Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines \u00fcbertragbares Verfahren zur Betreuung von Wasserschutzgebieten, das in der Praxis genutzt werden kann. Durch die kombinierte Anwendung von Analytik und Computersimulation auf sogenannten Indikatorschl\u00e4gen, deren Standorteigenschaften repr\u00e4sentativ f\u00fcr eine Vielzahl von Fl\u00e4chen innerhalb des betrachteten Wasserschutzgebietes sind, k\u00f6nnen Beratungsstrategien entwickelt und D\u00fcngerempfehlungen berechnet werden. Ziel dieser Strategien ist die Reduzierung des Nitratinputs in das Grundwasser.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEine wesentliche Aufgabe dieses Projektes war es, das vorhandene Programmpaket EXPERT-N so umzustrukturieren, da\u00df es f\u00fcr die Simulation einer gro\u00dfen Anzahl von Einzelschl\u00e4gen verwendet werden kann. Dazu mu\u00dfte eine neue Datenbankstruktur erschaffen werden, die als Schnittstelle zwischen Anwender und dem Programm EXPERT-N fungiert. Das Programm und die Datenbank mu\u00dften dahingehend ver\u00e4ndert werden, da\u00df das Einlesen und die Simulation gro\u00dfer Datenmengen m\u00f6glich wird und da\u00df eine graphische Ausgabe auch \u00fcber ein GIS-Programm erfolgen kann. F\u00fcr den Einsatz zur Wasse-schutzgebietsberatung waren Modifikationen in folgenden Programmbereichen erforderlich: Datenmanagement, Programmsteuerung, Erweiterung der Funktionsbibliothek und Visualisierung der Simulationsergebnisse. Zum Einsatz von EXPERT-N wurde ein Wasserschutzgebiet in Neuwied herangezogen. Verteilt \u00fcber das Wasserschutzgebiet wurden ca. 20 sogenannte Indikatorschl\u00e4ge eingerichtet, die zur Charakterisierung des gesamten Wasserschutzgebietes dienten. Die Auswahl dieser sogenannten Indikatorschl\u00e4ge erfolgte nach folgenden Kriterien: Geographische Lage, Erfassung aller wichtigen Bodenty-pen, Erfassung aller gr\u00f6\u00dferen Betriebe. Auf diesen Indikatorschl\u00e4gen wurden die bodenphysikalischen Untersuchungen durchgef\u00fchrt und monatlich Nmin-Proben gezogen, um EXPERT-N zu kalibrieren. Alle anderen Schl\u00e4ge (ca. 500 St\u00fcck) wurden zur Simulation f\u00fcr die Erstellung einer fl\u00e4chendeckenden D\u00fcngeempfehlung einem dieser Bodentypen zugeordnet. Weiterhin wurde eine Wetterstation mittem im Wasserschutzgebiet eingerichtet, \u00fcber die die Tageswerte der wichtigsten klimatischen Kenngr\u00f6\u00dfen erfa\u00dft wurden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Aus Sicht des Anwenders hat sich Expert-N als ein geeignetes Instrument erwiesen, eine Vielzahl von Schl\u00e4gen z.B. im Rahmen eines Wasserschutzprojektes zu simulieren. Die Dateneingabe mit Hilfe der neu entwickelten Datenbank erm\u00f6glicht die Eingabe von Bewirtschaftungsdaten auch f\u00fcr Personen, die nicht mit dem Programm vertraut sind. Eine wichtige Hilfsgr\u00f6\u00dfe stellt der Import von Wetter- und Me\u00dfdaten dar. Der Zeitaufwand f\u00fcr die Dateneingabe kann, gerade wenn mehrere Wetterstationen ber\u00fcck-sichtigt werden m\u00fcssen, wesentlich reduziert werden. Als Voraussetzung f\u00fcr die Abarbeitung einer Vielzahl von Schl\u00e4gen ist die M\u00f6glichkeit geschaffen worden, eine Vielzahl von Simulationsschl\u00e4gen in Projekten zusammenzufassen. Einzelne Betriebe oder aber auch das ganze Wasserschutzgebiet k\u00f6nnen in ein Projekt zusammengefa\u00dft und anschlie\u00dfend mit Hilfe von ArcView visualisert werden.
\nMit Hilfe von EXPERT-N konnten den Landwirten im Wasserschutzgebiet der Unterschied verschiedener Fruchtarten und eine falsche Bewirtschaftung einer Zwischenfrucht im Hinblick auf den Wasserschutz, d.h. auf die Verlagerung von Nitrat unterhalb von 90 cm Bodentiefe demonstriert und erkl\u00e4rt werden. Auch konnten verschiedene Zeitr\u00e4ume, in denen die Gefahr einer Nitrat-Auswaschung am gr\u00f6\u00dften ist, festgelegt werden.
\nEXPERT-N konnte erfolgreich zur Berechnung der Fr\u00fchjahrsgehalte von Nitrat und damit zur Berechnung der D\u00fcngeempfehlung im Wasserschutzgebiet verwendet werden. Ann\u00e4hernd die H\u00e4lfte der Fl\u00e4che des Wasserschutzgebietes wurde mit der Simulation abgedeckt. Der Vorteil der Simulation gegen\u00fcber Me\u00dfwerten besteht darin, da\u00df das aktuelle Wettergeschehen bis kurz vor Ausgabe der D\u00fcngerempfehlung durch die Simulation ber\u00fccksichtigt werden kann. Es konnte gezeigt werden, da\u00df dadurch die Aktualit\u00e4t der D\u00fcngeempfehlung gegen\u00fcber der D\u00fcngeempfehlung auf Grund von gemessenen Werten zu bevorzugen ist.
\nIn dieser Hinsicht ist anzumerken, da\u00df ein erfolgreicher Einsatz von EXPERT-N entscheidend von der vollst\u00e4ndigen und richtigen Datenerfassung f\u00fcr die einzelnen Schl\u00e4ge abh\u00e4ngt. Fehlende oder falsche Fruchtartenangaben (die im Wasserschutzgebiet leider immer wieder vorkommen) oder falsche und fehlende Angaben zur Stickstoffd\u00fcngung k\u00f6nnen die Simulationsergebnisse ad absurdum f\u00fchren.
\nAuf folgenden Gebieten halten wir eine Weiterentwicklung der Arbeiten f\u00fcr w\u00fcnschenswert.
\nEin Import von Betriebs- und Bewirtschaftungsdaten in einem festen Datenformat, analog zum Import von Wetter- und Me\u00dfdaten erscheint uns als sinnvolle und notwendige Erweiterung. Wenn gro\u00dfe Projekte, w.z.B. ein komplettes Wasserschutzgebiet \u00fcber mehrere Jahre mit Hilfe von EXPERT-N betreut werden sollen, ist die j\u00e4hrlich notwendige Neueingabe wichtiger Daten sehr zeitaufwendig (f\u00fcr das Was-serschutzgebiet Neuwied sind dies Daten f\u00fcr ann\u00e4hernd 600 Schl\u00e4ge). Da die Datenerfassung vor Ort beim Landwirt \u00fcber z.B. EXCEL-Dateien durch einen Au\u00dfendienstmitarbeiter erfolgt, m\u00fcssen diese Daten nochmals von Hand in die EXPERT-N Datenbank eingegeben werden.
\nAm dringendsten erscheint uns die Weiterentwicklung im Bereich des Pflanzenmodells. Eine Kalibrierung des Pflanzenmodells ist bisher nur f\u00fcr den Winterweizen durchgef\u00fchrt worden. Bei anderen Fruchtarten bleibt die Unsicherheit bestehen, ob das Wachstum und damit der Nitrat-Entzug aus dem Boden richtig erfasst wird. Verl\u00e4\u00dfliche Daten f\u00fcr die eigentliche Vegetationsperiode von April bis Juli, August sind nur f\u00fcr den Winterweizen zu erwarten. Me\u00dfdaten auf den Indikatorschl\u00e4gen zeigen, da\u00df es in dieser Zeitperiode vor allem nach der D\u00fcngung (Mais, Zuckerr\u00fcben, Kartoffeln, Sonnenblumen) bei starken Niederschlagsereignissen zu einer Nitrat-Auswaschung kommen kann. Vor allem in Hinblick auf die Beratung w\u00e4re es daher w\u00fcnschenswert, diese Auswaschungsgefahr den Landwirten mit Hilfe der Simulation verdeutlichen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse zeigen, da\u00df das Programmpaket EXPERT-N sinnvoll zur Betreuung und Beratung in einem Wasserschutzgebiet eingesetzt werden kann. Die notwendigen Voraussetzungen hinsichtlich der Datenein- und -ausgabe wurden in diesem Projekt geschaffen. Mit Hilfe von EXPERT-N konnten kritische Fruchtarten und kritische Zeit\u00e4ume f\u00fcr eine Verlagerung von Nitrat unterhalb der Durchwurzelungsschicht ermittelt werden. Auch wurde EXPERT-N verwendet um f\u00fcr gro\u00dfe Teile des Wasserschutzgebietes D\u00fcngeempfehlungen zu berechnen. Der Einsatz von EXPERT-N ist eng an eine Person gekn\u00fcpft, die den Kontakt zu den Landwirten pflegt. Nur in Zusammenarbeit mit den Landwirten und der damit verbundenen vollst\u00e4ndigen Datenerfassung ist ein sinnvoller Einsatz von EX-PERT-N m\u00f6glich.
\nW\u00fcnschenswert w\u00e4re eine Weiterentwicklung bzw. Kalibrierung des bestehenden Pflanzenmodells f\u00fcr weitere Kulturpflanzen, um das Einsatzgebiet von EXPERT-N erweitern zu k\u00f6nnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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