Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Kurzumtriebsplantage zu Acker: Bewertung der C-Senkenfunktion im Boden, der Umweltwirkung, der Ertragsfähigkeit und der Bodenqualität nach dem Umbruch; Teilvorhaben 2: Messungen und Bewertung zu C, N-Verlusten und Bodenqualität - Akronym: PostKUP

Anschrift
Gutachterbüro TerrAquat, Dr. Wolf-Anno Bischoff
Schellingstr. 43
72622 Nürtingen
Projektleitung
Dipl.-Geoökol. Andreas Schwarz
Tel: +49 7022 93195-27
E-Mail schreiben
FKZ
2219NR440
Anfang
15.02.2020
Ende
14.11.2023
Ergebnisverwendung
Die mit den SIA gemessene Nitrat-N-Auswaschung war in beiden Messjahren auf allen drei Teilflächen in Potsdam mit 1-7 kg N ha-1 sehr gering. Auf den KUP-Flächen lagen große Mengen abgestorbener Wurzelmasse mit weitem C/N-Verhältnis vor, zu deren Abbau N benötigt wurde. Daher war die Nitratauswaschung unter den beiden KUP-Flächen deutlich geringer als in der Referenz. Die KUP führen nach Rodung zu einer Verringerung der Nitratauswaschung ins Grundwasser. Mit dem neu entwickelten NITROM (Nitrat-Online-Messgerät) können Nitrat und DOC zum Zeitpunkt der Probenahme und ohne Einsatz von Chemikalien in der Bodenlösung quantifiziert werden. Im Perkolationsversuch an ungestörten Bodensäulen sank die Nitratauswaschung aus dem Oberboden von ca. 200 mg N L-1 in drei Wochen auf ca. 25 mg N L-1. Die Konzentrationen der Referenz lagen deutlich über denen der KUP. Die Konzentrationen an gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC = dissolved organic carbon) waren durch C-Freisetzung aus dem Wurzelabbau in der KUP mit ca. 20 mg C L-1 etwa doppelt so hoch wie in der Referenz. Auch sie nahmen ab, nachdem rasch mineralisierbares Material zersetzt worden war. V.a. für Potsdam konnte gezeigt werden, dass die ehemaligen KUP-Standorte nach Umbruch sowohl in Bezug auf bodenchemische Eigenschaften (Nährstoffspeicherfähigkeit und Nährstoffgehalte, pH-Wert) als auch auf bodenphysikalische Eigenschaften (hydraulische Leitfähigkeit, Porendichte, Trockenrohdichte) eine Verbesserung gegenüber der Referenz besitzen. Eine deutliche Erhöhung der Porosität konnte mit einer neu entwickelten Methode zur Auswertung Bodenschnitten nachgewiesen werden, was zu einer besseren Durchlüftung und einer höheren Durchwurzelbarkeit geführt hat. Diese Verbesserungen der Standorteigenschaften war über zwei Jahre stabil und in einem agronomisch relevanten Umfang. Es konnte ein Humusaufbau und somit eine C-Speicherung von ca. 2,5 t ha-1 berechnet werden.
Aufgabenbeschreibung
Das Hauptziel des Gesamtprojektes war es, innerhalb von zwei Jahren nach dem Umbruch das Kohlenstoffspeicherpotential, die Bodenqualität und relevante Einflüsse auf Umwelt und landwirtschaftliche Produktion der ehemaligen Kurzumtriebsplantagen (KUP-) zu quantifizieren und zu bewerten. Teilvorhaben 2 befasste sich mit den Umweltwirkungen nach Rodung einer KUP. An zwei Standorten (Potsdam und Großthiemig) wurden Flächen, die langjährig als KUP mit Pappeln bewirtschaftet wurden, umgebrochen und als Ackerfläche mit Mais rekultiviert. Mit verschiedenen Methoden wurden die C- und N-Verluste mit dem Sickerwasser innerhalb von zwei Jahren nach der Rodung zweier KUP mit unterschiedlicher Rotationslänge sowie einer ackerbaulich genutzten Referenz in Potsdam erfasst. Zur Bewertung der Bodenqualität wurden in Potsdam und Großthiemig direkt nach der Rodung sowie ein und zwei Jahre danach umfangreiche bodenchemische und -physikalische Parameter auf KUP- und Referenzflächen erfasst. Zur Quantifizierung der Nitrat- und DOC-Auswaschung im Sickerwasser eines Säulenversuchs wurde das Nitrat-Online-Messsystem (NITROM) weiterentwickelt. Es sollten folgende Hypothesen geprüft werden: • Ein längerer Rotationszyklus führt zu höherer und längerer Speicherung von Kohlenstoff im Unterboden nach Umbruch einer KUP in Ackerland. • Trotz des intensiven Eingriffs beim Umbruch von KUPs sind die ertragsbestimmenden Bodeneigenschaften (Bodenqualität) gegenüber dauerhaftem Ackerbau verbessert. • Auf den KUP-Folgeflächen profitieren die annuellen Kulturen insbesondere von einer nachhaltig verbesserten Unterbodenstruktur aufgrund der ehemals tiefen Durchwurzelung, die sich positiv auf die aktuelle Durchwurzelung und damit auf Wasser- und Nährstoffaufnahme und somit auf die Erträge und Ertragssicherheit auswirkt.

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