and disease management (incl. organic agriculture)
SLM measures
  • agronomic measures - A3: Soil surface treatment, A4: Subsurface treatment
  • management measures - M6: Waste management (recycling, re-use or reduce)

Technical drawing

Technical specifications

Establishment and maintenance: activities, inputs and costs

Calculation of inputs and costs
  • Costs are calculated:
  • Currency used for cost calculation: CHF
  • Exchange rate (to USD): 1 USD = 1.0 CHF
  • Average wage cost of hired labour per day: n.a
Most important factors affecting the costs
n.a.
Establishment activities
  1. spezielle Spritzmaschine (Timing/ frequency: lebenslang)
  2. Waschplatz (Timing/ frequency: lebenslang)
Establishment inputs and costs
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (CHF) Total costs per input (CHF) % of costs borne by land users
Labour
labour ha 1.0 15.0 15.0 100.0
Equipment
tools ha 1.0 3500.0 3500.0 100.0
Waschplatz ha 1.0 1000.0 1000.0 100.0
Total costs for establishment of the Technology 4'515.0
Total costs for establishment of the Technology in USD 4'515.0
Maintenance activities
  1. Beginn Herbizidanwendung (Timing/ frequency: März-Mai)
  2. Nach erster Ernte Stoppelbehandlung (Timing/ frequency: August-September)
  3. nach zweiter Ernte erneute Anwendung Herbizid bis zum 10. Oktober (Timing/ frequency: September-Oktober)
Maintenance inputs and costs
Specify input Unit Quantity Costs per Unit (CHF) Total costs per input (CHF) % of costs borne by land users
Labour
labour ha 1.0 90.0 90.0 100.0
Equipment
machine use ha 1.0 90.0 90.0 100.0
tools ha 1.0 60.0 60.0 100.0
Fertilizers and biocides
biocides ha 1.0 540.0 540.0 100.0
Total costs for maintenance of the Technology 780.0
Total costs for maintenance of the Technology in USD 780.0

Natural environment

Average annual rainfall
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1,000 mm
  • 1,001-1,500 mm
  • 1,501-2,000 mm
  • 2,001-3,000 mm
  • 3,001-4,000 mm
  • > 4,000 mm
Agro-climatic zone
  • humid
  • sub-humid
  • semi-arid
  • arid
Specifications on climate
Thermal climate class: temperate
Slope
  • flat (0-2%)
  • gentle (3-5%)
  • moderate (6-10%)
  • rolling (11-15%)
  • hilly (16-30%)
  • steep (31-60%)
  • very steep (>60%)
Landforms
  • plateau/plains
  • ridges
  • mountain slopes
  • hill slopes
  • footslopes
  • valley floors
Altitude
  • 0-100 m a.s.l.
  • 101-500 m a.s.l.
  • 501-1,000 m a.s.l.
  • 1,001-1,500 m a.s.l.
  • 1,501-2,000 m a.s.l.
  • 2,001-2,500 m a.s.l.
  • 2,501-3,000 m a.s.l.
  • 3,001-4,000 m a.s.l.
  • > 4,000 m a.s.l.
Technology is applied in
  • convex situations
  • concave situations
  • not relevant
Soil depth
  • very shallow (0-20 cm)
  • shallow (21-50 cm)
  • moderately deep (51-80 cm)
  • deep (81-120 cm)
  • very deep (> 120 cm)
Soil texture (topsoil)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Soil texture (> 20 cm below surface)
  • coarse/ light (sandy)
  • medium (loamy, silty)
  • fine/ heavy (clay)
Topsoil organic matter content
  • high (>3%)
  • medium (1-3%)
  • low (<1%)
Groundwater table
  • on surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Availability of surface water
  • excess
  • good
  • medium
  • poor/ none
Water quality (untreated)
  • good drinking water
  • poor drinking water (treatment required)
  • for agricultural use only (irrigation)
  • unusable
Water quality refers to:
Is salinity a problem?
  • Ja
  • Nee

Occurrence of flooding
  • Ja
  • Nee
Species diversity
  • high
  • medium
  • low
Habitat diversity
  • high
  • medium
  • low

Characteristics of land users applying the Technology

Market orientation
  • subsistence (self-supply)
  • mixed (subsistence/ commercial)
  • commercial/ market
Off-farm income
  • less than 10% of all income
  • 10-50% of all income
  • > 50% of all income
Relative level of wealth
  • very poor
  • poor
  • average
  • rich
  • very rich
Level of mechanization
  • manual work
  • animal traction
  • mechanized/ motorized
Sedentary or nomadic
  • Sedentary
  • Semi-nomadic
  • Nomadic
Individuals or groups
  • individual/ household
  • groups/ community
  • cooperative
  • employee (company, government)
Gender
  • women
  • men
Age
  • children
  • youth
  • middle-aged
  • elderly
Area used per household
  • < 0.5 ha
  • 0.5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1,000 ha
  • 1,000-10,000 ha
  • > 10,000 ha
Scale
  • small-scale
  • medium-scale
  • large-scale
Land ownership
  • state
  • company
  • communal/ village
  • group
  • individual, not titled
  • individual, titled
Land use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
  • Kanton
Water use rights
  • open access (unorganized)
  • communal (organized)
  • leased
  • individual
  • Kanton
Access to services and infrastructure
health

poor
x
good
education

poor
x
good
technical assistance

poor
x
good
employment (e.g. off-farm)

poor
x
good
markets

poor
x
good
energy

poor
x
good
roads and transport

poor
x
good
drinking water and sanitation

poor
x
good
financial services

poor
x
good

Impacts

Socio-economic impacts
Crop production
decreased
x
increased


bei optimaler Herbizidanwendung

risk of production failure
increased
x
decreased

farm income
decreased
x
increased

Socio-cultural impacts
conflict mitigation
worsened
x
improved

contribution to human well-being
decreased
x
increased


Der Fakt, dass die Konsequenzen des Einsatzes von Herbiziden wie z.B. Glyphosat noch nicht bekannt sind, beschäftigt die Öffentlichkeit aber auch die Bauern. Auch Bauern sind nicht einverstanden mit der Zerstörung der Umwelt und den negativen Konsequenzen von Herbiziden. Deshalb ist es wichtig, dass der Verbrauch an Herbizid so weit wie möglich minimiert werden kann. Eine Überdenkung der gegenwärtigen Situation und Applikation ist dafür dringend notwendig, aber auch fehlendes Wissen zum richtigen Umgang mit Herbiziden muss zur Verfügung gestellt werden. Durch diese Massnahmen kann das Wohlbefinden noch weiter gesteigert werden.

Ecological impacts
water quality
decreased
x
increased


bei optimaler Anwendung Herbizid, weniger Eintrag Herbizide in Gewässer durch Reste oder Ausschwemmungen

evaporation
increased
x
decreased

soil organic matter/ below ground C
decreased
x
increased


zwischen Kulturfolgen ist das Feld abgebrannt

habitat diversity
decreased
x
increased


keine Ackerunkräuter mehr

Off-site impacts
groundwater/ river pollution
increased
x
reduced


bei falscher Anwendung, Restbelastung bleibt

Cost-benefit analysis

Benefits compared with establishment costs
Short-term returns
very negative
x
very positive

Long-term returns
very negative
x
very positive

Benefits compared with maintenance costs
Short-term returns
very negative
x
very positive

Long-term returns
very negative
x
very positive

Aktuell ist das System mit dem Herbizid-Einsatzes wirtschaftlicher als ohne. Wenn man Landwirtschaft ohne Pestizide und Herbizide betreiben will, müssen die Kosten für menschliche Arbeit gesenkt werden. Der Landnutzer meint, dass die heutige Chemie nur dann erneut durch menschliche Arbeit ersetzt werden kann, wenn diese Arbeitskosten für Löhne gesenkt werden kann. Ansonsten muss langfristig sicher die Menge an eingesetztem Herbizid verringert werden.

Climate change

-

Adoption and adaptation

Percentage of land users in the area who have adopted the Technology
  • single cases/ experimental
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Of all those who have adopted the Technology, how many have done so without receiving material incentives?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
Has the Technology been modified recently to adapt to changing conditions?
  • Ja
  • Nee
To which changing conditions?
  • climatic change/ extremes
  • changing markets
  • labour availability (e.g. due to migration)

Conclusions and lessons learnt

Strengths: land user's view
  • Sobald der Bauer das Wissen über Herbizide und deren Einsatz hat, ist die Anwendung und Minimierung der Menge einfach anzuwenden. Dieses neu erlangte Wissen spart nicht nur Zeit sondern vor allem auch Geld. Es können teilweise bis zu 50.-$/ha an Herbizid eingespart werden. Dies bedeutet eine Einsparung von ca. 1-2 Liter pro Hektare, welche von den heute üblichen 3-6 Litern Glyphosat gemacht werden könnte.
Strengths: compiler’s or other key resource person’s view
  • Die Minimierung und Optimierung des Herbizideinsatzes in der Schweizer Landwirtschaft ist wichtig, da es eine Lösung zum bestehenden Problem der Kontaminierung von Boden und Wasser durch Herbizide und zum Hemmnis für die Einführung der Technologie Direktsaat darstellt: der Einsatz von starken Herbiziden wie Glyphosat. Mit der gezielten Anwendung und weniger Verschwendung auf dem Feld und bei der Reinigung sowie weniger direkter Verschmutzung von Abwasser bei der Maschinenreinigung auf dem Hof könnte die Skepsis vieler Bauern und auch der Bevölkerung minimiert werden. Damit wäre der grösste negative Punkt beim bodenschonenden Anbauverfahren der Direktsaat neutralisiert.
  • Die Anwendung von Herbiziden sichert die Produktion der Bauern gegen Unkraut. Die richtige Anwendung ist dafür jedoch nötig, sodass nicht zu grosse Mengen an Pflanzenschutzmitteln verwendet werden und die Umwelt schädigen. Mindestmengen können bei richtigem Einsatz denselben Effekt haben wie zu viel Herbizid auf Feldern.
Weaknesses/ disadvantages/ risks: land user's viewhow to overcome
Weaknesses/ disadvantages/ risks: compiler’s or other key resource person’s viewhow to overcome
  • Die Akzeptanz der Anwendung von Herbiziden in der Bevölkerung und unter Bauern ist das grösste Problem dieser Technologie. Auch nach der Reduktion von Herbizidmengen werden noch immer Kritiker vorhanden sein, welche das Gesamtsystem des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln verurteilen. Die Akzeptanz in der Öffentlichkeit muss verbessert werden, um den Erfolg der Technologie zu sichern. Dazu soll über die Vor- und Nachteile von Pflanzenschutzmitteln aufgeklärt werden und die positiven Auswirkungen von optimiertem/reduziertem Einsatz von Herbiziden bewiesen werden. Zudem soll enger mit der Wissenschaft für die Forschung nach Alternativen zusammengearbeitet werden.

References

Compiler
  • Deborah Niggli
Editors
Reviewer
  • Deborah Niggli
  • Alexandra Gavilano
Date of documentation: Junie 27, 2015
Last update: Sept. 5, 2019
Resource persons
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Linked SLM data
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