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Nährstoffkreislauf und Stoffflüsse in einem Grünland-Ökosystem

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Die vierjährigen Lysimeteruntersuchungen haben gezeigt, dass von einem regelmäßig bewirtschafteten Grünland (nährstoffärmere Ausbildung einer dreischürigen Frauenmantel-Glatthaferwiese) im allgemeinen keine Gefährdung des Grundwassers mit Nähr- und Schadstoffen ausgeht. Damit werden Untersuchungsergebnisse, die unter anderen klimatischen Bedingungen sowie bei andersartigen Pflanzenbeständen und Bewirtschaftungsmaßnahmen erzielt wurden, bestätigt. Bei nicht mit Stickstoff gedüngten dreischürigen Mähwiesen muss mit einer jährlichen Stickstoff-Auswaschung von weniger als 5 kg Stickstoff pro Hektar gerechnet werden; dies stellt die natürliche bodenbürtige Stickstoff-Basisfracht dar. Der Stickstoff-Austrag erfolgt größtenteils in Form von Nitrat-Stickstoff; auch der organische Stickstoff trägt wesentlich zum Stickstoff-Export bei. Ein geringer CAL-löslicher Kalium-Vorrat im Oberboden (Gehaltsstufe A; sehr niedrig) und eine ständig negative Kalium-Bilanz (mineralische Kalium-Düngung < Entzug durch die Grünlandvegetation) lassen auf einer tiefgründigen carbonatfreien Braunerde mit der Bodenart lehmiger Sand die jährliche Kalium-Auswaschung allmählich auf Werte unter 1 kg Kalium pro Hektar absinken. Ein ausreichend mit Phosphor versorgter Grünlandboden (Gehaltsstufe C im Oberboden) weist sogar bei leicht positiver Phosphor-Bilanz (mineralische Phosphor-Düngung > Entzug durch die Grünlandvegetation) eine geringe jährliche Phosphor-Auswaschung (unter 1 kg Phosphor pro Hektar) auf. Allerdings kann nach Starkregenereignissen die Phosphor-Konzentration im Sickerwasser in 1,5 m Bodentiefe kurzzeitig stark ansteigen und der verstärkte Sickerwasserabfluss kann zu einem erhöhten Phosphor-Austrag führen. Nicht mit Stickstoff gedüngte Grünlandböden weisen einen relativ hohen jährlichen Schwefel-Austrag mit dem Sickerwasser auf; dieser erfolgt überwiegend in Form von Sulfat mit Calcium als wichtigsten begleitenden Kation. Zur Verminderung der Stoffeinträge in das Grundwasser und in Oberflächengewässer sind eine dichte, geschlossene Grasnarbe, eine regelmäßige Schnittnutzung mit Entfernung des Mähgutes und eine langfristig ausgeglichene Stoffbilanz des Grünlandbodens unbedingt erforderlich.

The results of a four-year lysimeter study show, that nutrient leaching losses from a permanent meadow with three cuts per year (Alchemillo monticolae-Arrhenatheretum elatioris) are in general relatively low. This is in accordance with results obtained under different climatic conditions, grassland management, and botanical composition of the sward. From grassland soils, receiving zero nitrogen fertilizer, the annual leaching losses of nitrogen are less than 5 kg nitrogen per hectare. This amount seams to be the natural background load of a permanent meadow with no fertilizer nitrogen. Nitrogen leaching from this grassland ecosystem occurs mainly in the form of nitrate. Also organic nitrogen substantially contributes to an export of nitrogen from the grassland soil. A low content of lactate-soluble potassium in topsoil and a permanent negative potassium budget (potassium input by mineral fertilizer < potassium removal by harvested plant biomass) gradually lead to a very low annual leaching of potassium (less than 1 kg potassium per hectare) from a deep, non-calcareous, freely drained brown earth with a loamy sand texture. From a grassland soil with a sufficient content of lactate-soluble phosphorus in topsoil and s slightly positive phosphorus budget (phosphorus input by mineral fertilizer > phosphorus removal by harvested plant biomass) the annual leaching losses of phosphorus are very low (less than 1 kg phosphorus per hectare). However, after heavy rainfalls the concentration of phosphorus in the seepage water in a depth of 1,5 m can increase for a short time, leading to an enhanced loss of phosphorus with seepage water. Grassland soils, receiving zero nitrogen fertilizer, are characterized by relatively high leaching losses of sulphur, mainly as sulphate accompanied by calcium. In order to minimize the nutrient leaching to groundwater and surface water a tight sward without gaps, an annual mowing with removal of the harvested plant biomass, and a long-term well-balanced soil nutrient budget are necessary.

Bohner, A., Eder, G., Schink, M. (2007): Nährstoffkreislauf und Stoffflüsse in einem Grünland-Ökosystem. 12. Gumpensteiner Lysimetertagung, Bericht HBLFA Raumberg-Gumpenstein, 91-99

 

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