Der DOK-Versuch läuft seit 1978 und ist der weltweit bedeutendste Langzeit-Feldversuch zum Vergleich biologischer und konventioneller Anbausysteme.
In den siebziger Jahren haben Landwirte und Forschende des Biolandbaus die Initiative ergriffen, um einen Vergleich von biologischer und konventioneller Landwirtschaft herzustellen und dazu den DOK-Versuch eingerichtet. Der Langzeitversuch wird seitdem gemeinsam von FiBL und Agroscope geleitet und dabei von einer bäuerlichen Begleitgruppe unterstützt.
Über die Jahrzehnte hinweg wurden langfristige Forschungsthemen wie Ertragsentwicklung, Nährstoffkreisläufe und Bodenqualität verfolgt. Zu Beginn des Versuchs wollte man klären, ob Bioackerbau unter dem natürlichen Unkraut- und Schädlingsdruck überhaupt möglich ist und genügend Ertrag bringt. Aktuell stehen besonders die Themen Biodiversität, Klimawirkung und Klimaanpassung im Vordergrund.
Durch die in den verschiedenen Bewirtschaftungssystemen über Jahre gewachsenen Unterschiede in der Bodenqualität hat sich der DOK als Schnittstelle zur Grundlagenwissenschaft etabliert. So wird der Versuch dazu genutzt, mit neusten Methoden die Funktionsweise biologisch bewirtschafteter Böden zu erforschen.
Der DOK-Versuch liegt im Leimental südwestlich von Basel (Schweiz), auf fruchtbaren Lössböden, in der Südostecke des Rheingrabens. Dor werden die Anbausysteme Biologisch-dynamisch (D), Biologisch-organisch (O) und Konventionell (K) verglichen. Diese Systeme simulieren Betriebe mit Ackerbau und Viehhaltung mit 1,4 Düngegrossvieheinheiten (DGVE) pro Hektare. Eine Fruchtfolgeperiode läuft über sieben Jahre, die aktuelle Fruchtfolge umfasst zwei Jahre Kleegras, Mais, Soja, Winterweizen, Kartoffeln und Winterweizen.
Die Biosysteme folgen den Richtlinien der Bioanbauverbände Demeter und Bio Suisse. Die Hofdünger kommen von Betrieben, die nach den jeweiligen Systemen wirtschaften. Die Demeter-Richtlinien verlangen den Einsatz von speziellen Feld- und Kompostpräparaten. Das konventionelle Verfahren entspricht heute der integrierten Produktion mit ausgeglichener Nährstoffbilanz, zusätzlichem Einsatz von Mineraldünger nach Bedarf und Pflanzenschutz nach ökonomischen Schadschwellen. Seit 1985 gibt es zudem ein rein mineralisch gedüngtes System mit konventionellem Pflanzenschutz (M).
Im Rahmen des DOK-Versuchs wurden über 130 Publikationen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften erstellt (siehe unten), darunter 2024 eine Synthese der Gesamtergebnisse. Dazu kommen zahlreiche Doktor- und studentische Abschlussarbeiten.
2024 hat das FiBL die Erkenntnisse aus dem DOK-Versuch zu den Themen Ertrag, Bodenqualität, Nährstoffversorgung, Biodiversität und Klima in unterschiedlichen Formaten aufbereitet. Diese richten sich an interessierte Fachleute aus Praxis, Beratung und Wissenschaft.
Eine ausführliche Liste mit wissenschaftlichen Publikationen (peer reviewed) aus dem DOK-Versuch steht hier zur Verfügung (77.1 KB).
Diese Auswahl an Publikationen zu spezifischen Themen bezieht sich auf die Gesamtdauer des DOK-Versuchs.
Systeme im Vergleich
Die Studie zeigt, dass durch einen Verzicht auf Höchsterträge die Umweltwirkungen im Ackerbau mit biologischen Produktionsmethoden verringert werden können. Besonders Bodenqualität, Biodiversität und Klima profitieren von biologischer Bewirtschaftung. Für die Weiterentwicklung nachhaltiger Produktionssystem bietet der Biolandbau eine solide Grundlage.
Krause, H.-M., Mäder, P., Fliessbach, A., Jarosch, K. A., Oberson, A., & Mayer, J. (2024). Organic cropping systems balance environmental impacts and agricultural production. Scientific Reports 14, 25537. doi.org/10.1038/s41598-024-76776-1
Ertragsentwicklung
Die Erträge für die Hauptkulturen Kleegrass, Winterweizen, Kartoffeln, Mais und Soja waren, verglichen mit den konventionellen Systemen in den biologischen Systemen im Schnitt 15 Prozent niedriger. Die Ertragsdifferenzen sind allerdings kulturabhängig und bei Nicht-Leguminosen höher als bei Leguminosen. Über alle Systeme hinweg zeigt sich ein Zusammenhang mit der ausgebrachten Stickstoffmenge und dem Einsatz von synthetischen Pflanzenschutzmitteln.
Knapp, S., Gunst, L., Mäder, P., Ghiasi, S., & Mayer, J. (2023). Organic cropping systems maintain yields but have lower yield levels and yield stability than conventional systems – Results from the DOK trial in Switzerland. Field Crops Research 302, 109072. doi.org/10.1016/j.fcr.2023.109072
Stickstoffbilanzen und Nutzungseffizienz
Durch die niedrigere Stickstoffdüngung weisen biologische Systeme eine höhere Stickstoffeffizienz als das gemischte konventionelle System auf. Die Studie zeigt auch dass der Fokus auf eine ausgeglichene Bilanz im rein mineralisch gedüngten System zu Stickstoffverlusten im Boden führt. Eine Anreicherung von Stickstoff im Boden konnte nur im biodynamischen System mit Anwendung von Mistkompost erreicht werden.
Oberson, A., Jarosch, K. A., Frossard, E., Hammelehle, A., Fliessbach, A., Mäder, P., Mayer J. (2024): Higher than expected: Nitrogen flows, budgets, and use efficiencies over 35 years of organic and conventional cropping. Agriculture, Ecosystems and Environment 362,108802. doi.org/10.1016/j.agee.2023.108802
Bodenqualität und Kohlenstoff
Bodenkohlenstoff ist der wichtigste Indikator für Bodenqualität, doch eine Änderung des Bodenkohlenstoffgehalts durch landwirtschaftliche Praxis braucht Zeit. Erst nach 22 Jahren Versuchsdauer konnten signifikant höhere Gehalte in biologischen im Vergleich zu konventionellen Systemen festgestellt werden. Über sechs Fruchtfolgeperioden zeigte vor allem das biodynamische System steigende Kohlenstoffgehalte und die höchste biologische Bodenqualität
Krause, H.-M., Stehle, B., Mayer, J., Mayer, M., Steffens, M., Mäder, P., & Fliessbach, A. (2022). Biological soil quality and soil organic carbon change in biodynamic, organic, and conventional farming systems after 42 years. Agronomy for Sustainable Development 42(6), 117. doi.org/10.1007/s13593-022-00843-y
Mit seiner grossen Datenbasis und einem umfangreichen Probenarchiv bietet der DOK-Versuch eine ideale Plattform für verschiedenste Forschungsprojekte. Zahlreiche Projekte wurden in Verbindung mit dem DOK-Versuch realisiert und tausende Boden- und Pflanzenproben analysiert und ausgewertet.
Nachfolgend eine Liste der Projekte seit 2012.
