Zusammenfassung Band 36

Wolf, Andreas: Gewässerschonende Landbewirtschaftung in einem Wasserschutzgebiet nordwestlich von Köln unter Berücksichtigung typischer Ackerböden und Feldfrüchte. Bonner Bodenkundl. Abh. 36 (2001), 161 S.

Im Einzugsgebiet der Wassergewinnungsanlagen „Weiler und Langel/Worringen“ der GEW Köln AG stiegen ab den 70er Jahren die Nitratgehalte im Grundwasser innerhalb kurzer Zeit an. Es bestand die Gefahr, dass mittelfristig entweder Versorgungseinrichtungen geschlossen oder teure Aufbereitungsmaßnahmen installiert werden müssten. Vor diesem Hintergrund wurden im Rahmen einer Kooperation zwischen Landwirtschaft und Wasserwirtschaft, dem „Arbeitskreis Ackerbau und Wasser im linksrheinischen Kölner Norden e. V.“, Untersuchungen zur gewässerschonenden Landwirtschaft durchgeführt. Nach Auswahl geeigneter acker- und pflanzenbaulicher Maßnahmen zur Verringerung von Nitrat- und Pflanzenschutzmitteleinträgen erfolgte die  Prüfung der Wirksamkeit dieser Maßnahmen für den Gewässerschutz im Rahmen von Feldversuchen und begleitenden praxisnahen Untersuchungen.

Für die Feldversuche wurden die im Untersuchungsgebiet verbreiteten Parabraunerden aus Löß, zwei Braunerden aus Auenlehm sowie zwei Braunerden aus Flugsand ausgewählt. Letztere weisen hinsichtlich der Verlagerung von Nitrat und Pflanzenschutzmitteln (PSM) teilweise sehr ungünstige Eigenschaften auf (niedrige Feldkapazitäten und hohe Wasserleitfähigkeiten), was sich in erhöhten Nitratgehalten im Grundwasser manifestiert. Nach Bildung von zwei Schlaggruppen mit drei unterschiedlichen Böden wurden zwei Felderfolgen mit jeweils vier Varianten über einen Zeitraum von drei Jahren beobachtet. Parallel zu den im Rahmen dieser Feldversuche durchgeführten Nitrat- und PSM-Untersuchungen in Böden, im Sickerwasser und in den angebauten Kulturpflanzen (Zuckerrüben, Getreidearten) wurde die Entwickung der relevanten
Gewässergüteparameter untersucht.

Folgende Ergebnisse wurden ermittelt:

Die untersuchten Sandböden zeichneten sich nicht nur durch ein geringeres Nitratrückhaltevermögen aus, sondern wiesen auch eine schlechtere Nährstoffverwertung auf. Diese äußerte sich in geringeren Erträgen und erhöhten Nmin-Werten nach der Ernte.
In N-Dünger-bedarfsprognosen werden für Sandböden Aufschläge bei der N-Düngung empfohlen. Diese aus der Sicht der Landwirtschaft ordnungsgemäße Erhöhung ist nicht mit den Zielen des Gewässerschutzes vereinbar, weil durchlässigen Böden mit geringem Ertragspotential höhere Düngergaben zugeordnet werden.

Einen bedeutenden Einfluss auf die winterliche Nitratverlagerung hatten der Erntezeitpunkt sowie der Zeitpunkt und die Intensität der Bodenbearbeitung. Die Reduzierung der Bodenbearbeitung zur Verringerung der N-Auswaschung ist allerdings an eine optimale Witterung gebunden, auf die der Landwirt keinen Einfluss hat.

Das untersuchte Mulchsaatverfahren führte zu einer Zunahme des verfügbaren N für die
Zwischenfrüchte, einer erhöhten N-Aufnahme durch die Zwischenfrüchte und geringeren Nmin-Werten im Spätherbst. Die Mulchsaatrüben entzogen dem Boden deutlich mehr Stickstoff als die Varianten mit konventionellem Zwischenfruchtanbau und der Nitrataustrag konnte im Vergleich zum konventionellen Zwischenfruchtanbau um bis zu 64 % verringert werden.

Das Grundwasser im Wasserschutzgebiet Weiler ist gut vor Verunreinigungen durch Pflanzenschutzmittel geschützt (0,27 % Positivbefunde). Das einzige Oberflächengewässer, der Pulheimer Bach, war hingegen bis 1993 deutlich höher belastet (7,68 % Positivbefunde). Als Haupteintragsquelle wurde ein Kläranlagenablauf identifiziert, in den über die Hofentwässerung offensichtlich Spritzbrühereste und Waschwässer aus der Gerätereinigung eingeleitet worden waren. Ein Teil der gefundenen PSM-Wirkstoffe konnte auf außerlandwirtschaftliche Anwendungen zurückgeführt werden. Ein Ersatz chemischer Pflanzenschutzmittel durch mechanische Maßnahmen ist im Untersuchungsgebiet aufgrund der vorliegenden Ergebnisse weder aus wasserwirtschaftlicher Sicht dringend erforderlich noch unter den derzeit herrschenden agrarpolitischen Rahmenbedingungen realisierbar.

Summary Band 36

Wolf, Andreas: Water Protecting Agriculture Subject to Typical Arable Soils and Field Crops in a Water Reservation Area Northwest of Cologne. Bonner Bodenkundl. Abh. 36 (2001), 161 pp.

In the catchment area of the water extraction system „Weiler and Langel/Worringen“ of the GEW Köln AG, the nitrate levels increased in the ground water rapidly in the 1970`s. The concern was that either the supply systems would have to be closed or expensive processing steps would have to be undertaken. For these reasons, a study in water protecting agriculture has been developed combining the „Arbeitskreis Ackerbau und Wasser im linksrheinischen Kölner Norden e. V.“. After selecting agricultural steps, which show potential decreases in nitrate and pesticide output levels, their effectivness on ground water was studied within a framework of field tests.

Typical soils of the test area, the widespread Luvisols, two Cambisols and two Arenosols were selected for the field tests. The latter ones have the tendency to leach nitrates and pesticides, which are unfavourable characteristics (lower field capacity and higher water conductivity). This manifests in ground water as a high nitrate level. After forming two test groups with three different soils, two crop rotations with four variants each were observed for a period of three years. Simultanously to the field tests, in which nitrate and pesticides were detected in the soils, ground water and in the crops (sugar beets and grain), the development in the respective water quality parameters was measured.

The results were as followed:
The sandy soils, which were studied, did not only show a worse nitrate saving level but also a lower nutrient utilisation level. This was shown in lower yields and a higher Nmin-level after harvesting. According to N-fertiliser prognosis, an increase in N-fertiliser is normally recommended for sandy soils. This defined increase from the agricultural viewpoint is paradox to water protection. This is because porous soils with a low potential for production receive higher fertilizer values. Different harvest times as well as the timing and intensity of soil tillage have an important influence in the winter nitrate levels. The reduction of soil tillage in order to decrease N-seepage is, nevertheless, tied to optimal weather conditions which can not be controlled by the farmers.

The investigated mulch seeding procedure led to an increase in available N for the intermediate crops, a higher N-assimilation through the intermediate crops and a lower Nmin-level in late autumn. The mulch-seeded beets extracted more nitrogen from the soil than the variants with conventional intermediate crops and the nitrate level could be reduced by as much as 64 %. The ground water in the Water Reserve Weiler is well protected against contamination from pesticides (0.27 % positive).
However the only surface water, the Pulheimer Pond, was more polluted till 1993 (7.68 % positive). A waste water treatment plant exit drain in which the polluted water, containing pesticide residues and cleaning water for the farm machinery, was identified as the main source of contamination. Based on the acquired results, a replacement of chemical pesticides with mechanical processes of weed control in the test area is neither necessary from the viewpoint of water supply and distribution nor feasible under the current agrarpolitic conditions.