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Evaluierung der Wirksamkeit verschiedener Vergrämungsmaßnahmen zum Schutz von Wildtieren und zur Optimierung landwirtschaftlicher Produktionsprozesse

Zielsetzung: Jedes Jahr werden bei der Mahd von Dauergrünland und Feldgras Rehkitze und Junghasen getötet sowie die Gelege von Bodenbrütern ausgemäht. Für die Landwirtschaft stellt dies ein hohes Risiko für die Nutztiere dar, denn durch Kadaver verunreinigte Silagen enthalten Clostridium botulinum, was insbesondere bei Wiederkäuern zu Botulismus führt. Des Weiteren ist der Landwirt dazu verpflichtet, die zu mähende Fläche abzusuchen, was bei Unterlassen zu hohen Strafen führen kann, sollte ein Jungtier zu Schaden kommen. Aus diesen Gründen wird in der Landwirtschaft darauf geachtet, Jungwild aus Flächen zu vergrämen. Trotz intensiver Bemühungen zur Vergrämung durch das Absuchen der Flächen mit brauchbaren Jagdhunden, dem Aufstellen von Wildscheuchen, akustischen Warnern und dem Verteilen von Duftstoffen hat sich die Situation in den letzten Jahren dramatisch verschärft. Auch im Ackerbau gibt es innovative Technologien wie die Saat von Mais in eine unmittelbar vorher gewalzte Zwischenfrucht, die für Wildtiere ein hohes Risiko darstellen. Mit dem vorliegenden Projekt soll ein Beitrag zur Anwendung innovativer Technologien zur naturschutzgerechten Optimierung in landwirtschaftlichen Produktionsprozessen während der Grünlandmahd sowie im Ackerbau während der Maissaat in Zwischenfrüchte geleistet werden. Es ist davon auszugehen, dass verschiedene Vergrämungsmaßnahmen unterschiedlich schnell eine Wirkung entfalten und einen abweichenden Wirkungskreis haben. Ziel des Projekts ist die Evaluierung dieser Unterschiede. Aus diesem Grund wird innerhalb des Projekts unter Berücksichtigung der jeweiligen Umgebungsstruktur einer Fläche mit verschiedenen Vergrämungsmitteln gearbeitet. Da eine geordnete Kommunikation der gemachten Erfahrungen von ehrenamtlichen Wildrettern meist nicht stattfindet, können andere Wildtierretter davon nicht profitieren. Daher ist eine gezielte Öffentlichkeitsarbeit mit Vorträgen in unterschiedlichen Personenkreisen, Beiträgen in Tageszeitungen, einschlägigen Fachzeitschriften und auf Tagungen sowie die Entwicklung eines Maßnahmenkatalogs zu verschiedenen Methoden der Vergrämung und Risikoeinstufungen von Grünlandflächen mit einer Übersicht zu rechtlichen Grundlagen ebenso Ziel des Projekts.

Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger, Teilvorhaben 1: Wissenschaftliche Begleitung, ökonomische und ökologische Gesamtbeurteilung

In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen

Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger

In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen

Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger, Teilvorhaben 4: Rechtliche Rahmenbedingungen

In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich. Dabei hat Methan ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Vorhabens ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Diese Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Sie können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen. Innerhalb des Verbundvorhabens ist renergie Allgäu e.V. dafür zuständig, die rechtlichen und insbesonderen genehmigungsrechtliichen Rahmenbedigungen zu analysieren und wesentlich dazu beizutragen die Genehmigungsfähigkeit zu erreichen. Außerdem ist renergie Allgäu e.V. als Praxispartner dafür zuständig, die spätere Übertragbarkeit in die landwirtschaftliche Praxis sicherzustellen und zu verbessern.

Kleine Anaerobanlagen zur Verwertung von Wirtschaftsdünger, Teilvorhaben 2: Messtechnische Erfassung und Digitalisierung

In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionen verantwortlich . Methan hat ein etwa 84-mal höheres kurzfristiges Treibhauspotenzial als CO2 (IPPC), weshalb der schnellen Reduzierung von Methanemissionen zur Verlangsamung des Klimawandels Priotität eingeräumt werden muss. Zusätzlich ist es eine Vorläufersubstanz bei der Bildung von bodennahem Ozon, das Pflanzen schädigt, indirekt zum Klimawandel beitragen kann und zusätzlich zu Beeinträchtigungen der menschlichen Gesundheit führt. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung einer digitalisierten Biogasanlage zur Vergärung von Flüssigmist für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 170 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen verwenden eine einstufige Güllevergärung und basieren auf einem kostengünstigen, vollständig recyclierbaren Rührkesselreaktor. Innerhalb der Verbundvorhabens wird die Professur Sensorik der TU Dortmund neuartige, mikrostrukturierte Prozesssensorik entwickeln und zur vollständigen Digitalisierung des Anlagentyps nutzen. Damit wird insbesondere ein automatischer Betrieb der Anlagen sowie die Internet-basierte Zustandsüberwachung der Anlagen möglich. Hierzu wird die Gesamtanlagensteuerung basierend auf hochselektiver und hochempfindlicher, resonatorverstärkter direkter Multigassensorik realisiert.

Verfolgung verschiedener Strategien zur Methanminderung mithilfe von Kohlenstoffisotopenverhältnissen bei Wiederkäuern

Der Agrarsektor trägt erheblich zu den weltweiten Treibhausgasemissionen bei, was in der Öffentlichkeit zu wachsender Besorgnis über die Umweltauswirkungen von Nutztieren, insbesondere in der Milchviehhaltung, führt. Derzeit entwickeln viele Gruppen Technologien zur Methanminderung, die Methanogene entweder direkt mit Inhibitoren oder indirekt durch Begrenzung ihres Substrats angreifen. Es hat sich gezeigt, dass Strategien zur Methanminderung mithilfe von Methanogeninhibitoren oder Wasserstoffsenken die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft auf Pansenebene verändern und damit auch den Stoffwechselweg des Mikrobioms verändern. Wechselwirkungen zwischen bestimmten Bakterien und Methanogenen können die Methanproduktion prägen, wie auch die Konkurrenz um Wasserstoff und das Vorhandensein sekundärer Metaboliten die Methanproduktionsraten beeinflussen können. Das 13C/12C-Verhältnis von Methan, das über die drei Hauptpfade im Pansen (hydrogenotrophe, methylotrophe und acetoklastische) produziert wird, ist aufgrund des 13C-Gehalts der für die Methanproduktion verwendeten Kohlenstoffquelle unterschiedlich. Da methanogene Stoffe unterschiedlich durch Methaninhibitoren beeinflusst werden, könnte das 13C/12C-Verhältnis ein Indikator für die Methanhemmung sein. Das Hauptziel des Projekts besteht darin, die Wege der Pansenmethanproduktion als Reaktion auf verschiedene Minderungsstrategien unter Verwendung von C-Isotopenverhältnissen zu untersuchen. Die Verwendung verschiedener natürlich angereicherter Futtermittel in Kombination mit Minderungsstrategien wird es uns ermöglichen, die für die Fütterung bei Milchkühen verwendeten Minderungsstrategien und die Wege, auf die die neuen Strategien abzielen, zu bewerten. Letztendlich besteht das Ziel darin, einen Prototyp einer Schnüffeltechnologie zu entwickeln, die auf Basis von Schlüsselmetaboliten und ihren Isotopenverhältnissen die Methanbildung anhand von Atemproben eines Wiederkäuers abschätzen kann.

Ernaehrungsphysiologische Bewertung von unkonventionellen oder speziell aufbereiteten Futtermitteln

a) Ermittlung von Kenndaten fuer den Einsatz sowohl unkonventioneller Futtermittel wie Krillmehl, Regenwurmmehl u.a. als auch besonders aufbereiteter Futtermittel wie Leguminosen und Stroh in der Ernaehrung landwirtschaftlicher Nutztiere. b) Analytische Untersuchung dieser Futterstoffe sowie tierexperimentelle Versuche mit Ratten, Schweinen und Wiederkaeuern. c) Langfristige Arbeiten.

Effects of pasturing with cattle in mountain forest

Pasturing forest sites is mostly considered as detrimental for tree growth and, associated with that, crucial for the protective function of the forests against avalanches. New laws as well as the use of subsidies for the separation of forest and pastures shall accelerate the cessation of forest pasturing. It is however unclear whether pasturing is detrimental in any case or whether the application of an appropriate livestock system might even support tree development. The general aim of the project is to determine the effects of pasturing on mountain forest structure and dynamics under different stocking rates and pasturing period lenghts. This is a joint project headed by the Swiss Federal Institute for Snow and Avalanche Research (SLF). The part of the project which focusses on animal nutrition particularly deals with the measurement of intake and composition of the selected herbage on these pastures. Data on food intake and food quality should allow to determine the threshold levels, when food scarceness will enhance damage of trees by their use as fodder alternatives, or by tread damages. The project is carried out in the frame of the WSL Research Programme Forest-Wildlife-Landscape. The project is also in part forming a component project within the ETH polyproject 'Sustainable Primary Production in the Alpine Region' (PRIMALP).

Gas-Emissionen und Atmungsverluste an der Silage-Anschnittfläche: eine umfassende Studie mit neuartigen In-Situ-Sensoren und Datenmodell-Fusion

Für die Fütterung von Wiederkäuern und die Biogasproduktion werden weltweit große Mengen an Silage verwendet. Die Gasaustausch-Prozesse an der geöffneten Silage bei der Entnahme sind in ihrer Dynamik nach wie vor wenig erforscht. Diese Erkenntnisse haben aber direkten Einfluss auf die Beurteilung der Silagequalität (Frische und Verderb) und die Bewertung der hiervon ausgehenden Umweltwirkungen (Klimagasemissionen). Hierzu wird eine grundlegende und umfassende Studie vorgeschlagen, die sich auf beide Themen konzentriert, die Oxidationsrate/Energieverlust und die Emission von Treibhaus- und Vorläufergasen. Dabei sollen zwei neuartige, automatisierte Multisensorsysteme zur Erfassung und Zuordnung der Signale der Gasemission aus der Silage verwendet werden. Die beiden üblichen Silage-Formen werden berücksichtigt: Flachsilos für Maissilage und Rundballen für Weidelgras, Luzerne und Mais. Die positive oder negative Wirkung chemischer und biologischer Zusatzstoffe auf die Verderbsprozesse und die Gasemission aus der Silage soll ebenfalls untersucht werden. Durch digitale Signalverarbeitung wird das freigesetzte CO2 in zwei Quellen aufgeteilt, von denen sich eine während der vorausgegangenen anaeroben Phasen in der Silage gebildet hat und die andere auf die mikrobiellen, aeroben Prozesse an der Anschnittfläche zurückzuführen ist. Während die erste Quelle eine abklingende Funktion aufweist, überdeckt sie zu Beginn der Messungen die zweite Quelle, die den eigentlichen oxidativen Prozess beschreibt und mit den Energieverlusten der Silage einhergeht. Unter Verwendung dieser neuen Erkenntnisse werden wir das häufig verwendete Pitt-Muck-Modell aktualisieren, um den CO2-Fluss von der geöffneten Seite eines Flachsilos zu simulieren. Mit Hilfe eines Datenmodell-Fusionsansatzes soll das Pitt-Muck-Modell so erweitert werden, dass die in-situ-Messungen aus Experimenten auf dem Untersuchungsbetrieb mit den numerischen Ergebnissen validiert und kombiniert werden können.

The forage potential of tanniniferous legumes: Search for sustainable ways to cope with nutritional limitations in tropical smallholder livestock

Ruminants play an important role as assets and sources of high quality food and income for rural populations in the developing world. Ruminant productivity is usually low due to inadequate nutrition (i.e. protein deficiency). Promising forage species, mainly legumes, have been identified to overcome these limitations. Many of these legume species contain tannins that could be either advantageous or disadvantageous in terms of feed efficiency and metabolizable protein supply to the animal. The overall aim of this project is to develop efficient feeding systems based on tanniniferous shrub and tree legumes in order to improve livestock productivity and to alleviate poverty of smallholders in the tropics. This will by achieved through (i) studying the effect of plant nutritional status on the accumulation of condensed tannins in legumes, and the influence of these tannins in ruminant nutrition and the nitrogen fertilizer value of animal excreta for plants, and (ii) designing optimal feeding strategies based on the use of tropical forage legumes with different tannin content to overcome the limitations of ruminant diets in protein supply. Finally, the results will be assessed by an ex-ante economic analysis at farm level and at ecoregional levels. The outcomes of this work will provide the necessary background information for better feeding practices based on tanniniferous legumes. The project is part of the Research Priority Area on 'Livestock Systems Research in Support of Poor People of the Swiss Centre for International Agriculture.

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