Response to disturbance and plant-animal interactions of grassland swards for chicken free-range husbandry

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Eignung von vierzehn Pflanzenarten des Wirtschaftsgrünlands für die Etablierung von Grasnarben für die Hühnerfreilandhaltung zu untersuchen. Neun Gräser und fünf Kräuter, deren hohe Leistungsfähigkeit aus intensiv bewirtschafteten Systemen, und deren gute Schnitt-, Weide- und Trittverträglichkeit bekannt sind, wurden vergleichend bewertet. In einem Feldexperiment wurde die Verträglichkeit der Pflanzen gegenüber Beweidung mit Hühnern untersucht. Die Hypothese lautete, dass sich die Leistungsfähigkeit der Arten deutlich unterscheiden würde, da die Störung, die durch Beweidung mit Hühnern erzeugt wird, stärker und von anderer Natur ist als in anderen Bewirtschaftungssystemen. Monokulturen und eine Mischsaat der vierzehn Arten wurden einer Umtriebsbeweidung mit Legehennen in drei Stufen der Weidedauer unterzogen. Die Wirkung der Faktoren Pflanzenart, Weidedauer und Umtrieb auf Bodendeckung, Dichte der Triebe und Vegetationspunkte, und Wachstum der oberirdischen Biomasse wurde analysiert. Aus ersteren Zielgrößen wurde die Resistenz der Grasnarbe gegenüber der Beweidung abgeleitet, aus der dritten ihre Resilienz. Die Hypothese, dass sich die untersuchten Arten stark im Hinblick auf ihre Resistenz und Resilienz gegenüber Beweidung mit Hühnern unterscheiden würden, wurde bestätigt. Unsere Ergebnisse deuteten darauf hin, dass Gräser prinzipiell besser für die Bepflanzung von Auslaufflächen geeignet sind als Kräuter. Die Arten Festuca arundinacea und Poa supina zeigten mit einer Bodendeckung von über 80 %, einer konstanten Triebdichte und einer gleich bleibenden, vergleichsweise hohen Wachstumsrate von mehr als 4,8 g Trockenmasse m-2 d-1 die beste Leistungsfähigkeit bei wiederholter Beweidung und langer Weidedauer. In einem ergänzenden Gefäßversuch im Gewächshaus wurde untersucht, welche mit der Wuchsform in Zusammenhang stehenden Eigenschaften die Toleranz der Pflanzen gegenüber Beweidung mit Hühnern erklären. Die Hypothese bestand darin, dass die Biomasseallokation vor der Störung und die Lage von Speicherorganen und Knospen für klonales Wachstum die Schädigungstoleranz bestimmen würden; sie würde bei Arten hoch sein, bei denen diese Organe konzentriert an der Sprossbasis und unterhalb von oder nahe der Erdoberfläche liegen. Eine Auswahl der im Freilandversuch verwendeten Pflanzenarten, die drei Wuchsformen repräsentierte (Arten ohne Ausläufer; Arten mit Stolonen; Arten mit Rhizomen) wurde einer standardisierten mechanischen Schädigung in drei Intensitäten ausgesetzt, welche zugleich auf Spross und Wurzel wirkte. Die Ergebnisse dieses Versuchs zeigten, dass die Pflanzenart, nicht aber die Wuchsform die Toleranz gegenüber Schädigung bestimmten. Die höchste Toleranz wurde bei F. arundinacea und Poa pratensis festgestellt. Der Wiederaufwuchs oberirdischer Biomasse war über alle Arten und Intensitäten der Behandlung hinweg stark mit der relativen Wurzelbiomasse (der Wurzelbiomasse der behandelten Pflanze im Verhältnis zu der der Kontrollpflanze) korreliert, allerdings nicht mit der Wurzelbiomasse vor der Behandlung. Die Resistenz der Wurzel gegenüber mechanischer Schädigung ist daher offenbar eine wesentliche Determinante der Toleranz gegenüber der untersuchten Störung. Schließlich wurde der Einfluss von botanischer Zusammensetzung und Degradierung der Grasnarbe auf das Nahrungssuchverhalten der Hühner untersucht. In dem oben erläuterten Feldexperiment war die Häufigkeit der Verhaltensweisen Picken an Pflanzen, Picken am Boden und Scharren aufgezeichnet worden. Aus den Daten ging hervor, dass Pflanzenart und Degradierung der Grasnarbe das Nahrungssuchverhalten der Hühner signifikant beeinflussten. Eine steigende Weidedauer reduzierte die Bodendeckung grüner Vegetation signifikant; allerdings unterschieden sich die untersuchten Pflanzenarten deutlich im Hinblick auf das Ausmaß der Degradierung, die durch standardisierte Beweidungsdauer erzeugt wurde. Bei steigender Weidedauer und sinkender Bodendeckung grüner Vegetation war bei den meisten Pflanzenarten eine Abnahme der Häufigkeit des auf die Grasnarbe gerichteten Pickverhaltens (Picken an Boden und Pflanzenteilen summiert) nachweisbar. Dieses Ergebnis wird als bedeutsam für das Tierwohl erachtet, da in Umwelten, die wenig Anreiz zu Picken an Objekten bieten, die Gefahr besteht, dass die Tiere vermehrt Federpicken zeigen. Wir leiten aus diesen Ergebnissen ab, dass die Wahl von Pflanzenarten wie P. supina, die sowohl eine hohe Resistenz gegenüber der durch Beweidung verursachten Störung aufweisen, als auch einen starken Anreiz zu Nahrungssuchverhalten, und insbesondere zu Picken liefern, als Begrünung den Beitrag der Auslauffläche zu Tierwohl und –gesundheit fördern können. Zusammenfassend haben unsere Experimente gezeigt, dass die Wahl der Pflanzenart zur Auslaufbegrünung ein wichtiger Faktor zur Gewährleistung der Multifunktionalität der Grasnarbe ist. Pflanzen, die bei langer Beweidung eine stabile Bodendeckung und starkes Wachstum aufweisen, können einen höheren Anteil der im Auslauf anfallenden Nährstoffmengen binden und tragen somit zum Schutz von Boden und Wasser bei. Eine Grasnarbe, die zusätzlich das Nahrungssuchverhalten anregt, begünstigt Tierwohl und -gesundheit. Von den untersuchten Arten zeigte P. supina insgesamt das beste Ergebnis in Bezug auf diese Kriterien; F. arundinacea zeichnete sich zwar durch eine hohe Resistenz gegenüber der Störung durch die Beweidung aus, allerdings schien diese Art weniger stark bepickt zu werden. Wir schließen daraus, dass die Wahl der Pflanzenart für die Auslaufbegrünung als eine wichtige Methode des Auslaufmanagements betrachtet werden kann, die etablierte Methoden der Auslaufpflege, wie Umtriebsbeweidung mit ausreichenden Beweidungspausen und eine Gestaltung des Auslaufs, welche die Tiere zur Nutzung der gesamten Fläche animiert, ergänzen sollte.The aim of the present study was to evaluate the suitability of fourteen grassland plant species for establishing swards for free-range chicken husbandry. Nine grasses and five forbs which are known for their good performance in intensively managed grasslands and for their high tolerance towards frequent grazing and cutting, and to trampling were used. In a field experiment, we tested the tolerance of these plants to stocking with chickens. We hypothesized that the performance of the individual species would vary strongly, because the disturbance affected by chickens is particularly heavy and differs distinctly from the conditions commonly found in other systems of grassland management. Monoculture swards of the fourteen tested species, and one mixture comprising all of these species were subjected to rotational stocking with chicken at three levels of stocking duration. The effect of plant species, stocking duration, and stocking cycle on the canopy cover, density of tillers or vegetation growing points, and growth rates of aboveground biomass were analysed. From the former two target parameters, resistance of the plant species to stocking with chicken was derived; from the latter, resilience was estimated. Our data confirmed the assumption that the tested species differ strongly with respect to their resistance and resilience to stocking with chicken, and indicated that grasses are generally more suitable than forbs for greening an outdoor chicken run. The species Festuca arundinacea and Poa supina featured the best performance, with a canopy cover of over 80 % and constant tiller densities, and with a stable and comparatively high biomass accumulation of over 4.8 g dry matter m-2 d-1 after repeated long-duration stocking. By means of a supplemental pot experiment under greenhouse conditions we aimed at elucidating whether traits related to plant growth form give an explanation for tolerance to the disturbance affected by stocking with chicken. We hypothesized that pre-disturbance biomass allocation, and the location of storage and clonal growth organs would be important determinants of damage tolerance. We expected that tolerance would be high in plants with these organs concentrated in a tussock or located close to or underneath the soil surface, and with high allocation to storage organs in root or tussock. A selection of the species used in the field experiment which represented three growth forms (cespitose, stoloniferous, and rhizomatous) were subjected to three levels of a standardized damage treatment impacting simultaneously on shoot and root. Our results showed that plant species, but not growth form groups differed significantly in damage tolerance, and that F. arundinacea and Poa pratensis showed the best performance. Shoot re-growth was strongly correlated with relative post-treatment root biomass, i.e. with the ratio of root biomass of the treated plants in relation to that of the non-treated control across all species and treatment levels, but not with pre-treatment root biomass. Root resistance to mechanical damage therefore appears to be the prevalent determinant of tolerance to the applied type of disturbance. In a field experiment we thirdly investigated the impact of sward botanical composition (sward type) and sward degradation on the foraging behaviour of chickens. Monoculture swards of nine grasses and five forbs and a mixture of these fourteen species, which had also been used for the first experiment, were stocked with chickens at three levels of stocking duration. The frequency of the animals’ plant pecking, ground pecking and scratching behaviour were recorded. Our results showed that sward type and sward degradation had a significant effect on the foraging behaviour of the chickens. Prolonged stocking significantly reduced the canopy cover of green vegetation; however, the tested sward types strongly differed with regard to the degradation caused by standardised levels of stocking duration. Our data revealed that the frequency of total sward-directed pecking (plant and ground pecking together) declined with prolonged stocking and with decreasing canopy cover in most of the sward types. This result may be relevant for considerations on animal health and welfare, because in environments which offer little incentive for object-directed pecking, there is the risk of pecking to be re-directed towards conspecifics and hence for feather and injurious pecking to occur. We derive from our results that the choice of plant species for sward establishment is a strong determinant of the animals’ behavioural interactions with the sward. Species like P. supina which feature a high resistance to the damaging effects of stocking with chickens and which at the same time provide high incentive for foraging behaviour, particularly for plant pecking, benefit the contribution of the outdoor run to animal health and welfare. In synopsis of these three experiments, our results have shown that the choice of plant species for greening outdoor chicken runs is a relevant factor for the realisation of multi-functional swards for outdoor chicken runs. Plants which feature a high canopy cover and biomass accumulation under conditions of prolonged long-duration stocking enhance the potential of the sward for soil and water protection in view of the high amounts of excrement deposition in the run area. A sward composition which additionally highly triggers sward-directed pecking behaviour in the chicken can foster animal health and welfare. Among the plants we tested within the present study P. supina altogether featured the best results with regard to these criteria; F. arundinacea showed a high resistance to stocking with chickens, but was comparatively less attractive for pecking than the other species. We conclude that the choice of plant species is a promising complementary measure of run management in addition to established practices like rotational grazing with rest periods of sufficient duration and to providing incentive for the animals to evenly use the total of the run area

Auf die Auslaufbepflanzung gerichtetes Verhalten von Legehennen bei unterschiedlicher botanischer Zusammensetzung und Bodendeckung der Grasnarbe

In organic laying hens husbandry it is desirable that the animals cover a proportion of their daily fodder intake by foraging in the outside run, e.g. by grazing. So far, however, few studies have investigated the factors which influence herbage intake of laying hens. In the present experiment we analysed the foraging behaviour of laying hens in the outside run at different conditions of sward botanical composition and of percentage ground cover of vegetation. The animals were taken to pasture on monocultures and a mixed plot of fourteen grassland plant species for three levels of period of stay in a rotational grazing system. By means of point sampling, we recorded scratching, plant pecking and ground pecking. Our results indicate that the factor plant species per se is a weak determinant of the animals’ foraging behaviour. However, the tested plant species showed varying persistence at prolonged duration of stocking. Percentage ground cover of vegetation had a significant positive correlation with plant pecking and was negatively correlated with ground pecking. At a ground cover of less than 60 %, the frequency of plant pecking strongly decreased

Untersuchung der Eignung heimischer Grünlandarten für die Bepflanzung von Legehennen-Auslaufflächen

Die Erhaltung einer intakten Vegetationsdecke auf Auslaufflächen ist wichtig, um negative Umweltwirkungen der Geflügel-Freilandhaltung zu vermeiden. Im vorliegenden Projekt untersuchten wir im Rahmen einer Feldstudie die Eignung von vierzehn heimischen Grünlandarten für die Bepflanzung von Auslaufflächen. Durch die Beweidung mit Legehennen wurden bei den verschiedenen Arten signifikant (P < 0.001) unterschiedliche Anteile des Aufwuchses von den Flächen entnommen. Die Besatzleistung war bei einigen untersuchten Arten ein signifikanter erklärender Faktor für ihre Wachstumsrate nach Ende der Beweidung. Wir schließen aus unseren Daten, dass Poa supina und Festuca arundinacea gut für die Begrünung von Geflügel-Auslaufflächen geeignet sein können, da weniger als 20 % ihres Aufwuchses durch die Hühner abgefressen wurden, und ihre Wachstumsraten durch Beweidung mit unterschiedlichen Besatzleistungen nicht signifikant verändert wurden

Eignung belastungsfester Pflanzenarten für die Etablierung von Grasnarben für die Geflügel-Außenhaltung

In der Freilandhaltung von Legehennen ist die Bepflanzung der Auslauffläche sehr starken Belastungen ausgesetzt. Trotz etablierten Methoden des Auslaufmanagements hat dies häufig eine Verkahlung des Bodens zur Folge. Es besteht daher die Notwendigkeit, in Ergänzung zu den bekannten Praktiken der Auslaufpflege auch pflanzenbauliche Strategien zu entwickeln, welche zur Erhaltung einer intakten Vegetationsdecke beitragen. In dem vorliegenden Projekt wurde die Eignung von vierzehn belastungstoleranten Grünlandgräsern und –kräutern zur Etablierung von belastbaren Grasnarben für die ökologische Geflügelhaltung untersucht. In einem Freilandexperiment wurde an Monokulturen und einer Mischsaat der untersuchten Arten die Wirkung von wiederholter Beweidung durch Legehennen in drei verschiedenen Besatzleistungen untersucht, wobei die Grasnarbenqualität, die Narbenlückigkeit und die Wachstumsraten des Aufwuchses vergleichend beurteilt wurden. Darüber hinaus wurde das Verhalten der Tiere auf unterschiedlichen Grasnarben aufgezeichnet und seine Abhängigkeit von der Grasnarbenqualität analysiert. Aus einer zusammenschauenden Betrachtung der gemessenen Parameter ließ sich ableiten, dass die untersuchten Kräuter generell eine geringere Eignung zur Bepflanzung von Auslaufflächen für Legehennen aufwiesen als die Grasarten. Die Bodendeckung lag bei allen untersuchten Kräuterarten nach wiederholter Bestockung mit hoher Besatzleistung durchschnittlich unter 60 %, bei einigen Arten war gleichzeitig eine signifikante Abnahme der Dichte der Vegetationspunkte feststellbar. Insgesamt die höchste Leistungsfähigkeit unter den untersuchten Arten zeigten Poa supina und Festuca arundinacea, bei welchen nach wiederholter Bestockung Bodendeckungsgrade von über 80 % und relativ konstante Werte für Triebdichte und Wachstumsraten gemessen wurden

Plant Traits Relevant for Multi-Functionality of Grassland Swards for Free-Range Chicken Husbandry

The sward of the outdoor run serves multiple important functions in free-range chicken husbandry systems. Vegetation ground cover is crucial for soil conservation. Moreover, by providing a foraging enrichment it is relevant for animal welfare (Shimmura et al. 2008). Scientific knowledge of the plant-animal interactions of swards in outdoor chicken runs is only just emerging. An understanding of these will help to improve swards both in view of the conservation of an intact vegetation cover, and for fostering animal welfare. In the present field study, we investigated: (1) the growth of a number of grassland plant species under conditions of chicken stocking in order to identify species that provide a durable greening of run areas; and (2) the foraging behaviour of chickens on swards of different botanical composition and canopy cover. Based on these data, our aim was to determine properties of plants that are particularly suitable for greening outdoor chicken runs

Rezente Veränderungen von Unkrautflora und -management als Basis für zukünftige Managementanpassungen

Die über die vergangenen Jahrzehnte beobachteten Veränderungen der Unkrautflora, welche durch Klimawandel und Veränderungen in Landnutzung und Bewirtschaftungspraxis verursacht werden, erfordern eine adäquate Anpassung des Unkrautmanagements. In dem vorliegenden Beitrag wird für das Bundesland Niedersachsen anhand von zwei Datenquellen ein Wandel der Unkrautflora nachgezeichnet und rezente Veränderungen des Unkrautmanagements dargestellt. Hierfür wurde zum einen unter Fachleuten aus landwirtschaftlicher Beratung, Behörden und Industrie eine Expertenbefragung durchgeführt, anhand derer qualitativ bestimmt wurde, welche Unkrautarten oder -gruppen in den vergangenen Jahren an Bedeutung gewonnen oder verloren haben, und welche Entwicklungen der Bedeutung einzelner Unkrautarten künftig zu erwarten sei. Zusätzlich wurden mögliche zukünftige Anpassungen und Herausforderungen des Unkrautmanagements erfragt. Zum anderen wurden anhand der Versuchsberichte zum Pflanzenschutz der Landwirtschaftskammer Niedersachsen für mehrere Kulturarten für den Zeitraum von den frühen 1980er Jahren bis in die Gegenwart Veränderungen der Praxis der Herbizidanwendung nachgezeichnet. Die Daten geben deutliche Hinweise darauf, dass eine Reihe von Unkrauttaxa in den vergangenen 30 Jahren stark an Relevanz gewonnen hat, insbesondere Hirse- und Storchschnabel-Arten, Ackerfuchsschwanz und Gänsefuß. Der direkte Einfluss des Klimas auf die Ackerunkrautflora ist dabei nicht von Effekten einer veränderten Bewirtschaftungspraxis zu trennen, welche wiederum selbst durch den Klimawandel beeinflusst wird. In der landwirtschaftlichen Praxis erfolgte über die vergangenen Jahrzehnte unter anderem eine Anpassung der Behandlungstermine, zum Beispiel eine vermehrte Herbstbehandlung im Winterweizen. Die bisherigen Veränderungen können eine Grundlage für die Entwicklung von Managementanpassungen für die Zukunft liefern. Hierzu ist das Wissen über ihre Ursachen mit Erkenntnissen aus der Klimafolgenforschung zu ergänzen. Wie bei der Interpretation vergangener Entwicklungen ist es auch bei Prognosen für die Zukunft nicht möglich, den Einfluss sich ändernden Klimas von Bewirtschaftungseffekten zu trennen. Beispielsweise hat die Fruchtfolge eine selektierende Wirkung auf Unkrautgruppen und die Konzentration des Maisanbaus kann Effekte einer Temperaturerhöhung für wärmeliebende sommerannuelle Arten verstärken.Stichwörter: Behandlungstermine, bekämpfungsrelevante Arten, Expertenbefragung, KlimawandelfolgenRecent changes of arable weeds flora and management as a basis for future adaptationsAbstractIn the course of the past decennia, numerous shifts of the arable weeds flora have been observed as a result of climate change and of changes of land use and agricultural management practice. These shifts necessitate appropriate adaptations of weed management. The present study depicts alterations of the arable weeds flora of Lower Saxony based on data from two different sources, and describes recent changes of arable weeds management. We firstly conducted a questionnaire-based survey among plant protection consultants and experts of agronomy and plant protection in industry and the federal agriculture authorities. This survey was aimed at identifying which weed taxa have gained or lost relevance for management, and which tendencies with regard to their relevance is expected according to expert knowledge. In addition, the experts were asked for information on possible adaptations and challenges of weed management expected for the future. Secondly, we used protocols of plant protection trails published by the Lower Saxony chamber of agriculture in order to determine alterations of the weed management practice since the 1980s. The screened data gave a clear indication of an increase of the relevance during the past 30 years for a number of weed taxa, in particular for several millet taxa, Geranium species, Alopecurus myosuroides and Chenopodium album. In the evaluation of changes of the relevance of individual weed taxa, the impact of climate change cannot be segregated from effects of altered agricultural practices, which are in turn themselves influenced by climate change. Records of the agricultural practice have pointed out shifts in herbicide application dates which parallel altered sowing dates, e. g., an increase in the frequency of herbicide application in autumn rather than in spring for winter wheat. The recent shifts of weed flora and management practices can serve as a basis for the development of management adaptations for the future. To this purpose, a sound understanding of their causes is indispensable, and it needs to be complemented with knowledge obtained from climate change research. As with the interpretation of past shifts, in projections for the future it will not be possible to disentangle climate and management effects. For example, crop sequence is known to select for certain weed life history groups, and a concentration of maize cultivation can therefore enhance the positive effects of a warmer climate for thermophile summer annual weed taxa.  Keywords: Climate change impact, expert knowledge, herbicide application dates, management-relevant tax

Klimafolgenforschung zu Ackerunkräutern – Daten, Methoden und Anwendungen auf verschiedenen Skalen

Eine große Anzahl an Einzeluntersuchungen hat sich in den vergangenen Jahren mit unterschiedlichen Aspekten der Folgen des Klimawandels für Biologie und Schadpotential von Ackerunkräutern befasst. Allerdings finden sich wenige Beispiele, die für einen definierten geographischen Raum und für einzelne Unkrautarten oder Anbausysteme ein umfassendes Bild liefern. Im Rahmen des Projektverbunds zur Klimafolgenforschung in Niedersachsen (KLIFF) wurde ein Forschungsansatz erprobt, der mehrere Skalenebenen übergreift und unterschiedliche Methoden verbindet. Dieser Ansatz sollte eine Möglichkeit liefern, die Folgen veränderter Klimabedingungen für Verbreitung und Leistungsfähigkeit einzelner Unkrautarten umfassend und mit möglichst hoher Vorhersagegenauigkeit abzuschätzen. Die Arten Abutilon theophrasti, Amaranthus retroflexus, Echinochloa crus-galli, Datura stramonium, Iva xanthiifolia und Setaria viridis wurden anhand eines solchen Vorgehens untersucht. Hierzu wurde eine korrelative Artverbreitungsmodellierung (regionale Skalenebene) mit kontrollierten Gefäßversuchen zu vegetativer und generativer Leistungsfähigkeit der Arten unter den für das Ende des Jahrhunderts für Niedersachsen erwarteten Klimabedingungen (lokale Skalenebene) verbunden. Bei der Zusammenführung der Daten zeigte sich, dass die Ergebnisse von der Modellierung und den empirischen Experimenten im Wesentlichen gut übereinstimmen. Für A. retroflexus, D. stramonium, E. crus-galli und S. viridis wiesen die Ergebnisse beider Untersuchungsmethoden auf eine neutrale bis positive Wirkung zukünftiger Klimabedingungen hin, für I. xanthiifolia hingegen auf eine negative Wirkung. Lediglich für A. theophrasti ließen sich die Ergebnisse von der Artverbreitungsmodellierung und den Gefäßversuchen nicht vollständig zur Deckung bringen. Insgesamt lassen unsere Ergebnisse die Einschätzung zu, dass der Ansatz, die Folgen von Klimawandel auf Ackerunkräuter mit einer mehrere Methoden und Skalenebenen verbindenden Herangehensweise zu untersuchen, zahlreiche Stärken aufweist. Diese Vorgehensweise erlaubt es, für eine definierte Untersuchungsregion unterschiedliche Datensätze zu einem detaillierten Gesamtergebnis aneinanderzupassen, und kann aus diesem Grunde, ggf. um weitere Aspekte erweitert, für die Untersuchung regionaler Klimawandelfolgen für Ackerunkräuter empfohlen werden.Stichwörter: Bioklimatische Nische, Habitateignung, korrelative Artverbreitungsmodellierung, regionales Klimamodell, tatsächliche VerbreitungClimate change impact research on arable weeds – data, methods and applications at various scale levelsAbstractIn the past years, a large number of studies have examined various aspects of possible consequences of climate change for the biology and damage potential of arable weeds. However, there are merely a few examples that have comprehensively investigated individual weed species or arable crop systems within a clearly delimited geographical area. In the frame of the research co-operation KLIFF (Climate change impact and adaptation research for Lower Saxony), we tested an approach that combines a number of methods to span several scale levels and types of environmental factors, which was intended to provide as accurate as possible an estimate of the potential distribution and performance of individual arable weed species under the predicted future climate conditions. This approach was put to practice for the species Abutilon theophrasti, Amaranthus retroflexus, Echinochloa crus-galli, Datura stramonium, Iva xanthiifolia and Setaria viridis. We combined projections of the potential future distribution of the individual weed species based on a correlative distribution modelling approach (regional scale level) with pot experiments (local scale level) on the vegetative and generative performance of these species under climatic conditions predicted for the end of the current century for Lower Saxony. A synopsis revealed that the results obtained from the different approaches corresponded to a large extent. For A. retroflexus, D. stramonium, E. crus-galli, and S. viridis, both approaches indicated a neutral or positive effect of the predicted future climate on their potential distribution and performance, whereas the opposite was found for I. xanthiifolia. Merely for A. theophrasti, results of the two methods did not fully concur. Altogether, our results highlight that investigating climate change impact on weeds by combining several methods to span several scale levels allows fitting various data sets to a comprehensive picture for a delimited region. It has a number of strengths which may be augmented by the inclusion of further aspects. Therefore, this approach can be recommended for research of the regional impacts of climate change on arable weeds.Keywords: Bioclimatic niche, correlative distribution modelling, habitat suitability, regional climate model, realized distributio

Nitrate leaching is not controlled by the slurry application technique in productive grassland on organic–sandy soil

International audienceThe return of slurry is the most important means of fertilization in grassland dairy farming. Broadcast application of slurry induces air pollution by ammonia. Alternatives to broadcast application like sliding shoe or injection have therefore been introduced. These alternatives might, however, cause higher N losses by nitrate leaching because N prevented from volatilization may not completely be utilized for dry matter production. Information on the interactive effects of amount of N input and slurry application technique on nitrate leaching from productive organic–sandy soils are still scarce. Therefore, we tested the hypothesis that slurry application by sliding shoe or injection leads to larger NO3-N losses via leaching than broadcast application. In a 4-year experiment on cut grassland, we applied N at 0, 160, 240, and 320 kg ha−1 year−1 using four application techniques: in the form of a chemical-synthetic N fertilizer or as cattle slurry applied broadcast, by sliding shoe or shallow injection. We assessed nitrate leaching during winter using suction cups. Additionally, we determined herbage dry matter yields, N offtake, and soil mineral N content to compile N balances for the individual treatments based on these data. Our results show that nitrate leaching during winter did not differ significantly among treatments of N application technique. Nitrate leaching increased significantly with increasing amount of N input, but was on average lower than 16.5 kg N ha−1 for application rates of up to 320 kg N ha−1. Soil mineral N content in autumn was a reasonably good predictor for nitrate leaching, with R2 of 0.65. The proportion of nitrate leaching of positive N surpluses increased in the order broadcast, sliding shoe, injection, and chemical-synthetic N application. Our findings demonstrate that the amount of N input but not the technique of application results in a significant effect on nitrate leaching

Priorities for modelling European grasslands under climate change

201