Gewässerbelastungen durch diffuse Nährstoffeinträge

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Gewässerbelastungen durch diffuse Nährstoffeinträge

Fachgespräch

„Nährstoffe“

05.04.2018 Bernburg

Dr. N. Tauchnitz

Zentrum für Acker- und Pflanzenbau

Dezernat Agrarökologie

Anforderungen an die Landwirtschaft

im Hinblick auf eine Reduzierung von

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§24 von 80 GWK

Zustandsbewertung 2013, Quelle LHW

Fachgespräch

„Nährstoffe“

05.04.2018 Bernburg

Dr. N. Tauchnitz

Grundwasserkörper (GWK) in einem schlechten chemischen Zustand aufgrund von Nitrat

N-Bilanzen nach DüV (2007-2009)

vor allem Nitratbelastung GW in Lößregion, d.h. Böden mit:

- hoher Wasserspeicherfähigkeit - geringen Sickerwasserraten

N-Überschuss in kg/ha

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Fachgespräch

„Nährstoffe“

05.04.2018 Bernburg

Dr. N. Tauchnitz

Besonderheiten Lößböden

§ hohe N-Nachlieferung aus organischem N-Pool

§ z.T. sehr lange Verweilzeiten des Sickerwassers im Boden

Bewirtschaftung wirkt sich nicht unmittelbar kurz- bzw. mittel- fristig auf Grundwasserqualität aus

§ Anreicherung von N im Unter- boden aufgrund geringer Sicker- wasserraten

§ bei ausreichender Bodenfeuchte

und C-Verfügbarkeit Potential

zum mikrobiellen Nitratabbau

vorhanden

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Dr. N. Tauchnitz

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

30 32 33 34 35 36 37 38 39 46 47 49

[% der Einzeljahre]

BDF

Zunahme Nmin Abnahme Nmin

Unterschied zwischen Herbst- und Frühjahrs-Nmin (0-90 cm) der Bodendauerbeobachtungsflächen

(BDF) -Lößböden

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Dr. N. Tauchnitz

y = 51,144x + 22,052 R² = 0,5129

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Herbst-Nmin (0-90) [kg/ha]

Corg [%]

Sandboden Lößboden

Langjähriger Zusammenhang zwischen

organischem Kohlenstoff-Gehalt und Herbst-Nmin

• Böden mit hohem Gehalt an leicht zersetzbarer organischer Bodensubstanz (OBS)

→ sehr starke Netto-Mineralisation (4 % der aktuellen OBS)

• jährliche Netto-N-Mineralisationsrate von Schwarzerden:

75 bis 160 kg N/ha (Amberger, 1996)

• Berücksichtigung N-Nachlieferung OBS bei der Düngung

• Erhalt der OBS (Bodenfruchtbarkeit, N-Immobilisierung)

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- standortspezifisch angepasst

(Berücksichtigung N-Nachlieferung, -REPRO)

- ganzjährige Bodenbedeckung

- Zwischenfrüchte zur Speicherung von Nitrat und Erosionsschutz

- Reduzierte Bodenbearbeitung

(Erosionsschutz, Minimierung von Mineralisationsschüben)

- Steigerung der Nährstoff-Effizienz durch wurzelnahe Applikation und Depot-Düngung

Dr. N. Tauchnitz

Düngemanagement

Fruchtfolge

Bodenbearbeitung

Ausbringungstechnik

Maßnahmen zur Minimierung der Gewässerbelastung (N)

Organischer N Pool

Bildquelle: UBA

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Dr. N. Tauchnitz

Maßnahmen zur Minimierung der Gewässer- belastung (P) –vorsorgender Erosionsschutz

landwirtschaftliche Bodennutzung

Landschaftsstruktur/

Landeskultur

§ möglichst ganzjährige Bodenbe- deckung und Erhalt einer guten Bodenstruktur

− reduzierte Bodenbearbeitung (Strip- Till, Mulchsaat, Direktsaat)

− Zwischenfrüchte, Fruchtarten- diversifizierung

− Humuserhalt, Kalkung

§ Verkürzung erosiver Hanglängen

§ Teilung von übergroßen Schlägen

§ Erhalt bzw. Schaffung von Retentionsflächen

− z.B. Tiefenlinienbegrünung,

Filterstreifen (Greening?), Quer- riegel, Querbewirtschaftung

Direktsaat

Tiefenlinienbegrünung

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Dr. N. Tauchnitz

Fruchtartendiversifizierung: 91.800 ha

Direktsaat: 860 ha

Blüh- / Schonstreifen, z.T. ÖVF: 3.308 ha Zwischenfrucht, z.T. ÖVF: 48.000 ha

Brache als ÖVF: 25.000 ha

Agrarumwelt- und Klimamaßnahmen

Mulchsaat wird nicht mehr gefördert

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Dr. N. Tauchnitz

Pilotprojekt Querfurter Platte (SAL GW 014)

− JKI-Demonstrationsvorhaben „Indikatoren zur

Früherkennung von Nitrat-Frachten im Ackerbau“

− 12 Modellbetriebe

− Nmin-Monitoring Testflächen, Tiefenbohrungen, N-Bilanzierung

standortangepasstes Düngemanagement

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Dr. N. Tauchnitz

Steigerung der N-Effizienz in der Düngung

§ DBU-Kooperationsprojekt (2013-2016)

Verbesserung N-Effizienz bei Gülle-Ausbringung durch Anwendung des Gülle-Strip-Till-Verfahrens (Einsparung von Mineraldünger)

Agrar-Genossenschaft

„Altmärkische Höhe“ eG Lückstedt

wurzelnahe Gülle-Ausbringung Streifenbearbeitung-strip-tillage

+

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Dr. N. Tauchnitz

Ergebnisse DBU-Projekt Gülle-Strip-Till

− 3 Versuchsjahre, 3 Standorte in Sachsen-Anhalt

− Strip-Till-Varianten

ü geringere N-Verlagerung in den Unterboden (Nitrat-Auswaschung ↓)

ü geringere Ammoniakverluste

ü tendenziell höhere Erträge und N-Entzüge

ü höhere N-Verwertungseffizienz

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Dr. N. Tauchnitz

Steigerung der N-Effizienz in der Düngung

§ BLE-Kooperationsprojekt (2016-2019)

Verbesserung N-Effizienz bei Harnstoffdüngung durch N-Stabilisierung und wurzelnahe Platzierung

(STAPLARES)

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Lachgas-Verluste einer Schwarzerde (Bernburg-Strenzfeld)

-40 -20 0 20 40 60 80 100 120

13.09.2016 27.09.2016 11.10.2016 01.11.2016 15.11.2016 29.11.2016 13.12.2016 17.01.2017 30.01.2017 14.02.2017 28.02.2017 10.03.2017 17.03.2017 24.03.2017 31.03.2017 07.04.2017 18.04.2017 25.04.2017 02.05.2017 09.05.2017 16.05.2017 23.05.2017 06.06.2017 21.06.2017 04.07.2017 18.07.2017 01.08.2017 15.08.2017 29.08.2017 12.09.2017

N₂O-N [µg/m²*h] Kontrolle Harnstoff

Düngung 27.03.2017

Bodenbearbeitung 16.08.2017

STAPLARES- Projekt

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Jahre NO₃-N (kg/ha*a)

Schwarz- brache

mehrjähr.

Luzernegras

ZWF_abfr. ZWF_Umbr. Konventionell

ohne ZWF

2010 138 27 93 79 62

2011 372 18 67 74 182

2012 247 0 0 2 73

2013 307 143 171 145 202

2014 106 0 9 4 14

Mittel 234 37 68 61 107

Nitrat-Auswaschung unter legumen Zwischenfrüchten (ZWF) in Maisfruchtfolgen

(Lysimeterversuche UFZ-Falkenberg)

− Reduktion der Nitrat-Auswaschung durch Integration von Zwischenfrüchten in Maisfruchtfolgen

Gewässerbelastungen durch diffuse Nährstoffeinträge