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dc.contributor.advisor Isselstein, Johannes Prof. Dr.
dc.contributor.author Hammes, Verena
dc.date.accessioned 2017-08-03T08:23:13Z
dc.date.available 2017-08-03T08:23:13Z
dc.date.issued 2017-08-03
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0023-3EC1-C
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.ddc 630 de
dc.title Management, methods and attitudes concerning grassland farming in Northern Germany de
dc.type doctoralThesis de
dc.contributor.referee Isselstein, Johannes Prof. Dr.
dc.date.examination 2016-02-03
dc.description.abstractger Grünland erfüllt eine Reihe von wichtigen Funktionen: Es liefert Biomasse für die Tier- und Futtermittelproduktion und stellt gleichzeitig viele Ökosystemfunktionen, wie die Erhaltung der Artenvielfalt, Kohlenstoffspeicherung, Wasserreinigung, Nährstoffrückhaltung und einen hohen Erholungswert für die Gesellschaft, zur Verfügung. Diese Multifunktionalität hängt allerdings stark von der Bewirtschaftungsintensität und von verschiedenen Umweltbedingungen ab. Grünlandbewirtschaftung spielt eine wichtige Rolle innerhalb der landwirtschaftlichen Produktionssysteme in Deutschland, besonders in der Rinderhaltung. In Norddeutschland reicht der Anteil des Grünlandes an der gesamten landwirtschaftlichen Nutzfläche auf Landesebene von 20 bis über 30 %. Die fortschreitende Intensivierung der Landnutzungssysteme mit immer höheren Anforderungen an die Milchleistungen pro Kuh führt zu einem immer höheren Bedarf an Energiegehalt im Tierfutter. Landwirte, die Grünland bewirtschaften, müssen sich diesem Trend anpassen um ihren Betrieb profitabel und wettbewerbsfähig zu erhalten. Diese Entwicklung führt zu einer Intensivierung der gesamten Futterproduktion. Für das Grünlandmanagement bedeutet dies höhere Stickstoffdüngergaben und eine erhöhte Nutzungsfrequenz. Es werden aber auch vermehrt Hochleistungsfuttermittel, insbesondere Mais, angebaut. Dies geschieht häufig auf Kosten von Dauergrünlandflächen. Da besonders extensiv bewirtschaftetes Dauergrünland neben der Produktionsfunktion sehr viele andere Ökosystemfunktionen bereitstellt, führt der Flächenverlust an Dauergrünland zu einer Schwächung der Multifunktionalität der Agrarlandschaft. Hinsichtlich dieser Ausgangssituation ging es im ersten Teil dieser Arbeit um die Einstellung und das Verhalten von Landwirten, die Grünland bewirtschaften, bezüglich der Agrarumweltmaßnahmen (AUM). Diese Maßnahmen wurden entwickelt, um eine extensive Bewirtschaftung von Dauergrünland zu fördern. Die Teilnahme an diesen Programmen ist freiwillig. Betriebe, die an AUM teilnehmen, bekommen staatliche Ausgleichszahlungen, wenn sie ihr Dauergrünland extensiv bewirtschaften. Innerhalb der Untersuchungen wurde ein standardisierter Fragebogen entwickelt, der von 82 Betriebsleitern von Grünland-Betrieben auf einem Gradienten von Westen nach Osten in Norddeutschland beantwortet wurde. Die Auswahl der Betriebe erfolge auf Basis von Zensus Daten, um ein repräsentatives Bild der Grünland-Betriebe der Untersuchungsregion zu bekommen. Es wurden Fragen zu persönlichen Daten, Betriebs- und Geschäftsmanagement sowie zu allgemeinen landwirtschaftlichen und naturschutzfachlichen Angelegenheiten gestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Mehrheit der befragten Betriebsleiter generell am Naturschutz interessiert ist. Die meisten Betriebsleiter vertraten die Ansicht, dass Landwirte die Aufgabe haben, die Natur aktiv zu schützen. Diese positive Einstellung zum Naturschutz korrelierte allerdings nicht mit einer positiven Einstellung zu AUM. Mit Hilfe des „farming style concepts“ wurden alle befragten Betriebsleiter in vier Gruppen eingeteilt (Traditionalisten, Idealisten, Modernisierer und Ertragsoptimierer). Diese Gruppen unterschieden sich hinsichtlich Betriebsparametern wie Betriebsgröße, der generellen Einstellung zu landwirtschaftlichen Belangen und wirtschaftlichem Erfolg. Es konnte gezeigt werden, dass sich diese vier Gruppen auch hinsichtlich ihrer Einstellung zum Naturschutz unterscheiden. Allerdings unterschieden sie sich nicht hinsichtlich der Nutzung von AUM und nannten zugleich unterschiedliche Gründe für eine Nichtteilnahme an den Maßnahmen. Die „farming styles“ beschreiben Landwirte auf Grund einer Kombination von Betriebsparametern und der Art wie diese Landwirte denken und fühlen. Für Beratungsstellen, die AUM in die landwirtschaftliche Praxis integrieren möchten, könnte eine Kommunikation, die an die unterschiedlichen „farming styles“ angepasst ist, von Vorteil sein. Die existierenden AUM sollten hinsichtlich der von den Betriebsleitern genannten Gründe für eine Nichtteilnahme überarbeitet werden. Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Überprüfung der Praxistauglichkeit einer Methode zur Untersuchung des Maisanteils im Futter von unterschiedlichen Rinderhaltungssystemen. Die 13C-Isotopensignatur in den Rinderschwanzhaaren war Gegenstand dieser Untersuchungen. Rinderhaare fungieren als Archiv für Isotopensignaturen und erhalten somit Informationen über die Zusammensetzung des aufgenommen Futters in der Vergangenheit. In dieser Untersuchung wurde zunächst die Verlässlichkeit der 13C-Isotopensignatur in den Rinderschwanzhaaren für die Überprüfung des Maisanteils im Futter analysiert. Weiterhin wurde untersucht, ob der Maisanteil im Futter über einen längeren Zeitraum auf Basis eines einzelnen Haares zurückverfolgt werden kann, ohne kostspielige und zeitaufwendige Umfragen und Untersuchungen auf den Betrieben durchführen zu müssen. Es wurde untersucht, ob durch die Analyse von unterschiedlichen Abschnitte von Rinderschwanzhaare Unterschiede im Maisanteil im Futter während der Sommer- und der Winterfütterung festgestellt werden können. Auf 23 Rinderbetrieben in Norddeutschland wurden Rinderschwanzhaare und Informationen zum Management und der Futterzusammensetzung gesammelt. Die Betriebe unterschieden sich hinsichtlich des durchschnittlichen jährlichen Anteils von Mais, Gras und anderem Kraftfutter in der Ration und in der Haltungsform der Rinder (Ganzjahresweide, Weidehaltung im Sommer, keine Weidehaltung). Die Ergebnisse zeigen, dass die gemittelten 13C-Isotopensignaturen von zwei Haar-Abschnitten, welche isotopische Informationen über die Sommer und Winterfütterung enthalten, den durchschnittlichen jährlichen Maisanteil im Futter auf einem Betrieb verlässlich widerspiegeln. Kurzzeitige Änderungen in der Zusammensetzung der Ration (wenn über einen kurzen Zeitraum Mais gefüttert wurde) konnten ebenfallt aufgedeckt werden. Betriebe deren Maisanteil im Futter stark vom durchschnittlichen Maisanteil im Futter des jeweiligen Haltungssystems abwich, konnten ebenfalls mittels 13C-Isotopensignaturen in einem einzelnen Haar nachgewiesen werden. Demnach kann diese Methode in unterschiedlichen Rinderhaltungssystemen zur Überprüfung von Maisanteilen im Futter über einen Zeitraum von einem Jahr vor der Probenahme der Haare eingesetzt werden. Der dritte Teil dieser Arbeit befasst sich mit der Untersuchung der Potentiale und Risiken einer Landnutzungsintensivierung von ehemals extensiv genutzten Dauergrünlandflächen auf sandigen Böden in Norddeutschland. In einer 3-Jahres-Studie wurden vier typische Futtermittelproduktionssysteme mit steigender Intensität (moderat bewirtschaftetes Dauergrünland, intensiv bewirtschaftetes Dauergrünland, Ackergras, Mais) auf fünf Untersuchungsstandorten auf einem Klimagradienten (Temperatur und Niederschlag) untersucht. In dieser Untersuchung konnten keine höhen Stickstofferträge und Rohproteingehalte im Ackergras im Vergleich zum intensiv bewirtschafteten Dauergrünland nachgewiesen werden. Das intensiv bewirtschaftete Dauergrünland zeigte allerdings im Vergleich zum moderat bewirtschafteten Dauergrünland höhere Stickstofferträge, Rohproteingehalte und Energiedichten im Aufwuchs. Die Anzahl der Pflanzenarten wurde allerdings durch diese Intensivierung nicht verringert. Im Vergleich zu den anderen drei Intensitätsstufen der Futtermittelproduktion wurde beim intensiv bewirtschafteten Dauergrünland am wenigsten Variabilität bei allen aufgenommenen Parametern zwischen den fünf Standorten und den drei Untersuchungsjahren festgestellt. Die Trockenmasseerträge der drei Grünland Intensitäts-Stufen waren gering aber von guter Qualität hinsichtlich Energie- und Rohproteingehalt. Die Trockenmasseerträge des Maises lagen im zu erwartenden Bereich für die Untersuchungsregion, waren aber von eher schlechter Qualität. Wie zu erwarten zeigte sich beim Mais ein höheres Risiko für eine Stickstoffauswaschung im Herbst im Vergleich zum Dauergrünland und zum Ackergras. Dies bedeutet, dass ein moderat bis intensiv bewirtschaftetes Dauergrünland eine akzeptable Option der Futtermittelproduktion auf ungünstigen Standorten darstellt. Der Verlust von wichtigen Ökosystemleistungen wird im Vergleich zum Ackergras und zum Mais vermindert und gleichzeitig kann eine angemessene Futterqualität erzielt werden. de
dc.description.abstracteng Grassland is seen to fulfil a range of functions: Grasslands deliver biomass for livestock and energy production and provide several ecosystem services like biodiversity and wildlife protection, carbon sequestration, water purification, nutrient retention and also social benefits like recreation. This multifunctionality, however, strongly depends on the intensity of management and on environmental conditions. Grassland farming plays an important role among the agricultural production systems in Germany and grasslands are mainly used for cattle production. In northern Germany, the proportion of grassland of the total agricultural land ranges from 20 to over 30 %. There is an on-going trend towards an intensification of land-use and increasing milk yields which require higher energy contents in forage. Grassland farmers have to follow this trend if their enterprise is to remain profitable. This results in an intensification of grassland management – usually an increased N input and more cuts – with the extension of the cultivation of ley grass or the cultivation of the high energy crop maize for cattle fodder. As it is mainly extensively or moderately managed grassland that provides many ecosystems services, the intensification of grassland management can weaken its multifunctionality. The first aim of this dissertation was to analyzed farmer’s attitude and behavior concerning voluntary Agri-environment measures (AEM). These measures tend to promote a more extensive grassland management by providing governmental support payments to farmers. A standardized questionnaire was developed to be answered face-to-face by 82 grassland farmers on a west to east gradient in northern Germany. The selection of farms was based on census data to achieve a representative picture of the area. Questions were asked concerning personal data, farm management and business management as well as on general agricultural and nature protection issues. The results indicate that the majority of grassland farmers is generally interested in nature conservation and believes it to be of concern for every farmer. In contrast, only a minority of the respondents is using the existing AEM to the full extend on their own farm. By applying the concept of farming styles, we classified farmers into four groups, namely Traditionalist, Idealist, Modernist, and Yield Optimizer. These farming styles groups differ in farm and management parameters, general attitudes towards agricultural issues, farming objectives and economic success. We found that in our survey the farming styles groups differ in their attitude towards nature conservation. However, they do not differ in the adoption of AEM and have different reasons for not taking part. We state that for a better implementation of AEM into agricultural practice a better communication, which is adapted to the different ways that farmers manage their farm and think and feel, is needed. Consequently, AEM need to be revised as well. The second aim was to find a simple method that can be used in practice to retrospectively check on mean maize contents in diet of different cattle production systems over a longer period without frequently and costly surveys on the farms. Sections from cattle hair serve as an isotopic archive - they contain information on diet from different time periods. We tested the reliability of 13C signatures (δ13C) in cattle tail switch hair to retrospectively trace back the annual mean dietary proportion of maize of different production systems without having to sample and analyze the feed. Furthermore, we investigated if differences in dietary proportion of maize during summer and winter feeding can be detected by sampling hair only once a year. We sampled hair and obtained information on management and annual mean composition of diets on 23 cattle farms in northern Germany. Farms differed in dietary proportions of maize, grass and other concentrates as well as in grazing regime (year-round grazing, summer grazing, no grazing). We found that the mean δ13C of two hair sections that contain the isotopic information of summer and winter feeding is a robust indicator for the annual mean proportion of maize in cattle diet on a farm. We could also demonstrate short term changes in the diet (when maize was added for some time) by comparing summer and winter δ13C. Farms whose dietary proportion of maize deviated from the average dietary proportion of maize of the respective grazing regime (in summer or winter feeding) could be detected via the δ13C of a single cattle hair. We conclude that the method can be used in different cattle production systems to check on dietary proportions of maize for a period of one year before sampling of hair. The third aim was to investigate the potentials and risks of land-use intensification on former extensively managed permanent grassland sites on sandy soils concerning productivity and other ecosystem services. We set up a three-year field experiment with four management intensity levels representing four typical forage production systems (moderate permanent grassland, intensive permanent grassland, ley grass, maize) on five sites on a climatic gradient (temperature and precipitation) in northern Germany. We found that ley grass had no higher N yields and crude protein concentrations than intensive permanent grassland. Intensive permanent grassland had higher N yields than moderate permanent grassland while the number of plant species was not lower. Of all treatments, intensive permanent grassland was least influenced by site and year effects on yield, forage quality and species number. The dry matter yields of all grassland treatments were small, but forage had good net energy contents and crude protein concentrations. Dry matter yields of maize were in a range of those of the farming practice in the respective regions, but nutritional quality was poor. Maize showed a higher risk of nitrogen leaching compared to the grassland treatments. We conclude that to avoid a loss of ecosystem services and to have a forage production system that delivers yields of adequate quality, a moderate or intensive management of permanent grassland can be a good option on sandy soils. de
dc.contributor.coReferee Wrage-Mönnig, Nicole Prof. Dr.
dc.contributor.thirdReferee Kayser, Manfred Dr.
dc.subject.eng Farmers' attitude de
dc.subject.eng 13C isotopic signature de
dc.subject.eng Grassland farming de
dc.subject.eng Cattle diet de
dc.subject.eng Grazing regime de
dc.subject.eng Land-use intensification de
dc.subject.eng Cattle production system de
dc.subject.eng Permanent grassland de
dc.subject.eng Agri-environment measure (AEM) de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-0023-3EC1-C-2
dc.affiliation.institute Fakultät für Agrarwissenschaften de
dc.subject.gokfull Land- und Forstwirtschaft (PPN621302791) de
dc.identifier.ppn 895062844

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