No detrimental effects of delayed mowing or uncut grass refuges on plant and bryophyte community structure and phytomass production in low-intensity hay meadows

- We tested the effects of alternative mowing regimes on plant-bryophyte communities.
- Neither plant-bryophyte diversity nor hay yield differed between mowing regimes.
- Forage quality and cutting frequency were reduced under delayed mowing.
- Previous studies showed that delayed mowing benefits invertebrates.
- New AES financial incentives are needed for compensation of delayed mowing.

To maintain European semi-natural grasslands, agri-environment schemes (AES) have been established in many countries but their biodiversity benefits have remained limited. We tested the effects of three new mowing regimes designed to benefit biodiversity in extensively managed meadows across the Swiss lowlands. Our experimental treatments mimicked easily implementable farming practices. We previously showed that invertebrates benefit from delayed mowing and leaving an uncut grass refuge. Here we focus on the effects on plant and bryophyte communities.We compared the standard AES practice (earliest mowing on June 15, no fertilizer input, but no restriction on number of cuts) to three alternative mowing regimes: (i) earliest mowing delayed by one month, (ii) maximum of two cuts per year with at least eight weeks in between, and (iii) leaving an uncut refuge on 10-20% of the meadow area in 12 study areas in the Swiss lowlands. We also tested for the interactive effects of ambient temperature, precipitation, elevation, meadow size, local forest cover, time since AES registration, and phytomass production.After five years of application, we found no difference in the effects of mowing regimes on vascular plant or bryophyte species richness, community composition, phytomass, flowering phenology or average plant height (the latter two indices were derived from the literature). However, cutting frequency and hay nutritional quality (C:N and Ca:P ratios) were lower under delayed mowing. Vascular plant and bryophyte species richness as well as forage quality were negatively related to phytomass, while the latter was positively related to mean summer temperature and negatively to time since AES registration.We conclude that supporting invertebrate biodiversity with alternative mowing regimes has no detrimental effects on the vascular plants and mosses, while the reduced forage quality calls for additional financial compensation of the farmers adopting these agri-environment schemes.

ZusammenfassungIn Europa wurden Agrarumweltprogramme zur Förderung und zum Erhalt von Dauergrünländern etabliert. In den grundsätzlichen Richtlinien des Vertragsnaturschutzes fehlen jedoch meist konkrete Bewirtschaftungsempfehlungen. Auch die Wirkung der nutzungsgebundenen Instrumente zur Erreichung von Umweltzielen und dem Biodiversitätsschutz bleiben weitgehend unerforscht. Am Beispiel von extensiv genutzten Wiesen des Schweizer Mittellandes untersuchten wir deshalb drei alternative Mahdregime, die zur Förderung der Biodiversität konzipiert wurden und in der landwirtschaftlichen Praxis einfach umsetzbar sind. Eine frühere Studie auf diesen Wiesen zeigte bereits positive Auswirkungen einer späten Mahd sowie von temporär ungemähten Streifen auf die Diversität von Invertebraten. In der vorliegenden Studie untersuchten wir Gefäβpflanzen und Moose auf extensiven Wiesen in 12 Regionen des Schweizer Mittellandes, die nach der Standard-Nutzungsauflage bewirtschaftet wurden (Mahd ab 15. Juni, keine Düngung, keine Beschränkung Anzahl Schnitte) mit jenen auf Wiesen, die (1) einen Monat später, (2) höchstens zweimal, jedoch zeitlich mindestens acht Wochen versetzt und (3) die auf einer Fläche von 10 bis 20% der Wiesen temporär nicht gemäht wurden. Fünf Jahre nach Beginn des Experiments unterschieden sich die Wiesen nicht bezüglich ihrer Gefäβpflanzen- und Moosvielfalt und - zusammenstzung, Biomasseproduktion, Phänologie und mittlerer Pflanzenhöhe. Die Biomassequalität (C:N- und Ca:P-Verhältnis) war jedoch signifikant niedriger in den einen Monat später gemähten, als in den übrigen Wiesen. Die Gefäβpflanzen- und Moosvielfalt, sowie die Biomassequalität zeigten eine negative Beziehung zur Produktivität. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die alternativen, für Invertebraten förderlichen Mahdregime Gefäβpflanzen und Moose nicht beeinträchtigen. Aufgrund der reduzierten Biomassequalität von später gemähten Wiesen sollten Landwirte, die dieses Mahdregime anwenden, zusätzliche finanzielle Anreize erhalten.