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Nachhaltige Landnutzung (Subject) / Klausurfragen (Lesson)

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• 1. Wie schätzen Sie den aktuellen Stand der deutschen Landwirtschaft im Hinblick auf deren Nachhaltigkeit ein? Geben Sie eine differenzierte Einschätzung ab und untermauern Sie Ihre Argumentation anhand von drei selbst gewählten Beispielen. (5 Punkte) Gesamtsituation in Deutschland gemischt bzgl. ökologischer, ökonomischer und sozialer Nachhaltigkeit: I. Ökonomische Nachhaltigkeit: insgesamt mangelhaft - große Betriebe zwar Vorteile im Hinblick auf die Rentabilität, die erzielbaren Einkommen und die Sicherung der Hofnachfolge - dennoch Fehlen eines internen Risikoausgleichs sowie die stabilisierende Wirkung außerlandwirtschaftlicher Einkommen, die für Gemischt- und Nebenerwerbsbetriebe kennzeichnend sind II. Ökologische Nachhaltigkeit: Verschlechterung durch fortgesetzte Intensivierung und Spezialisierung der landwirtschaftlichen Produktion - intensive = zunehmende Inputs wie Energie und Düngemittel sowie einem höheren Pflanzenschutzmitteleinsatz einher - zwar Steigerung der Erträge, dennoch gleichzeitig Abnahme der Biodiversität und zunehmende Abhängigkeit von Eiweißfuttermittelimporten - mittlerweile ist aber eine Trendumkehr zu beobachten: unabhängig von den Betriebsgrößen haben Landwirtschaftsbetriebe die Notwendigkeit erkannt, Landschaftselemente, wiez.B. Blühstreifen, zu integrieren. Insgesamt ist daher die Frage der Betriebsgröße unter dem Aspekt der ökologischen Nachhaltigkeit deutlich weniger relevant als die Frage der Intensität der Produktion III. Soziale Nachhaltigkeit: starke Arbeitsplatzverluste - zunehmende Zweiteilung in sehr gut ausgebildete Betriebsleiter und wenig qualifiziertefamilienfremde Arbeitskräfte --> Betriebe bewirtschaften mittlerweile doppelt so viel Fläche wie davor und es sind nur existieren nur noch halb so viele Betriebe
• 2. Welche wichtigen Problembereiche in der Nachhaltigkeit bestehen aktuell in den mitteleuropäischen Agrarsystemen? Nennen Sie drei Problembereiche und erläutern Sie diese umfassend. (6 Punkte) 1. Geringer Bodenschutz: durch Pflügen und große Maschinen kommt es zur instabilen Bodengefüge, was zu Erosion, Verdichtung und verringertem Bodenleben führen kann.   2. Hoher Einsatz von Düngemittel: Durch den hohen Einsatz von chemischen Düngemitteln, die die Pflanzen nur zum Teil aufnehmen können, steigt die Belastung unseres Trinkwassers. Die Nitratbelastung des Wassers durch Dünger aus der Landwirtschaft zerstört Ökosysteme in Seen und Fließgewässern. 3. Chemische Pflanzenschutzmittel und Pestizide: Pestizide sind eine große Gefahr für die Natur. Insekten-, Vögel- und Kleintierbestände gehen seit Jahren zurück, weil sie von den Chemikalien vergiftet werden und die Nahrungskette unterbrochen wird.
• 3. Definieren und erklären Sie den Begriff „Planetare Belastbarkeitsgrenzen“ (3 Pkt.). Zählen Sie drei der neun planetaren Belastbarkeitsgrenzen auf und erläutern Sie jeweils den aktuellen Stand in Bezug auf: sicherer Handlungsraum, an der Grenze zum Überschreiten, Grenze bereits überschritten oder Grenze bisher nicht definiert (3 Pkt.). (Gesamt 6 Punkte) Planetare Belastungsgrenze = wissenschaftlich definierter Höchstwerte für menschliche Eingriffe in zentrale Prozesse des Planeten Es ist ein Konzept, welches wechselseitige Veränderungen im Erdsystem beschreibt. Menschliche Aktivitäten beeinträchtigen natürliche Systeme und Prozesse maßgeblich: Süßwasserverbrauch, Ozonloch, Stoffkreisläufe, Intaktheit der Biosphäre, Ozeanversauerung, Klimawandel, neue Substanzen, Luftverschmutzung Es werden für 9 natürliche Systeme “Belastbarkeitsgrenze” und die Sicherheit des menschlichen Handlungsraumes innerhalb dieser eingestuft.  1. Neue Substanzen: Belastbarkeitsgrenzen noch nicht definiert → Schwierigkeit, die Auswirkungen von z.B. Mikroplastik zu bewerten, aktuell noch zu wenige Studien und Modellierung, dennoch große Übereinstimmung über starke Ausbreitung in den Ökosystemen. 2. Intaktheit der Biosphäre, Arten & genetische Vielfalt: Grenze überschritten → Dramatischer Artenverlust weltweit, bedroht sind u.a. Schlüsselspezies, die wichtige Ökosystemdienstleistungen erbringen und ganze Nahrungsketten zusammenhalten → 50 % des Biodiversitätsverlustes sind einer intensiven Landnutzung zuzuschreiben 3. Klimawandel und Landnutzungswandel: am Überschreiten der Grenze: sicherer Handlungsraum verlassen, erhöhtes Risiko gravierender Folgen → Weltweit werden in rasantem Tempo natürliche Landschaftsformen umgebrochen und für menschliches Siedeln urbar gemacht → Ökosystemdienstleistungen können nicht mehr im gleichen Umfang erbracht werden
• 4. Warum kommt dem Systemansatz „Planetare Belastbarkeitsgrenzen“ aktuell eine so hohe Bedeutung zu und welche Rolle spielt hierbei die Landwirtschaft? (5 Punkte) Das Konzept wurde 2009 von Rockström et al. vorgestellt und diente den sustainable development goals, die 2012 von den United Nations formuliert wurden, als Basis. Eine hohe Bedeutung kommt dem Systemansatz zu, weil er in simpler Darstellungsform das Überschreiten der Belastbarkeitsgrenzen vieler Bereiche darstellt, welche wissenschaftlich klar hinterlegt sind. Zudem sind die SDGs Teil der Agenda 2030, einem Bestreben der UN zum Erreichen einer globalen nachhaltigen Entwicklung ab 2015, wobei wir uns in diesem Jahr in der Halbzeit befinden. Fast die Hälfte der derzeitigen landwirtschaftlichen Nutzpflanzenproduktion ist schädlich für unseren Planeten → schadet den Ökosystemen und führt zu Biodiversitätsverlust, sowie hohem Wasserverbrauch → zu viel Land für Tierhaltung und Nutzpflanzen, dabei mangelnder Bodenschutz, starker Einsatz von Düngern und Pflanzenschutzmitteln   4/9 planetaren Belastungsgrenzen in der Landwirtschaft relevant: Integrität der Biosphäre, Veränderung der Landnutzung, Süßwasserverbrauch, Nährstoffkreisläufe
• 5. Welchen Einfluss hat die Landwirtschaft auf das Überschreiten von planetaren Belastbarkeitsgrenzen? Erläutern Sie diesen Zusammenhang an fünf aktuellen Beispielen. (5 Punkte) Die konventionelle Landwirtschaft ist sehr ressourcenintensiv und schadet unseren natürlichen Ökosystemen, die essentiell für die menschliche Gesundheit und das Wohlergehen sind.   Süßwasserverbrauch → der Wasserverbrauch in der konventionellen Landwirtschaft stellt ein großes Problem dar, vor allem in ariden Gebieten, in denen wertvolle Grundwasserreservoirs überstrapaziert werden, die sich in extrem niedrigen Raten regenerieren. Klimawandel → die Landwirtschaft ist einer der Hauptemittenten von Treibhausgasen. Düngemittel werden unter großem Energieaufwand synthetisiert oder abgebaut, Maschinen laufen mit fossilen Brennstoffen und Transportwege im globalen Nahrungsnetz sind lang und emissionsintensiv. Landnutzungsänderung → durch die steigende Landnahme für die Nahrungsmittelproduktion werden Ökosysteme zerstört. Durch diesen Wandel können Ökosysteme nicht ihre wertvollen Leistungen wie Wasserfiltration, Kohlenstoffspeicherung und den Kreislauf von Nährstoffen garantieren, damit geht auch Habitat für Flora und Fauna in dramatischem Ausmaß verloren (Biodiversitätsverlust) Nährstoffkreisläufe → Starke Düngung führt zur Auswaschung von z.B. Nitrat und damit zur Belastung von Wasserkörpern; eine starke Düngung mit P kann sogar zum Schwinden von symbiotischen arbuskulären Mykorrhiza führen. Biosphäre → ein Boden, der intensiv bewirtschaftet wird, kann keine gute Nährstoffversorgung und -umwandlung mehr garantieren. Es braucht einen biodiverse Flora und Fauna, um Nährstoffe zu fixieren und zu erschließen. Einseitige Fruchtfolgen auf großen Landstrichen ohne Ackersaumstrukturen o.ä. stellen keine Nahrung für Fauna dar, der Rückgang zahlreicher Arten ist die Konsequenz.
• 6. Bietet eine nachhaltigere Landbewirtschaftung die Möglichkeit planetare Belastbarkeitsgrenzen besser einhalten zu können? Welche Herausforderungen sehen Sie dabei? (5 Punkte) 4/9 der Belastungsgrenzen werden durch die intensive Landwirtschaft negativ beeinflusst: Unversehrtheit der Biosphäre (Ökosystemfunktion, Artenvielfalt) Abholzung und andere LN-Änderungen Süßwasserverbrauch Biochemische Kreisläufe Ozonloch (Lachgas) Herausforderungen: 1.  ökonomische Konkurrenzfähigkeit nachhaltiger Systeme mit konventionellen Methoden 2.  Sicherung der Nahrungsmittelversorgung bei gleichzeitiger Extensivierung der Nutzung 3.  Deglobalisierung der Nahrungsmittelversorgung hin zu regionaler Produktion 4.  Langfristig nachhaltige genetische Vielfalt landwirtschaftlicher Nutzpflanzen (Agrobiodiversität) muss erhalten werden 5.  Teller-Tank-Konflikt vor dem Hintergrund der Energiewende muss gelöst werden 6.  Rückgang der Biodiversität im Agrarraum muss  eingedämmt werden  
• 7. Beschreiben Sie umfassend das Leitbild und die Prinzipien einer nachhaltigen Landbewirtschaftung. (5 Punkte) = eine ressourcenschonende Landwirtschaft und intergenerationelle Verteilungsgerechtigkeit  > erneuerbare Ressourcen dürfen nur so verbraucht werden, dass sie sich regenerieren können > nicht- erneuerbare Ressourcen dürfen nur so verbraucht werden, wie erneuerbare Ersatzstoffe bereitgestellt werden können > Schadstoffe dürfen nur so in die Umwelt eingebracht werden, wie sich die Umwelt selbst regenerieren kann Nachhaltige Landwirtschaft beruht auf drei Säulen: Soziale Verträglichkeit und Akzeptanz, ökologische Ausgewogenheit und ökonomische Tragfähigkeit. Alle drei Säulen sollen bei einer nachhaltigen Landwirtschaft gleichermaßen angesprochen werden
• 8. Wie kann man einen landwirtschaftlichen Betrieb hinsichtlich der Nachhaltigkeit bewerten (3 Pkt.)? Nennen Sie für jeden der Bereiche Ökonomie, Ökologie und Soziales jeweils 2 Bewertungskriterien. (3 Pkt.). Nach einem Kriteriensystem, wie dem des DLG-Zertifikats. Es basiert auf der Verrechnung realer Betriebsdaten und deren schulnotenorientierte Bewertung hinsichtlich Indikatoren in den Bereichen Ökologie, Ökonomie und Soziales sowie dem Bereich des Managements. Zugrundeliegend sind aktualisierte Grenzwerte jeweiliger akuteller Verordnungen, Gesetze und der guten fachlichen Praxis. Ökonomie: - Netto-Cashflow - Gewinnrate Ökologie:        - N-Saldo - Pflanzenschutzintensität Soziales:      - Entlohnung - Aus- und Weiterbildung    Management: - Betriebsleitbild - Risikomanagament
• 9. Erläutern Sie die drei Nachhaltigkeitsstrategien „1. Effizienz, 2. Konsistenz, 3. Suffizienz“ (3 Pkt.) und geben Sie zu jeder Strategie jeweils zwei Beispiele aus dem Bereich der Landwirtschaft (3 Pkt.). Nachhaltige Strategien definieren sich über die Erfüllung der drei Teilbereiche:    Effizienz: Besser Produzieren: Materie und Energien ergiebiger nutzen, mit weniger Ressourcen und Emissionen mehr erzielen. Konsistenz: Anders Produzieren: Innovativer Wandel und umweltschonender Kreislaufgedanke. Suffizienz: Weniger produzieren und verbrauchen.    → die Strategien müssen gleichzeitig erfüllt werden, sonst drohen negative Effekte. Rebound-Effekt: Ressourceneinsparungen in der Produktion werden kompensiert, weil mehr davon konsumiert wird. Zudem sind geschlossene Stoffkreisläufe erst zu einem sehr geringen Teil verwirklicht.   Beispiele Landwirtschaft: E: Züchtung von Sorten, die eine effizientere Wassernutzungseffizienz vorweisen. Verringerte Ammoniakverluste durch optimierte Aufbringungstechnik. K: Thermale Aufbereitung von Gülle zur Phosphorextraktion, sonst als direktes Düngemittel bedenklich wegen Schadstoffgehalten → P-Kreislauf fördern. Nutzung von Hofabfällen im Kompost oder als Mulch zwecks Rückführung von Nährstoffen. S: Weniger Ackerland in Betrieb nehmen und Lerchenfenster einrichten, um Biodiversität zu fördern. Ackersaumstrukturen einrichten, um Biodiversität zu fördern und Bodenerosion zu verringern, obwohl Ertrag sinkt.
• ! 10. Erklären Sie umfassend das „Hochzeitstorten-Modell“ im Rahmen der Ziele einer nachhaltigen Entwicklung (Sustainable development goals = SDGs) der Vereinten Nationen (3 Pkt.). Erläutern Sie insbesondere die hohe Bedeutung der Biosphäre (2 Pkt.). Das Hochzeitstortenmodell gewichtet die SDGs nach Priorität. Es ist mit abnehmender Priorität von der Basis auf unterteilt in Biosphäre (Ökologie) > Soziales > Ökonomie. > Somit suggeriert es, dass ohne die BIOSPHÄRE (Förderung von Leben an Land und im Wasser, sauberes Trinkwasser sowie Maßnahmen gegen den Klimaschutz) die darauf bauenden Ziele des SOZIALEN Sektors (wie kein Hunger, Frieden und Gerechtigkeit) und letztlich WIRTSCHAFTLICHE Ziele (wie Wirtschaftswachstum, starke Partnerschaften, nachhaltiger Konsum) nicht erreicht werden können.  > Die Biosphäre betreffenden Ziele sind von grundlegender Wichtigkeit, da sie das Funktionieren von Ökosystemdienstleistungen garantieren. Sie adressieren übergeordnet alle Kategorien von ÖSL, insbesondere aber die unterstützenden (Basis) und bereitstellenden (Versorgung) und regulierenden, die die Grundlage allen menschlichen Handelns darstellen
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• 11. Erläutern Sie die drei elementaren Nachhaltigkeitsbereiche „Ökonomie, Ökologie & Soziales“ am Beispiel der Landwirtschaft (3 Pkt.). Beschreiben Sie jeweils zwei positive (Synergien) und zwei negative (Zielkonflikte) Wechselwirkungen zwischen diesen Nachhaltigkeitsbereichen (4 Pkt.). Das Wunschziel einer nachhaltigen Landwirtschaft ist, dass sie ökonomisch tragfähig, ökologisch ausgewogen und gesellschaftlich akzeptiert und sozial verträglich ist und dabei keine Zielkonflikte entstehen. Ökonomie: Landwirtschaft muss eine wirtschaftliche Lebensgrundlage für die Produzenten ermöglichen, Akteure entlang der Wertschöpfungskette verdienen kaum noch. Ökologie: Der Umgang mit Ressourcen zur landwirtschaftlichen Produktion muss schonend und weitsichtig geschehen und den Erhalt der natürlichen Lebensgrundlage gewährleisten. Soziales: Nahrung muss für Verbraucher aller sozialen Klassen zugänglich sein. Die soziale Dimension umfasst das gesamte gesellschaftliche Empfinden für Gerechtigkeit ein, damit auch Aspekte wie Tierwohl und das Verlagern von westlicher Landnutzung in Entwicklungsländer bei gleichzeitigem hohen Hunger in diesen Regionen 1.      Biogasanlagen – erneuerbare Energien vs. Biodiversität 2.      Günstiges Fleisch vs. Tier- und Umweltschutz 3.      Landwirtschaft mit Skaleneffekten
• 12. Welche Bewertungskriterien gibt es für die folgenden Kategorien aus dem Bereich „Ökologie bzw. Umweltwirkungen“ von Pflanzenbausystemen? Nennen Sie für jede dieser sechs Kategorien jeweils ein Bewertungskriterium inklusive der dazugehörigen Dimension bzw. Messeinheit Dimension. (6 Punkte) Nährstoffhaushalt     Bewertungskriterium: Nitratgehalt im Boden [mg/m³] Bodenschutz     Bewertungskriterium: Bodenerosion [t/ha/yr] Pflanzenschutz     Bewertungskriterium: Anwendung von Pestiziden pro Hektar [l/ha]   /  Bewertungskriterium: Pestizidrückstände in Nahrungsmitteln [mg/kg] Energiebilanz     Bewertungskriterium: Energieeffizienz. Dimension [J/kg] Treibhausgasemission     Bewertungskriterium: Kohlendioxidemissionen [t/ha/yr] Biodiversität     Bewertungskriterium: Artenvielfalt [Individuen/m²]  /  Bewertungskriterium    Landschaftsstruktur. Dimension: Prozentualer Anteil der natürlichen oder semi-natürlichen Lebensräume (%).
• 13. Definieren Sie den Begriff „Biodiversität“ (2 Pkt.) und den Begriff „Agrobiodiversität“ (2 Pkt.). Erläutern Sie die hohe Bedeutung der Biodiversität im Rahmen einer nachhaltigen Landbewirtschaftung (3 Pkt.). Agrobiodiversität: alle Komponenten der biologischen Vielfalt, die für Ernährung und Landwirtschaft sowie für das Funktionieren der Agrarökosysteme von Bedeutung sind = von Menschen geschaffenes Kulturgut.   Biodiversität: die Variabilität unter Organismen, und die ökologischen Komplexe, zu denen sie gehören.  1. innerhalb der Arten (genetisch) 2. zwischen den Arten (Artenvielfalt) 3. die Vielfalt der unterschiedlichen Ökosysteme (Meere, Wiesen, Wälder, Seen).   → je höher die Biodiversität, desto robuster das Ökosystem ggü. Klimawandel und Krankheitserregern (exogenen Einflüssen)
• ! 14. Was sind die Hauptursachen für den Rückgang der Biodiversität? Nennen Sie sechs Ursachen. (3 Punkte) Intensive Landnutzung > Biologische Faktoren (fremde Arten und Krankheitserreger) > Urbanisierung > Entwaldung >Veränderung von Flüssen und Feuchtgebieten > Klimawandel
• 15. Welche Rolle hat die Landwirtschaft rückblickend beim drastischen Rückgang in der Agrobiodiversität gespielt? Nennen Sie sechs Beispiele. (3 Punkte) Sie lieferte haufenweise Ursachen für den Rückgang durch... 1. Intensivierung, Rationalisierung und Spezialisierung der Produktion  2. Einführung von Hochleistungssorten + gentechnisch veränderten Sorten 3. fehlende ökonomische Anreize für den Biodiversitätserhalt 4. zunehmende Privatisierung genetischer Ressourcen 5. Flächenumwandlung: Verlust, Fragmentierung und Schädigung von Lebensräumen durch die Umwandlung von z.B. Wald und Mooren in landwirtschaftlich genutzte Flächen  6. Schadstoffeintrag in aquatische Ökosysteme durch Düngung und PSM
• 16. Welche Auswirkungen bzw. Konsequenzen kann der Verlust an Agrobiodiversität auf die landwirtschaftliche Primärproduktion haben? Erläutern Sie diesen Zusammenhang an sechs Beispielen. (6 Punkte) a) Abnahme der Ertragsstabilität: Der Verlust an Agrobiodiversität kann die Ertragsstabilität von landwirtschaftlichen Kulturen beeinträchtigen, da die Anbau von einer begrenzten Anzahl von Kulturen eine höhere Abhängigkeit von Witterungsbedingungen und Schädlingsbefall bedeutet. b) Verschlechterung des Bodens: Ein Mangel an Agrobiodiversität kann die Bodenfruchtbarkeit beeinträchtigen, da die natürlichen Prozesse der Bodenbildung und -erhaltung durch den Anbau von Monokulturen gestört werden. c) Verlust von Ökosystemleistungen: Der Verlust an Agrobiodiversität kann zu einer Verringerung von Ökosystemleistungen wie z.B. Bestäubung, Bodenbildung und Pflanzenschutz führen. d) Reduktion der Ernährungsvielfalt: Ein Mangel an Agrobiodiversität kann die Ernährungsvielfalt einschränken und damit die Ernährungssicherheit beeinträchtigen. e) Erhöhung von Risiken durch Klimawandel: Der Verlust an Agrobiodiversität kann die Anfälligkeit von landwirtschaftlichen Kulturen gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels erhöhen, da diese nicht mehr so flexibel auf veränderte Witterungsbedingungen reagieren können. f) Verlust von genetischen Ressourcen: Der Verlust an Agrobiodiversität bedeutet auch den Verlust von wertvollen genetischen Ressourcen, die für die Anpassung an zukünftige Herausforderungen und die Entwicklung neuer Kulturen und Technologien benötigt werden.
• 17. Erläutern Sie fünf agronomische Maßnahmen zur Förderung der Agrobiodiversität. Bewerten Sie jede dieser Maßnahme in Bezug auf mögliche Synergien (positive Wechselwirkungen) oder Zielkonflikte (negative Wechselwirkungen) zwischen praktischer Landwirtschaft, Umweltschutz und Gesellschaft. (5 Punkte) a) Anbau von Mischkulturen: Reduktion der Abhängigkeit von einzelnen Kulturen Synergien: verbesserte Ertragsstabilität, verbesserte Bodenfruchtbarkeit Zielkonflikte: höhere Anforderungen an die Planung und Durchführung der Landwirtschaft, möglicherweise geringere Erträge b) Verwendung von natürlichen Düngemitteln: Reduktion der Belastung von Boden und Wasser. Synergien: verbesserte Bodenfruchtbarkeit, reduzierte Belastung von Ökosystemen. Zielkonflikte: höhere Kosten für die Landwirte, möglicherweise geringere Erträge. c) Förderung von kleinbäuerlichen Betrieben: Unterstützung der Vielfalt landwirtschaftlicher Praktiken und Kulturen Synergien: Unterstützung der ländlichen Entwicklung, Erhaltung der Artenvielfalt, Unterstützung der Ernährungssicherheit. Zielkonflikte: möglicherweise geringere wirtschaftliche Effizienz, geringere Wettbewerbsfähigkeit. d) Verwendung von Saatgutvielfalt: Erhöhung der genetischen Vielfalt der landwirtschaftlichen Kulturen Synergien: verbesserte Anpassungsfähigkeit an Klimawandel, Erhaltung der genetischen Ressourcen, Unterstützung der Ernährungssicherheit. Zielkonflikte: höhere Kosten für die Landwirte, möglicherweise geringere Erträge. e) Einbeziehung von Ökolandbau: Ökolandbau ist ein Ansatz der Landwirtschaft, der sich an natürlichen Prozessen orientiert und auf natürliche Pestizide, Düngemittel und andere Ressourcen setzt Synergien: verbesserte Bodenfruchtbarkeit, erhöhte Ökosystemleistungen, reduzierte Belastung von Böden und Gewässern. Zielkonflikte: geringere Erträge auf der gleichen Fläche.
• 19. Erläutern Sie den Begriff „Bodenfruchtbarkeit“ und ihre hohe Bedeutung für den Ackerbau (4 Pkt.). Nennen und begründen Sie vier spezifische Bodeneigenschaften, die hierbei eine tragende Rolle spielen (2 Pkt.). = ein Maß für die Ertragsfähigkeit einer Ackerfläche Sie erfüllt bestimmte Funktionen: physiologische Funktion (bedarfsgerechte Versorgung der Pflanzen mit Wasser, Nährstoffen, Licht, Luft und Wärme) phytosanitäre Funktion (Einfluss auf den Gesundheitszustand der Pflanzen, z.B. Schaderreger oder Schadstoffe) technologische Funktion (Einfluss auf die Anbauverfahren mit Bezug zur Bearbeitbarkeit, Bedingungen für Aussaat, Pflege und Ernte der Pflanzenbestände)   Bodeneigenschaften: Humusgehalt: Humus = die Gesamtheit der abgestorbenen organischen Substanz im Boden. Aufgrund seiner Oberflächenladung kann er Nährstoffe als Kationen und Anionen binden. Zudem kann er mit Bodenpartikeln wie Ton in Verbindung gehen und sie stabilisieren. Es gibt zwei Formen: Dauerhumus und Nährhumus. Porengefüge: Die Zusammensetzung des Porensystems eines Bodens ist entscheidend für die Verteilung und den Zugang von Luft und Wasser. Durchwurzelbarkeit: Je tiefer sie ist, desto mehr Kontakt hat die Pflanzenwurzel zu Nährstoffen, Wasser und dem Bodenleben. Ausgeglichener pH: fördert biologische (Bodenleben, Wurzelwachstum, mikrobielle Aktivität), chemische (KAK, verringerte Schwermetallverfügbarkeit) und physikalische (Luftleitfähigkeit, Krümelstabilität, Erosionsverringerung) Eigenschaften des Bodens.
• 21. Nennen Sie zwei anthropogene sowie zwei nichtanthropogene Einflussfaktoren auf die Bodenfruchtbarkeit. (2 Punkte) Anthropogen: Beeinträchtigung durch Bodenverdichtung durch Befahren mit Maschinen und PflugBodenversauerung durch konventionelle Bewirtschaftung und atmosphärische Deposition  Nicht-Anthropogen: suboptimale klimatische Standortbedingungen und schlechte WasserversorgungBodenart, z.B. sandige Böden, können weniger gut org. Substanz binden
• 22. Benennen Sie die „5 Säulen der Bodenfruchtbarkeit“ und erklären Sie deren jeweilige Bedeutung. (5 Punkte) Humusgehalt: Humus = die Gesamtheit der abgestorbenen organischen Substanz im Boden. Aufgrund seiner Oberflächenladung kann er Nährstoffe als Kationen und Anionen binden. Zudem kann er mit Bodenpartikeln wie Ton in Verbindung gehen und sie stabilisieren. Es gibt zwei Formen: Dauerhumus und Nährhumus. Porengefüge: Die Zusammensetzung des Porensystems eines Bodens ist entscheidend für die Verteilung und den Zugang von Luft und Wasser. Durchwurzelbarkeit: Je tiefer sie ist, desto mehr Kontakt hat die Pflanzenwurzel zu Nährstoffen, Wasser und dem Bodenleben. Ausgeglichener pH: fördert biologische (Bodenleben, Wurzelwachstum, mikrobielle Aktivität), chemische (KAK, verringerte Schwermetallverfügbarkeit) und physikalische (Luftleitfähigkeit, Krümelstabilität, Erosionsverringerung) Eigenschaften des Bodens. Bodenleben: Je besser und aktiver der Austausch zwischen Bodenorganismen und Pflanzen, umso vitaler, gesünder und ertragreicher die Pflanzen. Das Bodenleben ist am aktivsten in der Rhizosphäre.
• 23. Erläutern Sie die vier agronomischen Leitprinzipien zur Förderung der Bodenfruchtbarkeit (2 Pkt.) und schlagen Sie zu jedem Prinzip jeweils zwei agronomische Maßnahmen zu deren praktischer Umsetzung vor (4 Pkt.). (Gesamt 6 Punkte) 1. Bodenruhe: Der Boden wird möglichst wenig bearbeitet, um die Bodenruhe zu maximieren. o   Erosionsschutz durch ganzjährigen Bewuchs o   Bodenleben kann sich entwickeln o   „So tief wie nötig, so flach wie möglich“ o   Maßnahmen: flacher pflügen bzw. nur mischende oder lockernde Methoden, Direktsaat 2. Bodenbedeckung: Der Boden ist permanent bedeckt mit einer Mulchschicht aus toter organischer Substanz. o   Aus Mulchdecke werden Nährstoffe mobilisiert o   Schutz gegen Trockenheit, Temperaturschwankungen und Erosion o   Maßnahmen: Gründüngung, Untersaaten, organische Düngung, Verbleib der Erntereste auf Acker 3. Durchwurzelung: Lebende Pflanzen durchwurzeln den Boden möglichst intensiv und ganzjährig. o   Erschließen des Bodens von vielen Wurzeln -> nachfolgende Früchte können diese Wurzelgänge nutzen o   Herstellung eines intakten und vielseitigen Bodenlebens o   Ebenfalls Lockerung des Bodens o   Maßnahmen: Zwischenfrüchte oder Untersaaten, Leguminosen 4. Biodiversität: Der Boden wird mit einer möglichst hohen biologischen Vielfalt gepflegt. o   Vielfältiges Bodenleben gewährleistet Funktionen/Leistungen des Bodens o   Beeinflussen Bodenfruchtbarkeit, regulieren Wasserkreislauf, wirken gegen Bodenerosion o   Maßnahmen: angepasste Fruchtfolge, hoher Gehalt org. Substanz in und auf Boden (bspw. Düngung mit Mist oder Kompost), reduzierte Bodenbearbeitung, Vermeidung von Bodenverdichtung, weniger PSM-Einsatz
• ! 24. Warum ist die Förderung der Bodenfruchtbarkeit einer der wichtigsten Bestandteile einer nachhaltigen Landbewirtschaftung? Verdeutlichen Sie diesen Zusammenhang an fünf selbstgewählten Beispielen und benennen Sie dabei, welche der UN-Nachhaltigkeitsziele (SDGs) konkret durch eine intakte Bodenfruchtbarkeit unterstützt werden können. Nutzen Sie für Ihre Argumentation auch gerne das „Hochzeitstorten-Modell“ bzw. „The SDGs wedding cake“. (10 Punkte) 1. Bodenfruchtbarkeit maßgeblich für Ertrag der Fläche. Hoher Ertrag notwendig zur Sicherung der Nahrungsmittelversorgung > SDG 2 (Kein Hunger) 2. Bodenfruchtbarkeit beeinflusst das Bodenleben. Gesundes Bodenleben erhöht Biodiversität > SDG 15 (Leben an Land) 3. Bodenfruchtbarkeit beeinflusst Wasserhaushalt, Wasserhaltevermögen, Filterfähigkeit. Schutz der Gewässer vor Nährstoffeinträgen, Schutz der aquatischen Lebewesen, Geringerer Bodenverlust durch Erosion > SDG 6 (Sauberes Wasser), SDG 14 (Leben unter Wasser) 4. Bodenfruchtbarkeit verbessert die Klimaresilienz / Klimaschutz der Böden > Ausgasen von CO2 wird vermindert, CO2-Speichervermögen verbessert bspw. durch effizienten Nährstoffkreislauf (Humus) > SDG 13 (Maßnahmen zum Klimaschutz) 5. Bodenfruchtbarkeit wesentlich für die Qualität der erzeugten Lebensmittel, evtl. auch relevant für regionale Produktion > SDG 3 (Gesundheit und Wohlergehen), SDG 12 (Nachhaltiger Konsum)
• 27. Warum sollte in einer nachhaltigen Landbewirtschaftung unbedingt auf die Vermeidung von Bodenerosion geachtet werden (3 Pkt.)? Zählen Sie vier agronomische Maßnahmen zur Vermeidung von Bodenerosion auf (2 Punkte). (Gesamt 5 Punkte) Bodenerosion bedeutet irreversiblen Bodenverlust. Mit dem Feinboden gehen große Mengen an Humus verloren, welcher wichtig für den Wasser- und Nährstoffhaushalt sowie die Stabilität des Bodengefüges ist. Folge sind Ernteeinbußen bis hin zu vollständiger Bodendegradation. Vermeidung von Bodenerosion durch: Mulch- und Direktsaat, Untersaaten, Ackersaumstrukturen, pflugloser Ackerbau bzw. schonende Bodenbearbeitung, Intervallbegrünung
• 28. Warum sollte in einer nachhaltigen Landbewirtschaftung unbedingt auf die Vermeidung von Bodenverdichtung geachtet werden (3 Pkt.)? Zählen Sie vier agronomische Maßnahmen zur Vermeidung von Bodenverdichtung auf (2 Punkte). (Gesamt 5 Punkte) Bodenverdichtung meint die Kompression von Boden und Verdichtung der Poren durch Befahrung. Der Porenraum ist essentiell für den Wasser- und Lufthaushalt im Boden und wirkt sich somit negativ auf das Wurzelwachstum und die mikrobielle Community im Boden aus. Ertragseinbußen sind die Folge.   Vermeidung von Bodenverdichtung durch: keine Befahrung von nassen Böden, Reduzierung der Bearbeitungstiefe und -intensität, Verringerung des Kontaktflächendrucks durch technische Maßnahmen (breite Reifen, senken des Reifeninnendrucks beim Befahren, …), Verringern der Radlast und des Gesamtgewichts
• ! 29. Welche Leistungen kann das Bodenleben für die Bodenfruchtbarkeit erbringen? Nennen Sie fünf Leistungen des Bodenlebens für die Bodenfruchtbarkeit und kategorisieren Sie diese jeweils hinsichtlich physikalischer, chemischer und biologischer Leistungen. (5 Punkte) Zersetzung und Humifizierung (chemisch) Stabilisierung von Aggregaten (physikalisch) Zerkleinerung und Abbau org. Substanz (chemisch & physikalisch) Steigerung der Wasserinfiltration und des Gasaustauschs (physikalisch) Abbau von Schadstoffen (chemisch & biologisch)
• 30. Warum ist die Förderung des Bodenlebens ein essenzieller Bestandteil einer nachhaltigen Landbewirtschaftung? Verdeutlichen Sie diesen Zusammenhang mit drei Beispielen und benennen Sie, welche konkreten Nachhaltigkeitsziele (SDGs) dadurch unterstützt werden können. (6 Punkte) Symbiose mit Mykorrhiza: 80% der Landpflanzen und viele Kulturpflanzen leben in Symbiose mit Mykorrhiza-Pilzen, welche ihr Einzugsgebiet für Wasser und Nährstoffe stark vergrößern, Düngemittel können eingespart werden und das Boden-Pflanze-Kontinuum ist resilienter ggü. extremen Bedingungen und kann seine ökologischen Funktionen erfüllen. Zudem leisten die Mykorrhiza Beiträge zur Abwehr von Schadstoffen und Schädlingen. Natural attenuation: Bezeichnet eine Reihe von mikrobiellen Vorgängen im Boden, die natürlich ablaufen und zu einer Verringerung der Verunreinigungen im Boden führen. Diese Leistung kann nur in einem intakten Boden erbracht werden. Humusaufbau und Nährstoffkreislauf durch Bodennahrungsnetz: Humus kann nicht ohne Bodenleben entstehen, er bildet sich auf Basis des hochkomplexen Bodennahrungsnetzes, in welchem org. Substanz Ab-, Auf-, und Umbauprozessen unterliegt. → kein Hunger, Gesundheit und Wohlergehen, sauberes Wasser, nachhaltiger Konsum, Maßnahmen zum Klimaschutz, Leben unter Wasser, Leben an Land
• ! 20. Warum kommt der Komponente Bodenbiologie im Kontext der Bodenfruchtbarkeit die höchste Bedeutung zu? Erklären Sie umfassend diesen Zusammenhang an fünf Beispielen. (5 Punkte) I. Bodenfruchtbarkeit kann als ein Dreieck aus Humus, Bodenleben und Bodenstruktur betrachtet werden. II. Allein die Zufuhr organischer Substanz ist nicht ausreichend, um den Humusaufbau im Boden zu fördern. III. Humusaufbau ist ein multifaktorieller Prozess, der durch mikrobiellen Abbau, Umbau und Aufbau definiert ist. Ohne ein intaktes Bodenleben kann also kein Humus aufgebaut werden. 1. Pflanzen nehmen Nährstoffe aus dem im Bodennahrungsnetz zersetzten Material auf2. Regenwürmer fördern durch ihr Zutun die Wasserspeicherung und Aggregatstabilität des Bodens 3. Pilze und Bakterien humifizieren organisches Material 4. Bakterien und Pilze können Schadstoffe abbauen 5. Mykorrhiza dienen also Wurzelverlängerung, so können Pflanzen besser Wasser und Nährstoffe aus tieferen Ebenen des Bodens aufnnehmen
• 31. Erläutern Sie fünf pflanzenbauliche Maßnahmen zur Förderung des Bodenlebens. Beurteilen Sie diese fünf Maßnahmen auch hinsichtlich möglicher Auswirkungen auf das gesamte Anbausystem bzw. den landwirtschaftlichen Betrieb. (5 Punkte) Organische Düngung: Eintrag von Nährstoffen und org. Substanz in den Boden als Nahrung für Pflanzen und das Bodenleben → langfristiger Aufbau von Humus möglich, dadurch Verbesserung der Wasser- und Nährstoffnutzung, Einsparung von Kosten diesbezüglich Kein Eintrag von Schadstoffen: Förderung einer gesunden Mikroorganismen-Gesellschaft im Boden zu Gunsten des Nutzpflanzenwachstums → Einsparung von Pflanzenschutzmitteln und verringerte Ernteausfälle Optimale Nährstoff- und Kalkversorgung: Anstreben eines neutralen pH-Wertes und einer guten Nährstoffversorgung für optimales Pflanzenwachstum und dem daraus folgenden Eintrag von Nährelementen in die erste Trophieebene (Humusaufbau), Verhinderung von Freisetzung toxischer Spezies bei extremen pH → generell verbesserter Ertrag Untersaat und Gründüngung: Förderung eines intakten Bodenlebens durch Eintrag leicht verdaubarer organischer Substanz in die erste Trophieebene, Aufrechterhaltung von Mykorrhiza zur verbesserten Wasser- und Nährstoffaufnahme der Pflanzen und zur Verbesserung der Bodenstruktur sowie der Verdrängung von Schaderregern → Einsparung von Kosten und verbesserte Erträge Vegetative Vielfalt in der Fruchtfolge: Förderung der Biodiversität zum verbesserten Vermögen auf Mikroorganismen auf Schädlinge und Krankheiten zu antworten, Anbau von stickstofffixierenden Zwischenfrüchten zur Anreicherung von N und zum Humusaufbau, Fruchtfolge generell im Sinne einer positiven Humusbilanz → Einsparung von Kosten hinsichtlich Pflanzenschutzmitteln, N-Düngemitteln, verbesserter Ertrag durch Humus und Wassereinsparungen
• 34. Erklären Sie den Begriff „Bodennahrungsnetz“ und dessen Funktionsweise (3 Pkt.). Warum ist ein im Gleichgewicht befindliches Bodennahrungsnetz wichtig für hohe & stabile Erträgen im Pflanzenbau (2 Pkt.)? (Gesamt 5 Punkte) Bodennahrungsnetz = Die Pflanzenwurzel und das Bodeneben sind eng miteinander verbunden, sie haben einen “gemeinsamen Stoffwechsel”. Nährstoffe unterliegen einer Vielzahl von Umwandlungs- und Austauschprozessen im Boden und ergeben sich durch permanenten Abbau, Umbau und Aufbau auf verschiedenen Trophieebenen, welche wie ein Netz miteinander verbunden sind.   1. Ernährungsstufe: Ausgangssubstrat = Fotosyntheseprodukte, Wurzelexsudate, DOM aus org. Resten 2. Ernährungsstufe: Symbionten, Zersetzer, Wurzelfresser, Krankheitserreger 3. Ernährungsstufe: Räuber, Abweider, Kontrolleure, Zerkleinerer der Mikrofauna 4. & 5. Ernährungsstufe: Bodenfauna und höher entwickelte Tiere interagieren auch als Räuber, Abweider, Kontrolleure und Zerkleinerer   → Stabile Erträge ergeben sich aus einem günstigen Dargebot an Nährstoffen und Wasser, welches über das Bodennahrungsnetz sichergestellt wird → Ein Gleichgewicht aus Pflanzenaufwuchs, Symbionten wie Mykorrhiza und den jeweiligen Zersetzungs- und Umbauprozessen, die sich aus den Räuber-Beute-Beziehungen in den jeweiligen Trophieebenen ergeben, sorgt für die Pufferkapazität des Bodens im Sinne der Nutzpflanze.  
• 35. Stellen Sie sich vor, dass Sie als private/r Pflanzenbauberater*in tätig sind und einen landwirtschaftlichen Betrieb beraten sollen, in dem bisher wenig auf das Bodenleben geachtet wurde und dessen Stellenwert dem Betrieb nicht so ganz klar ist. Ihre Aufgabe ist jetzt: Entwerfen Sie eine Argumentationsstrategie, um diesen landwirtschaftlichen Betrieb von den Vorzügen eines vielfältigen, aktiven Bodenlebens sowie intakten Bodennahrungsnetzes zu überzeugen (5 Pkt.). Entwickeln Sie zudem eine praktische Empfehlung von sechs pflanzenbaulichen Maßnahmen, welche der Förderung des Bodenlebens dienen (3 Pkt.). Nutzen für die Pflanzen: Ein vielfältiges Bodenleben und ein intaktes Bodennahrungsnetz können die Pflanzenwachstum verbessern und erhöhen ihre Resistenz gegen Schädlinge und Krankheiten. Erhöhung der Bodenfruchtbarkeit: Ein aktives Bodenleben kann den Nährstoffgehalt des Bodens verbessern und somit die Bodenfruchtbarkeit erhöhen. Reduzierung des Einsatzes von chemischen Mitteln: Ein gesundes Bodenleben kann dazu beitragen, dass weniger chemische Mittel zur Bekämpfung von Schädlingen und Krankheiten eingesetzt werden müssen. Positive Auswirkungen auf das Klima: Ein aktives Bodenleben kann dazu beitragen, dass CO2 aus der Atmosphäre gebunden und im Boden gespeichert wird. Praktische Empfehlungen: Anbau von diversen Pflanzenarten: Eine Vielfalt an Pflanzenarten fördert das Bodenleben. Verwendung von Kompost: Kompost kann dem Boden Nährstoffe zuführen und das Bodenleben aktivieren. Regelmäßiger Pflanzenwechsel: Ein regelmäßiger Pflanzenwechsel kann dazu beitragen, dass unterschiedliche Pflanzenarten im Boden wachsen und das Bodenleben gefördert wird.Verzicht auf den Einsatz von chemischen Pestiziden: Der Einsatz von chemischen Pestiziden kann das Bodenleben negativ beeinflussen. Anbau von Boden bedeckenden Pflanzen: Boden bedeckende Pflanzen können das Bodenleben schützen und verbessern. Verwendung von Gründüngung: Gründüngung kann dem Boden Nährstoffe zuführen und das Bodenleben fördern.
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• 36. Warum sollten nachhaltige Fruchtfolgen immer auch eine ausgeglichene oder sogar leicht positive Humusbilanz aufweisen (3 Pkt.) und wie kann man das in der Praxis erreichen (3 Pkt.)? (Gesamt 6 Punkte) Im Hinblick auf den Nährhumus finden Ab- und Aufbauprozesse gleichzeitig statt. Um die Bodenfruchtbarkeit also nachhaltig zu gewährleisten, müssen sich diese die Waage halten, bzw. muss die Humusbilanz unterm Strich ausgeglichen sein. Ist die Bilanz leicht positiv, kann org. Substanz bei stabilem Management als Dauerhumus gespeichert werden. Strategien: Erhöhung des Umsatzniveaus durch Minimierung der Verluste und Maximierung der Biomasseproduktion sowie Förderung der Wurzelexsudate Reduktion der Umsatzgeschwindigkeit: Verringerung der Bodenbearbeitungsintensität, Versauerung des Bodens minimieren, Hackfrüchte reduzieren, Einsatz von Bodenhilfsstoffen
• 37. Definieren Sie den Begriff „Humus“ (2 Pkt.) und erklären Sie die Bedeutung des Humus im „Dreieck der Bodenfruchtbarkeit“ (2 Pkt.). (Gesamt 4 Punkte) Humus = Gesamtheit der abgestorbenen, fein zersetzten organischen Bodensubstanz > komplexes Gemisch aus org. Stoffen pflanzlicher, tierischer und mikrobieller Herkunft > Humusaufbau durch Bodenleben und lebende Pflanzenwurzeln in Form verschiedenster Umbau-, Abbau- und Endprodukte   Das Dreieck der Bodenfruchtbarkeit stellt die Interdependenz zwischen Humus, Bodenstruktur und Bodenleben dar. → Humus ist das Produkt des Bodenlebens und beeinflusst die Bodenstruktur positiv → wiederum ist seine Bildung abhängig von der Bodenstruktur und Nährhumus liefert Nahrung für das Bodenleben
• 38. Erläutern Sie die Fraktionen Dauerhumus und Nährhumus. Beschreiben Sie die Unterschiede zwischen diesen beiden Humusfraktionen? (4 Punkte). Nährhumus→ labile Fraktion, leicht umbaubar, in ständigem Ab- und Aufbauprozess v.a. durch die Zu- und Abfuhr von org. Substanz bestimmt === Nährstofffreisetzung durch Mineralisierung: schnell aufgebaut aber auch schnell wieder abgebaut, wenn Maßnahmen nicht eingehalten werden Dauerhumus→ stabile Fraktion, Abbau nur sehr langsam, physikalisch-chemisch stabilisierte und geschützte Humuskomponente → Strukturverbesserung des Bodens, Aufbau durch künstlich geschaffene, extrem stabile Kohlenstoff-Formen möglich (z.B. Biokohle) === kann durch pflanzenbauliche Maßnahmen nur schwer und langsam gesteigert werden
• 39. Was kann zu Störungen beim Humusaufbau-Prozess führen? Nennen Sie fünf Punkte und zu jedem Punkt pflanzenbauliche Möglichkeiten, diese Störungen gezielt zu vermeiden. (5 Punkte) Einseitige Fruchtfolgen → Diversifizierung der Fruchtfolgen und Zwischenfruchtanbau mit Leguminosen im Sinne einer positiven Humus-Bilanz und zur Prävention von Krankheiten lange Vegetationspausen → stetige Bedeckung des Bodens mit Zwischensaaten und Verwendung von organischem Mulch zur Prävention des Absterbens von Mykorrhiza-Pilzen und somit des erweiterten Nahrungsnetzes der Nutzpflanzenwurzel Sauerstoffmangel → pfluglose Landwirtschaft etablieren und Humus aufbauen, was der Bodenstruktur hilft (evtl. Pflanzenkohle einbringen für bessere Porosität) toxische Substanzen → Bodensanierung vornehmen, evtl. Kalken, um die Bildung toxisch wirksamer Spezies zu unterbinden Verarmung an Mikroorganismen und Bodenleben → Schaffen von günstigen Bedingungen für Mikroorganismen und Bodenleben, pfluglos, Humusaufbau, Vegetationsdecke geschlossen halten
• 40. Erklären Sie den Zusammenhang bzw. die komplexen Wechselwirkungen zwischen dem Bodennahrungsnetz und dem Humusaufbau an drei selbstgewählten Beispielen. (3 Punkte) > Durch eine fehlende Vegetationsdecke wird der Humusaufbau herabgesetzt → fehlende Einträge von Pflanzen in die erste Ernährungsstufe bewegen Mikroorganismen dazu, vorhandene org. Verbindungen zu verstoffwechseln, bis diese erschöpft sind, Humus wird wieder abgebaut. > Räuber in der obersten Trophieebene kontrollieren mikrobielle Gemeinschaften, verhindern übermäßige Vermehrung untergeordneter Populationen und schließen Nährstoffe bei Verdauung/Zersetzung dieser auf. > Größere Bodentiere treten ebenfalls als “Räuber” auf, sie fressen protozoenreichen Boden, höher entwickelte Tiere beeinflussen Gleichgewichte im Boden durch Beweidung.
• ! 42. Carbon farming: Wie funktioniert die CO2-Zertifizierung im Pflanzenbau (3 Pkt.)? Benennen Sie vier pflanzenbauliche Maßnahmen, die hierfür empfehlenswert sind (4 Pkt). Welche möglichen Schwierigkeiten bzw. Grenzen gilt es hierbei zu beachten (3 Pkt.)? (Gesamt 10 Punkte) Der Landwirt verpflichtet sich, über einen gewissen Zeitraum Humus auf seinen Feldern aufzubauen. Bodenproben werden zu Beginn und am Ende des Programms genommen und die Humussteigerung ermittelt. Der Landwirt wird in Abhängigkeit vom gespeicherten Kohlenstoff entsprechend bezahlt, die Gelder kommen von emissionsstarken Industrien, denen entsprechende Kompensationsmaßnahmen auferlegt wurden. 4  Maßnahmen: verbesserte Fruchtfolgen, Zwischenfruchtanbau und Untersaaten, Ökolandbau, Agroforst und Ackersaumstrukturen Schwierigkeiten: -keine Unterscheidung zwischen stabilem und labilem Humus -große Unterschiede je nach Messzeitpunkt und bemessener Bodentiefe -zeitlich begrenztes Programm, Humus braucht zum einen lange Zeiträume zum Aufbau und kann nach Ablauf des Zeitraumes unter wieder abgebaut werden -die Bezahlung richtet sich nach dem CO2-Preis und ist in alleiniger Betrachtung nicht sehr wirtschaftlich (nur wenn die positiven Effekte der Steigerung der Bodenfruchtbarkeit hinzugezählt werden)
• 48. Welche Ökosystemleistungen können durch eine ackerbauliche Nutzung negativ beeinflusst werden? Beschreiben Sie vier agronomische Negativ-Beispiele. (4 Punkte) 1. kein Zwischenfruchtanbau: kein Stickstoffeintrag, keine Regeneration des Bodens, keine Unterbrechung von nutzpflanzenspezifischen Krankheiten  a) unterstützende ÖSL: Boden- bzw. Humusbildung, Nährstoffkreislauf b) bereitstellende ÖSL: Ernteerträge c) regulierende ÖSL: Klima-, Schutz- und Filterfunktion   2. einseitige Fruchtfolgen mit negativer Humusbilanz: Humus-Zehrung und Risiko der Bodenerosion sowie Ausbreitung von Krankheiten a) Unterstützende ÖSL: Boden- bzw. Humusbildung, Nährstoffkreislauf b) bereitstellende ÖSL: Ernteerträge c) regulierende ÖSL: Klima-, Schutz- und Filterfunktion   3. übermäßiger Einsatz von Pflanzenschutzmitteln: Beeinträchtigung von Mikroorganismen, die wiederum Pestizide abbauen, den Nährstoffkreislauf antreiben, Pathogene unterdrücken. Zudem Einwaschungen in Wasserkörper a) Unterstützende ÖSL: Boden- bzw. Humusbildung, Nährstoffkreislauf b) bereitstellende ÖSL: Ernteerträge c) regulierende ÖSL: Klima-, Schutz- und Filterfunktion   4. fehlende Ackersaumstrukturen: Hecken- und Saumbiotope schützen vor Bodenerosion sowie Nährstoffauswaschung und stellen Habitat für die Fauna dar a) Unterstützende ÖSL: Bodenbildung bzw. Erosionsschutz, Nährstoffkreislauf b) bereitstellende ÖSL: Ernteerträge c) regulierende ÖSL: Klima-, Schutz- und Filterfunktion sowie Biodiversität (Bestäubung) d) kulturelle ÖSL: Ästhetik der Kulturlandschaft für Identitätszwecke sowie Freizeit- und Erholungswert  
• 49. Erklären Sie den synergistischen bzw. positiven Zusammenhang zwischen einer nachhaltigen Landbewirtschaftung und der Bereitstellung relevanter Ökosystemleistungen. Beschreiben Sie vier agronomische Positiv-Beispiele. (4 Punkte) Nachhaltige LW ist so konzipiert, dass sie die Biodiversität fördert. Sie ist die Grundlage für funktionierende Ökosysteme und stellt somit den Ausgangspunkt für ÖSL dar.   1: Nachhaltige Holzwirtschaft: Mischwälder sind oft weniger anfällig für Schäden bei Extremereignissen wie Sturm oder Trockenheit, sie stellen Holz zuverlässiger bereit als reine Nadelwälder.    2: Bodenschonende, ökologische Bewirtschaftung: fördert die natürliche Wasserreinigungskapazität des Bodens, damit die Bereitstellung sauberen Trinkwassers und intakter Gewässer, die zur Erholung genutzt werden können.   3: Etablierung von Agroforstsystemen und Ackersaumstrukturen mit Mehrjährigen: CO2-Fixierung, Lebensraum für Bestäuber, Schatten für Nutzpflanzen sowie Prägung kultureller Landschaftsformen   4: Verzicht auf intensive Bewirtschaftung (PPP, Pflug, mineralische und hochkonzentrierte Düngemittel, keine Diversität in der Fruchtfolge, etc.): Erhalt der natürlichen Kapazität von Böden, den Wasser- und Nährstoffkreislauf zu erhalten, das Bodenleben in Balance zu halten, Habitat und Nahrung für diverse Lebensformen bereitzustellen, Kohlenstoff zu speichern, Schadstoffeinträge zu Puffern.
• ! 50. Erklären Sie das Konzept der „Ökosystemleistungen“ (3 Pkt.) und benennen Sie die vier Kategorien, in die man Ökosystemleistungen einteilen kann (2 Pkt.). (5 Punkte) Konzept der ÖSL: Die Natur bietet vielfältige Leistungen für das menschliche Wohlbefinden, darunter mit essenzieller Bedeutung für die Wirtschaft. Es handelt sich um ein Konzept einer In-Wert-Setzung dieser natürlichen Vorgänge, die direkt und indirekt zum menschlichen, gesellschaftlichen Wohlergehen beisteuern.  Einteilung:  Unterstützende ÖSL (Basis) z.B. Bodenbildung, Photosynthese, Nährstoffkreisläufe Bereitstellende ÖSL (Versorgung) z.B. Trinkwasser, Nahrung, Medizin, Brennholz Regulierende ÖSL (Regulation) z.B. Klimaregulation, Filterfunktion (Schadstoffe im Wasser), Schutzfunktion (Schutz vor Bodenerosion, Lawinen) Kulturelle ÖSL (Kultur) z.B. typische Kulturlandschaften, psychisches Wohlbefinden und kulturelle Identität der Menschen
• 51. Wie hängen Ökosystemleistungen mit dem menschlichen Wohlergehen zusammen? Welchen Nutzen kann das Konzept der Ökosystemleistungen in diesem Kontext bieten? (5 Punkte) ÖSL und ihre Unterteilung in unterstützende, bereitstellende, regulierende und kulturelle Leistungen korrespondieren direkt mit Teilaspekten des menschlichen Wohlergehens, wie... ...Sicherheit ...materielle Grundversorgung ...Gesundheit ...gute soziale Beziehungen
• 53. Wie kann das Konzept der Ökosystemleistungen uns helfen die landwirtschaftliche Nutzpflanzenproduktion hinsichtlich der Nachhaltigkeit zu verbessern? (4 Pkt.)? Welche Ideen haben Sie, um landwirtschaftliche Betriebe für die Erbringung von Ökosystemleistungen zu motivieren & incentivieren (3 Pkt.)? (7 Punkte) Das Konzept dient der Erfassung und der In-Wert-Setzung von Ökosystemfunktionen für den menschlichen Nutzen. Eine ökonomische Bewertung kann nachhaltiges Landwirtschaften sowie Umwelt- und Naturschutz argumentativ unterstützen. Hilft bei der Umsetzung gesellschaftlicher Ziele → das Konzept ruft ins Bewusstsein, dass Regelungen zum Schutz von Natur & Umwelt auch einen Schutz menschlicher Lebens- und Wirtschaftsgrundlagen bedeuten   Ideen für Anreize (incentives): > steuerliche Anreize für nachhaltige Landwirtschaft, Rehabilitation von degradierten Böden, Boden- und Wasserschutz und Förderung der Biodiversität > steuerliche Anreize für konventionelle Praktiken abschaffen > Direktzahlungen für nachhaltige Praktiken und die Aufrechterhaltung biodiverser Landschaftselemente > Zertifikatehandel für landwirtschaftliche Betriebe einführen
• 18. Wie kann die Diversifizierung von Pflanzenbausystemen (inkl. Ackerrand bzw. angrenzender Feldflur) einen positiven Beitrag zum Erreichen der Nachhaltigkeitsziele (SDGs) leisten? Erläutern Sie diesen Zusammenhang an vier Beispielen. (4 Punkte) Leben an Land: Ackersaumstrukturen bieten Habitat für Fauna (und Flora) des Ökosystems, welches von der intensiven und monoton genutzen Ackerfläche durchschnitten wird. Auch auf dem Acker selbst kann durch eine Diversifizierung der Fruchtfolge oder die Aufteilung in kleinere Feldparzellen mehr Heterogenität geschaffen werden, von der Insekten, sowie die über- und untergeordneten Glieder des Nahrungsnetzes, als Nahrung profitieren können. Sauberes Wasser: Gewässerschutzstreifen haben gezeigt, den Eintrag von überschüssigem N-Dünger als Nitrateintrag in angrenzende Vorfluter minimieren zu können. Jenes stellt eine große Belastung für die Trinkwasserqualität dar. Leben unter Wasser: Mit Stoffeinträgen in Gewässersysteme einhergehend sind die sich daraus direkt ableitenden Folgen für aquatische Lebewesen. Eutrophierung (Eintrag von Nährstoffen in nährstoffarme Gewässer) stellt ein großes Problem dar, da sich Phytoplankton wie Blaualgen im phytosynthetisch aktiven Bereich vermehrt und weiteren Pflanzen das Wachstum erschwert. Die Biodiversität nimmt rapide ab. Maßnahmen gegen den Klimaschutz: Entsprechende ackerbauliche Maßnahmen können einen Beitrag zum Aufbau und der Stabilität von organischer Substanz im Boden, sprich der Bindung von CO2 leisten. Darunter sind: Zwischenfruchtanbau mit Leguminosen zum Humusaufbau, mit Getreidestoppeln Mulchen für den Eintrag org. Substanz, schonende Bodenbearbeitung und die Verminderung der Mineralisationsrate, Stabilisierung org. Substanz mit Pflanzenkohl, uvm.
• 32. Nennen Sie fünf Messmöglichkeiten bzw. Indikatoren zur Erfassung/Bewertung der biologischen Artenvielfalt und/oder der biologischen Aktivität des Bodenlebens. (5 Punkte) Bodenleben wirkt sich direkt auf folgende Funktionen aus... Nährstoffspeicherung: ohne Bodenleben kein Aufbau von Humus. Nährstoffe, die dort gespeichert sind, werden nicht ausgewaschen und können von der Pflanze aufgenommen werden. Nährstoffeffizienz: Bodenleben wandelt Stoffe um, verwertet Teile bei Überschuss davon und speichert sie in Form von Humus. Damit erhöht sich die Effizienz der zugeführten Nährstoffe. Wasserhaushalt: Ein belebter Boden fördert Wasserversickerung und Wasserbereitstellung für angebaute Pflanzen. Erosionsvermeidung: Ein belebter Boden reduziert das Auflösen von organischer Substanz und die damit einhergehende Auswaschung von Mineralstoffpartikeln. Der pH bleibt in einem belebten Boden stabil und Verwitterung wird vermindert. Unkrautunterdrückung: Je weniger Bodenleben, desto stärker breitet sich Unkraut aus. Der bakterielle Nährstoffschub ist einer der wichtigsten Keimreize für  Unkräuter.
• 33. Was können die Gründe für den Verlust an Bodenbiodiversität auf Ackerflächen sein? Erläutern Sie fünf potenzielle Gründe und deren negative Auswirkungen auf das Pflanzenbausystem. (5 Punkte) Brache: Unbewachsene Böden verlieren schnell an Bodenleben. Sobald kein Eintrag von Nährstoffen mehr in das Bodennahrungsnetz erfolgt, sterben Organismen ab oder werden inaktiv. Einseitige Fruchtfolge: Je diverser, desto besser. V.a. Mykorrhiza gilt es damit zu fördern, die das Einzugsbiet für Nährstoffe und Wasser vergrößern. Intensive Bodenbearbeitung: Je intensiver, desto schneller der Umsatz der organischen Substanz und die Förderung spezialisierter Mikroorganismen. Besser ist es, den Boden zu schonen und somit einen Balance im Boden aufrecht zu erhalten. Schadstoffeintrag und Pflanzenschutzmittel: Diese können den Bodenleben direkt schaden. Keine Flächenrotte und kein organischer Dünger: Mit diesen beiden Komponenten ist eine langfristige Ernährung von Mikroorganismen garantiert.
• 41. Was können die Gründe für einen langfristigen Rückgang des Humusgehalts auf Ackerflächen sein? Nennen Sie drei Gründe und zu jedem Grund eine pflanzenbauliche Maßnahme, um diesem negativen Trend entgegenzuwirken. (3 Punkte) Intensive Bodenbearbeitung und damit hohe Mineralisationsraten von Humus --> Bodenschonenden Bearbeitung Keine stetige Zufuhr organischer Substanz und damit Aufbrauchen des Nährhumus und Verhinderung der Neubildung von Dauerhumus --> organische Dünger, Mulch, Stoppelwirtschaft Kein Zwischenfruchtanbau, Humus braucht Stickstoff --> Leguminosen als Zwischenfrucht
• 43. Bewerten Sie anhand von fünf Beispielen die Möglichkeiten/Chancen sowie Grenzen/Risiken des Humusaufbaus in Ackerböden zum Zwecke des Klimaschutzes (Carbon farming) und dem damit verbundenen CO2- Zertifikathandel in der Landwirtschaft. (5 Punkte) Chancen: > theoretisch guter Mechanismus, Unternehmen zahlen für hohe Emissionen Kompensationen und Landwirte erhalten diese unter Einhalt der Anforderungen > Humusaufbau wirkt sich weiterhin positiv auf die Erträge des landwirtschaftlichen Betriebs aus Risiken: > Messbarkeit schwierig, abhängig von der Beprobungstiefe und der Saison > Förderperiode begrenzt, nach Ablauf des Zeitraumes und Unterbrechung der Maßnahmen Rückfall auf vorheriges Niveau > reell nicht besonders rentabel, nach Jahrzehnten ist der Aufbau von 1%-2% gut, dafür werden letztlich nur 500-1000€/ha bezahlt
• 44. Was sind „Biostimulanzien“, welchem gesetzlichen Rahmen unterliegen diese und zu welchem Zweck können Biostimulanzien im Pflanzenbau eingesetzt? (5 Punkte) Was? Ein Pflanzen-Biostimulans ist ein EU-Düngeprodukt, das dazu dient, pflanzliche Ernährungsprozesse unabhängig vom Nährstoffgehalt des Produkts zu stimulieren. Definitorisch sind es weder PSM noch Düngemittel. Recht? Sieunterliegen den EU-Düngeprodukte-Verordnung Wieso? 1. Effizienz der Nährstoffverwertung   2. Toleranz gegenüber abiotischem Stress   3. Qualitätsmerkmale oder 4. Nährstoffverfügbarkeit im Boden oder in Rhizosphäre  
• 45. Warum kann der Einsatz von Biostimulanzien einen Beitrag zur Verbesserung der Nachhaltigkeit von Pflanzenbausystemen leisten? (5 Punkte) Biostimulanzien wirken auf folgende Arten: a) Aktivierung der pflanzlichen Stressabwehr: über z.B. Signalinduktion oder Radikalentgiftung b) Aktivieren & Verstärken den primären Stoffwechsels: über erhöhte Photosyntheserate und Blattchlorophyllgehalt, dadurch mehr Kohlehydrate für Wachstum c) Stärkung des Rhizobioms: temporäre Stimulierung natürlicher MO-Populationen mit pflanzenwachstumsfördernder Wirkung d) Verbessertes Wurzelwachstum: Mittel für schnellere Zellteilung und vermehre Wurzelwachstum, dadurch bessere Aneignung von Wasser und Nährstoffen e) Fixieren spezifischer Wirkungen: Luftstickstoff-Fixierung, Phosphat-Mobilisierung SToffwechselprozesse
• 46. Nennen Sie vier der fünf Gruppen von wirksamen Substanzen zur Einteilung von Biostimulanzien. (2 Punkte) 1. Humin- & Fulvosäuren 2. Mikroorganismen 3. Aminosäuren 4. Algenpräparate 
• 47. Worin liegen die Stärken und/oder Schwächen von Biostimulanzien – welche Herausforderungen bestehen aktuell noch beim Einsatz von Biostimulanzien im Ackerbau bzw. unter Freilandbedingungen? (5 Punkte) Stärken: Sie liefern nachhaltige Alternativen zum chemischen Pflanzenschutz durch... > Verbesserte Toleranz gegenüber abiotischen Stressfaktoren wie Trockenheit, Hitze oder Frost > Verbesserte Qualitätsmerkmale der Nutzpflanze (größere Wurzeloberfläche) > Erhöhte Nährstoffvewertung Schwächen: > Zulassung sehr langwierig > Zulassung getrennt nach Kulturengruppe (landwirtschaftliche Kulturen, mehrjährige Gehölze, Gemüse, etc.) > Kosten für Forschung liegen in Millionenhöhe Herausforderungen:  > Interaktionen zwischen Wirkstoffen bisher wenig erforscht > Konkurrenz: Biostimulanzien können Stressreaktionen bei Mikronährstoffmangel hervorrufen (priming) > Standardisierung der Zusammensetzung bei natürlichen Extrakten schwierig

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