Carbon storage in soils through grazing - a contribution to climate-neutral milk production?

KUHMUS–Grazing: Reducing greenhouse gas emissions in dairy farming

The European Union is endeavouring to achieve climate neutrality by 2050 at the latest. Milk production is a particular focus of attention as it contributes significantly to the agricultural release of the greenhouse gases (GHGs) carbon dioxide (CO₂) and methane (CH₄). At the same time, however, agricultural soils offer great, as yet underutilised, potential for sequestering atmospheric carbon. Targeted grazing – a central component of grassland management in Bavaria – could promote carbon storage in the soil and thus contribute to reducing GHG emissions from milk production.

However, reliable scientific data on the long-term effect of grazing on humus formation were lacking. Consequently, neither agriculture nor policy could derive targeted measures for climate‑friendly farming. The short‑term project KUHMUS‑Beweidung, funded by the Bavarian State Ministry of Food, Agriculture, Forestry and Tourism (Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Forsten und Tourismus, StMELF), was the first in Bavaria to systematically analyse the influence of grazing on soil carbon storage. Its primary goal was to assess the potential of grazing to lower the greenhouse‑gas (GHG) footprint of milk production in Bavaria. The main focal points of the project were:

1. Analysing the relationships between grazing and carbon storage.
2. Evaluating the soil‑carbon sequestration potential as a contribution to reducing GHG emissions at the farm level.
3. Developing practical recommendations for climate‑friendly grassland management.

For this purpose, soil‑C data were collected on representative Bavarian grassland farms using paired study areas (long‑term grazing vs. non‑grazed areas) and compared with the total farm emissions determined with the LfL climate‑check tool. This allowed calculation of the overall farm‑ and product‑related greenhouse‑gas balance, taking soil‑carbon changes caused by grazing into account.

The project provided highly relevant insights for agricultural practice: 

1. Grazing increased soil carbon storage by 0.3–2.1 t C ha/year compared to mowed areas on all farms studied, with an average increase of 0.9 t C ha/year. 
2. The grazing-induced increase in soil carbon stocks corresponds to 1.0–7.6 t CO₂ equivalents ha/year and thus to approximately 10–75% of the average greenhouse gas emissions of a dairy cow (approx. 10 t CO₂ equivalents per year). 
3. Grazing-induced soil carbon accumulation thus has significant potential to reduce farm-level and product-related greenhouse gas emissions and improves both economic and ecological soil functions.

However, accounting for management-related soil C sinks in the farm’s greenhouse gas balance requires the inclusion of all soil C changes across all farm areas.
Knowledge transfer took place through numerous presentations aimed at stakeholders and practitioners, some of which drew audiences of over 100 people.

In view of the huge importance of soil organic carbon for both economical and ecological soil functions and soil health, a grazing-induced soil organic carbon sequestration is highly desirable also besides its greenhouse gas sink function in order to facilitate sustainable grassland management in Bavaria in coming decades.

Funding period: 2024/12/01 – 2025/11/30

Funded by: Bavarian State Ministry of Food, Agriculture, Forestry and Tourism (Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Forsten und Tourismus, StMELF)

KUHMUS-Beweidung: Treibhausgasreduktion in der Milchviehhaltung

Die Europäische Union strebt an bis spätestens 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Die Milchproduktion steht dabei besonders im Fokus, da sie maßgeblich zur landwirtschaftlichen Freisetzung der Treibhausgase (THG) Kohlendioxid (CO₂) und Methan (CH₄) beiträgt. Gleichzeitig bieten landwirtschaftliche Böden jedoch ein großes, bislang ungenutztes Potenzial zur Bindung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre. Eine gezielte Beweidung – ein zentraler Bestandteil der Grünlandbewirtschaftung in Bayern – könnte die Kohlenstoffspeicherung im Boden fördern und so zur Reduzierung der THG-Emissionen aus der Milchproduktion beitragen.

Es fehlten jedoch zuverlässige wissenschaftliche Daten über die langfristigen Auswirkungen der Beweidung auf die Humusbildung. Folglich konnten weder die Landwirtschaft noch die Politik gezielte Maßnahmen für eine klimafreundliche Landwirtschaft ableiten. Das vom Bayerischen Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Forsten und Tourismus (StMELF) geförderte Kurzzeitprojekt KUHMUS-Beweidung war das erste in Bayern, das den Einfluss der Beweidung auf die Kohlenstoffspeicherung im Boden systematisch untersuchte. Sein vorrangiges Ziel war es, das Potenzial der Beweidung zur Senkung des Treibhausgas-Fußabdrucks der Milchproduktion in Bayern zu bewerten. Die Schwerpunkte des Projekts waren:

1. Analyse der Zusammenhänge zwischen Weidewirtschaft und Kohlenstoffspeicherung.
2. Bewertung des Potenzials zur Kohlenstoffbindung im Boden als Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen auf landwirtschaftlichen Flächen.
3. Erarbeitung praktischer Empfehlungen für eine klimafreundliche Grünlandbewirtschaftung.

Zu diesem Zweck wurden Boden-C-Daten auf repräsentativen bayerischen Grünlandbetrieben anhand von gepaarten Untersuchungsflächen (Langzeitweideflächen vs. nicht beweidete Flächen) erhoben und mit den mit dem LfL-Klima-Check-Tool ermittelten Gesamtemissionen des Betriebs verglichen. Dies ermöglichte die Berechnung der betrieblichen und produktbezogenen Treibhausgasbilanz unter Berücksichtigung der durch Beweidung verursachten Veränderungen des Bodenkohlenstoffs.

Das Projekt lieferte hoch relevante Erkenntnisse für die landwirtschaftliche Praxis:

1. Beweidung hat in allen untersuchten Praxisbetrieben den Bodenkohlenstoffspeicher im Vergleich zu Schnittflächen erhöht um 0,3-2,1 t C pro ha und Jahr, im Mittel um 0,9 t C pro Jahr.
2. Die beweidungsbedingt erhöhten Boden-C-Speicher entsprechen 1,0 bis 7,6 t CO₂-Äquivalente pro ha und Jahr und damit etwa 10-75 % der mittleren Treibhausgas-Emissionen einer Milchkuh (ca 10 t CO₂-Äquivalente pro Jahr).
3. Beweidungsbedingter Bodenkohlenstoffaufbau hat somit ein erhebliches Minderungspotenzial für betriebliche und produktbezogene Treibhausgasemissionen und verbessert ökonomische wie ökologische Bodenfunktionen.

Eine Berücksichtigung von bewirtschaftungsbedingten Boden-C-Senken für die betriebliche Treibhausgasbilanz erfordert jedoch die Berücksichtigung sämtlicher Boden-C-Veränderungen auf allen Betriebsflächen.
Der Wissenstransfer erfolgte über zahlreiche an Stakeholder und Praktiker gerichtete Vorträge mit teils über 100 Zuhörern.

Aufgrund der überragenden Bedeutung von C_org für ökonomische wie ökologische Bodenfunktionen und Bodengesundheit ist Boden-C-fördernde Grünlandwirtschaft auch jenseits der betrieblichen Treibhausgasbilanz erstrebenswert, um das bayerische Grünland auch in Zukunft produktiv und nachhaltig bewirtschaften zu können.

Förderzeitraum: 1. Dezember 2024 – 30. November 2025

Gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Forsten und Tourismus (StMELF)