Grünlanddüngung und Gewässerschutz -

Transkript

1 3. Umweltökologisches Symposium: Wirkungen von Maßnahmen zum Boden- und Gewässerschutz Grünlanddüngung und Gewässerschutz - Versuchsergebnisse aus Bayern Dr. Michael Diepolder & Sven Raschbacher LfL Freising

2 Grünlanddüngung und Gewässerschutz I. Versuchsergebnisse zur Nitratbelastung des Sickerwassers mittels fest installierten Saugkerzenanlagen an zwei Standorten. II. Versuchsergebnisse zu oberflächlichen P- Austrägen bei begüllten Grünlandflächen in Hanglage (fest installierter Dauerversuch)

3 Grünlanddüngung und Grundwasserschutz (Nitrat) Versuchsvarianten und Nährstoffzufuhr Ø Nährstoffzufuhr Variante Schnitte N P 2 O 5 K 2 O S MgO Standort: Spitalhof/Kempten [n a -1 ] [kg ha -1 a -1 ] 1 Ohne N-Düngung kg N/ha aus Viehhaltung ~ 45 ~ 65 3 Wie 2 plus 90 kg N/ha (KAS) ~ 45 ~ 65 4 Wie 2 plus 230 kg N/ha (KAS) ) ~ 45 ~ 65 Standort Puch 1 Ohne N-Düngung kg N/ha aus Viehhaltung ~ 20 ~ 80 3 Wie 2 plus 183 kg N/ha (KAS) ~ 20 ~ 80

4 Bestandszusammensetzung und Erträge (Mittel ) Ø Artenanteile im 1. Aufwuchs Erträge Ort Gräser Kräuter Klee TM Rohprotein Variante [% in der Frischmasse] [dt/ha] [kg RP/ha] Spitalhof 1 (0 N) ,6 b 1428 c 2 (225 N) ,3 b 1630 bc 3 (315 N) ,8 b 1697 b 4 (455 N) ,2 a 2092 a Puch 1 (0 N) ,7 b 660 b 2 (176 N) ,4 b 936 b 3 (359 N) ,4 a 1581 a

5 N-Aufnahme [kg N ha -1 ] Beziehung zwischen N-Düngung und N-Aufnahme 350 Var Var. 1 Var. 2 Var. 3 Var Var. 1 Var. 2 Spitalhof 50 Puch N-Düngung [kg N ha -1 ]

6 Saugkerzenanlage am Spitalhof/Kempten Wetterstation Pumpenhaus Schächte Fotos: LVFZ Spitalhof

7 Mittlere Nitratkonzentration [mg NO 3 l -1 ] Beziehung zwischen dem einfachem N-Saldo und der mittleren Nitratkonzentration im Sickerwasser 20 Var Spitalhof Puch 10 Var. 4 5 Var. 1 Var. 2 Var. 1 Var. 3 0 Var Einfacher N-Saldo [kg N ha -1 ]

8 N-Bilanz und Nährstoffkonzentration im Sickerwasser Nährstoffkonzentrationen Ort N-Bilanz 1) Ø Nitrat Q 90% Ø P Ø S Variante [kg N/ha] [mg/l] Spitalhof 1 (0 N) ,3 c 2,87 0,07 a 1,7 a 2 (225 N) -44 1,1 c 2,07 0,06 a 0,3 b 3 (315 N) 23 3,8 b 11,18 0,05 a 0,4 b 4 (455 N) 92 8,7 a 21,90 0,04 a 0,5 b Puch 1 (0 N) ,1 b 7,7 0,33 a 8,6 a 2 (176 N) -1 4,4 b 12,2 0,32 a 2,3 b 3 (359 N) 79 18,1 a 43,5 0,32 a 2,7 b 1) N-Bilanz = N-Zufuhr minus N-Abfuhr unter Berücksichtigung von N-Verlusten bei Gülledüngung in Anlehnung an die Düngeverordnung (DüV) sowie N-Lieferung durch den Kleeanteil; N-Bilanz = [(Gesamt-N Gülle x 0,824 + N KAS + 4 kg N/ha x % Klee) - N-Abfuhr]

9 Fazit Grünlanddüngung und Grundwasserschutz Die Nitratkonzentrationen im Sickerwasser und damit die N-Frachten können bei fachgerechter, intensiver Grünlandwirtschaft sehr niedrig und auf gleichem Niveau wie bei extensiver Bewirtschaftung liegen. Bei einer (stark) überhöhten Stickstoffdüngung steigt die Gefahr von Austrägen in das Grundwasser jedoch signifikant und deutlich an. Gleiches gilt für die Schwefeldüngung. Standortunterschiede -> ggf. weiterer Forschungsbedarf (?)

10 Grünlanddüngung und Gewässerschutz I. Versuchsergebnisse zur Nitratbelastung des Sickerwassers mittels Saugkerzenanlagen an zwei Standorten. II. 7-jährige Versuchsergebnisse zu oberflächlichen P-Austrägen bei begüllten Grünlandflächen in Hanglage (fest installierter Dauerversuch)

11 Grünlanddüngung und Oberflächengewässerschutz Ergebnisse von Beregnungsversuchen: Intensivniederschläge nach Gülledüngung führen bei hängigem Grünland zu einem starken Anstieg des oberflächlichen P-Austrags. Ungedüngte Randstreifen (5 m) minderten die P- Belastung signifikant. (Diepolder und Raschbacher, 2008)... Trifft dies auch bei natürlichen langjährigen Witterungsbedingungen zu?

12 P-Austrag auf hängigem Grünland ohne und mit einem ungedüngten Randstreifen (fest installierter Dauerversuch) Diepolder/Raschbacher IAB IAB 2b 2c

13 Anlage zur Erfassung der oberflächlichen Nährstoffausträge am Spitalhof/Kempten Parzelle mit Randstreifen Wetterstation Pumpenhaus Parzelle ohne Randstreifen Schächte Abschwemmungsanlage Kippgefäß mit Probenehmer Fotos: LVFZ Spitalhof

14 ø jährliche P-Fracht in g/ha und Jahr Jährliche P-Austräge (Versuchsmittel) g TP DTP aus Starkregenereignissen (Abfluss > 2l/m²) mit vorheriger Gülleausbringung (ø 0,6 Ereignisse/Jahr) Ø Niederschlag 1064 l m - ² a -1 Ø Abfluss 32 l m - ² a -1 Ø TP-Düngung 49 kg ha -1 a PP aus Starkregenereignissen (Abfluss > 2l/m²) mit vorheriger Gülleausbringung (ø 0,6 Ereignisse/Jahr) DTP aus Starkregenereignissen (Abfluss > 2l/m², ø 1,7 Ereignisse/Jahr) Min. TP-Austrag 29 g ha -1 a -1 Max. TP-Austrag 318 g ha -1 a -1 Ø Abflussmengen [l m - ² a -1 ] - Ohne Starkregenereignis 7, PP aus Starkregenereignissen (Abfluss > 2l/m², ø 1,7 Ereignisse/Jahr) DTP ohne Starkregenereignisse (jährlich eine Sammelprobe) Starkregen ohne Gülle 18,6 - Starkregen mit Gülle 6,5 Summe 32, PP ohne Starkregenereignisse (jährlich eine Sammelprobe) Untersuchungszeitraum ( ) Diepolder/Raschbacher IAB IAB 2b 2c

15 Ergebnisse der 4 Parzellen Parameter ohne Randstreifen mit Randstreifen Parzelle Ø Abfluss [l m - ² a -1 ] 48,3 16,5 29,0 35,8 Ø TP-Austrag [g ha -1 a -1 ] Ø TP-Konz. errechnet [μg l -1 ] Untersuchungszeitraum ( ) Diepolder/Raschbacher IAB IAB 2b 2c

16 Mittlere Wirkung des Randstreifens Parameter ohne Randstreifen mit Randstreifen Ø Niederschlag 1064 l m - ² a -1 Ø TP-Düngung 49 kg ha -1 a -1 Ø Abfluss 32 l m - ² a l m - ² a -1 Ø TP-Austrag 177 g ha -1 a -1 a 117 g ha -1 a -1 a Ø TP-Konzentration errechnet 547 μg l μg l -1 Untersuchungszeitraum ( ) Diepolder/Raschbacher IAB IAB 2b 2c

17 Fazit Oberflächenabfluss Hanglage Die Höhe des Wasserabflusses betrug 3% des Niederschlags, die Höhe des P-Austrags lag bei etwa 0,3% des Gülle-P (Gesamt-P). Die Anlage eines 5 m breiten ungedüngten Randstreifens bewirkte eine Reduzierung des jährlichen TP-Austrags um ca. 1/3 gegenüber der Variante ohne den Randstreifen. Dieser deutliche Unterschied konnte jedoch statistisch nicht abgesichert werden. Mehr als 50 % des TP-Austrags stammten bei beiden Varianten aus Starkregenereignissen (Oberflächenabfluss >2 l/m²), vor denen (1-2 Tage) eine Gülleausbringung erfolgte. Im gesamten Versuchszeitraum von 7 Jahren trat dieser Fall nur 4 Mal ein. Bei beiden Varianten bestand der ausgetragene Phosphor zu ca. 75% aus löslichem Phosphor ( Auskämmeffekt, wie bei früheren Beregnungsversuchen).

18 Besten Dank!.. für die Aufmerksamkeit sowie an alle Beteiligten an den Projekten LVFZ Spitalhof/Kempten, Abteilung Qualitätssicherung und Untersuchungswesen, Sachgebiet Versuchswesen und Biometrie, Wasserwirtschaftsamt Kempten