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Traktor trägt Gülle mit einem Schleppschlauchsystem auf dem Feld aus.

01. Mai 2019

Nitrataustrag ins Grundwasser

Metaanalyse: Empirischer Zusammenhang zwischen N-Bilanzsalden, Herbst-N(min)-Gehalten und dem Nitrataustrag ins Grundwasser (W 201625)
Düngung mit Schleppschläuchen; © Thomas Otto – stock.adobe.com
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 11.2016 - 05.2019

Projektstatus: abgeschlossen

Förderkennzeichen: W 201625

Ziele und Methodik

Um den empirischen Zusammenhang zwischen dem Stickstoffbilanzsaldo, den Herbst-Nmin-Gehalten im Boden und dem Stickstoffaustrag mit dem Sickerwasser zu untersuchen, wurden Boden- und Grundwasseruntersuchungen statistisch ausgewertet. Hierfür wurden solche Untersuchungen ausgewählt, bei denen alle relevanten Parameter an verschiedenen Standorten über mehrere Jahre gemessen wurden. Dabei flossen Daten von sieben Standorten mit Lysimetern, sechs mit Saugsonden und fünf mit Nitrat-Tiefenprofilen ein.

Die Auswertung erfolgte mit der Statistik- und Analyse-Software SPSS und beinhaltete sowohl Korrelations- als auch Regressionsanalysen. Diese wurden auf verschiedenen Ebenen aggregiert, das heißt sowohl standortübergreifend als auch standortspezifisch, sowie auf der Ebene gleicher Bodeneigenschaften bzw. Wasserspeicherkapazität und gleicher Bewirtschaftungsweisen (konventionelle bzw. ökologische Bewirtschaftung).

 

Hintergrund und Ergebnisse

Stickstoff (N) ist der wichtigste Hauptnährstoff für die Pflanzenentwicklung. Ein überhöhtes Angebot durch exzessive Düngung kann allerdings zu einer Auswaschung von Nitrat ins Grundwasser führen. In intensiv landwirtschaftlich genutzten Trinkwassereinzugsgebieten überschreitet die Nitratkonzentration im Rohwasser und in Grundwassermessstellen immer häufiger den von der Trinkwasserverordnung vorgesehenen Grenzwert von 50 mg/l. Im Rahmen einer gewässerschonenden Landbewirtschaftung sollen daher Stickstoffüberschüsse soweit wie möglich reduziert werden. Von der Wasserwirtschaft werden hierfür einzuhaltende Zielwerte gefordert – zum Beispiel für Herbst-Nmin-Werte, die für die Ermittlung des Düngebedarfs relevant sind und den Gehalt an Mineralstickstoff (Nitrat und Ammonium) in der Wurzelzone (0 bis 90 cm) zu Beginn der Sickerwasserbildung im Winterhalbjahr beschreiben.

Im Rahmen der vorliegenden Metaanalyse wurde der empirische Zusammenhang zwischen N-Bilanzsalden (Differenz zwischen Stickstoffzufuhr und -abfuhr im Boden), Herbst-Nmin-Gehalten und dem Nitrataustrag ins Grundwasser statistisch geprüft. In Abhängigkeit der Standortverhältnisse sollten verallgemeinerbare Aussagen und Funktionen zur Abschätzung des Nitrataustrags abgeleitet werden. Die Analysen erfolgten anhand von mehrjährig gemessenen Daten und leicht verfügbaren Standort- und Bewirtschaftungskennwerten (Niederschlag, nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum, Sickerwassermenge, Austauschhäufigkeit des Bodenwassers und Stickstoffbilanzsaldo bzw. Herbst-Nmin-Gehalt).

Die Auswertungen haben gezeigt, dass der Nitrataustrag vorrangig von der Sickerwassermenge abhängig ist. Eine Abschätzung der Nitratkonzentration im Sickerwasser ist weder standortübergreifend noch standortspezifisch möglich. Ebenso wenig lassen gleiche Bodeneigenschaften oder das gleiche Bewirtschaftungssystem einen solchen Rückschluss zu. Schlussendlich liefern Punktmessungen keine aussagekräftige Datengrundlage, um eine standortunabhängige Funktion zur Abschätzung des Stickstoffaustrags oder der Nitratkonzentration im Sickerwasser abzuleiten.

Dennoch ist der N-Saldo ein sehr guter Parameter für die Gewässerschutzberatung, um die gesamtbetrieblichen Stickstoffverluste eines Schlages oder landwirtschaftlichen Betriebes zu erfassen und darauf aufbauend entsprechende Verbesserungsmöglichkeiten abzuleiten. Zudem könnte auf der regionalen Ebene von Einzugsgebieten der flächengewichtete N-Saldo aller landwirtschaftlich genutzten Flächen ein möglicherwiese geeigneter Indikator zur Abschätzung des Stickstoffaustrags ins Grundwasser sein.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an folgenden Ansprechpartner
Dr. Mathis Keller
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-727