Zusammenfassung Band 10

Heyder, D. (1993): Nitratverlagerung, Wasserhaushalt und Denitrifikationspotential in mächtigen Lößdecken und einem Tonboden bei unterschiedlicher Bewirtschaftung.

An verschieden bewirtschafteten Lößstandorten und einem Tonboden wurden Wasserhaushalt, Nitratgehalte und Verlagerungsstrecken des Bodenwassers und der gelösten Inhaltsstoffe Nitrat und Chlorid im Boden und in der ungesättigten Zone unterhalb des Solums bis maximal 12 m Tiefe über einen Zeitraum von 2 Jahren untersucht. Die Gehalte an organischem Gesamt-Kohlenstoff und wasserlöslichem organischem Kohlenstoff sowie der Verlauf der Nitratkurven in der Tiefe und ein Inkubationsversuch sollten Aussagen über Denitrifikation unterhalb des Solums ermöglichen.

An zwei Lößstandorten wurde über zwei Vegetationsperioden mit Tensiometern der Wasserhaushalt bis in 150 cm Tiefe alle 2-3 Tage aufgezeichnet. Die Saugspannungsdaten dienten, in Verbindung mit Witterungsdaten, der Berechnung von Evapotranspiration und Verlagerungsvorgängen. Die berechneten Verlagerungsstrecken stimmten nur teilweise mit den mittels Verlagerung von Nitrat-und Chlorid-Peaks ermittelten Verlagerungsstrecken überein. Für die beiden Standorte Frankenforst und Klein-Altendorf im Raum Bonn wurden für die Untersuchungsjahre 1986 und 1987 jährliche Verlagerungsstrecken von 100 cm bzw. 110 cm gefunden.

Die beiden untersuchten Lößstandorte mit hoher Gülle-Düngung enthielten 41 bzw. 40 kg NO3-N pro ha und 33-cm-Schicht im Mittel in der ungesättigten Zone bis in 6 bzw. 4 m Tiefe und damit rund die vierfache Nitratmenge der beiden nur mineralisch gedüngten Vergleichsparzellen der viehlosen Ackerbaubetriebe. Bei den Gülle-Standorten konnte keine Tendenz zur Abnahme der Nitratmengen mit der Tiefe festgestellt werden. Die hohen Nitratgehalte im ungesättigten Untergrund sind als Folge der nur teilweisen Anrechnung des Gülle-Stickstoffs bei der Düngewirkung zu sehen. Eine ausschließlich mineralisch langjährig überdüngte Versuchsparzelle auf Löß enthielt mit durchschnittlich 73 kg NO3-N pro ha und 33-cm-Schicht bis in 12 m Tiefe die höchsten Nitratmengen. Auch hier zeigte sich keine deutliche Tendenz zur Abnahme der Nitratmenge mit der Tiefe. Sowohl von dieser, als auch von den beiden Gülle-Parzellen sind erhebliche Nitratausträge ins Grundwasser zu erwarten. Beispielhaft wurden für den zweijährigen Untersuchungszeitraum für einen der Gülle-Standorte durchschnittliche jährliche NO3-N-Austräge ins Grundwasser von 123 kg pro ha und für den langjährig mineralisch überdüngten Standort 243 kg errechnet.

Die beiden nur mineralisch konventionell gedüngten Lößstandorte enthielten im ungesättigten Untergrund nur geringe Mengen an NO3-N. Von diesen Standorten ist nur eine geringe Nitratbelastung des Grundwassers zu erwarten.

Auf einem tonigen mäßig begüllten Standort konnten nur geringe Nitratmengen in der ungesättigte Zone gefunden werden. Das wird aber nicht eindeutig als Nachweis einer fehlenden Nitratauswaschung an diesem Standort gewertet, sondern ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß infolge des grundsätzlich unterschiedlichen Versickerungsverhaltens in tonigen Substraten, die angewandte Methodik zur Erfassung der Nitratauswaschung hier nicht geeignet ist.

Ein Bebrütungsversuch mit Bodenproben des Tonstandortes aus Tiefen von 0 bis 266 cm mit und ohne Zugabe von Glucose-C und/oder Nitrat-N bei 30 °C und Wasserübersättigung zeigte, daß bei Zugabe von N und C bei allen untersuchten Proben hohe Denitrifikationraten gemessen werden konnten. Ohne diese Zugabe begrenzten aber unterhalb des Solums sowohl der niedrige Nitratgehalt als auch der niedrige Gehalt an organischer Substanz die Denitrifikation.

Langjährige hohe Gülle- und Stallmist-Düngung führte auf einem Lößstandort im Vergleich zu einem nur mineralisch gedüngten Standort weder zur Erhöhung der Gehalte an organischem Gesamt-Kohlenstoff noch zu höheren Gehalten an wasserlöslichem Kohlenstoff. Damit war der organische Kohlenstoff auch auf diesem Standort der begrenzende Faktor für die Denitrifikation in der ungesättigten Zone. Denitrifikationsvorgänge spielen offenkundig in der ungesättigten Zone von Lößstandorten unterhalb des Solums keine Rolle bei der Verminderung des Nitrataustrags ins Grundwasser.