Bilanzierung des sickerwassergebundenen Nitrataustrages unter Gr\u00fcnland- und Futterbausystemen<\/p>\n
Die Europa\u00cc\u02c6ische Wasserrahmen-Richtlinie fordert seit ihrer Einfu\u00cc\u02c6hrung im Jahr 2000 eine Umsetzung von Ma\u00c3\u0178nahmen, um eine gute Wasserqualita\u00cc\u02c6t in allen Wasserko\u00cc\u02c6rpern in ganz Europa zu erreichen bzw. sicherzustellen. Die derzeitige Situation in Deutschland zeigt deutlich, dass weitere Ma\u00c3\u0178nahmen notwendig sind. Insbesondere eine genauere Bestimmung der Verluste an Nitrat-Stickstoff wird aufgrund der hohen Schwankungsbreite hinsichtlich mineralischer und\/oder organischer Du\u00cc\u02c6ngung, der Anteile von Erntemasse und -ru\u00cc\u02c6cksta\u00cc\u02c6nden bzw. der damit verbundenen C- und N-Transformationsprozesse in Boden und Pflanze beno\u00cc\u02c6tigt. Die Nitratauswaschung unter landwirtschaftlich genutzten Bo\u00cc\u02c6den ist daher der dominierende Vorgang eines unerwu\u00cc\u02c6nschten Stickstoffverlustes, insbesondere unter wintermilden, humiden Witterungs- bedingungen und in ku\u00cc\u02c6nstlichen Drainagen. Daher stellte sich die Frage, ob eine fundierte, realita\u00cc\u02c6tsnahe Beschreibung aller relevanten Prozesse in Pflanze und Boden zu aussagekra\u00cc\u02c6ftigen Resultaten fu\u00cc\u02c6r die Nitratauswaschung unter Beru\u00cc\u02c6cksichtigung verschiedener Ursachen fu\u00cc\u02c6r Unsicherheiten fu\u00cc\u02c6hrt.<\/p>\n
Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde (I) die generelle Anwendbarkeit des prozessbasierten Modells CoupModel (Jansson und Karlberg, 2010) zuna\u00cc\u02c6chst fu\u00cc\u02c6r ein Basisszenario in Form einer tempora\u00cc\u02c6ren Rotklee-Zwischenfrucht (eingesa\u00cc\u02c6t in einen Winterweizen-Bestand) ohne die Beru\u00cc\u02c6cksichtigung von Unsicherheiten hervorgerufen durch die Modellparametrisierung u\u00cc\u02c6berpru\u00cc\u02c6ft. Diese Untersuchung beinhaltete neben einer manuellen Kalibrierung gegen gemessenen Abfluss und Nitratauswaschung in einer ku\u00cc\u02c6nstlichen Drainage eine ausfu\u00cc\u02c6hrliche Sensitivita\u00cc\u02c6tsanalyse zur Identifikation von wichtigen Modell- parametern fu\u00cc\u02c6r die Nitratauswaschung. (II) Im Rahmen von verschiedenen Ansa\u00cc\u02c6tzen zur automatischen Modelloptimierung wurden mehrere dieser sensitiven Parameter ausgewa\u00cc\u02c6hlt, welchen eine gewisse Unsicherheit innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs unterstellt wurde. Sowohl der formelle Bayes\u00e2\u20ac\u2122sche Ansatz als auch der informellere Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) Ansatz wurde danach fu\u00cc\u02c6r ein Dauergru\u00cc\u02c6nland unter Schnittnutzung getestet, um die resultierende Parameterverteilung und die Unsicherheit der N-Dynamik im Boden zu bewerten. Basierend darauf wurde der GLUE-Ansatz aufgrund seiner universelleren Anwendbarkeit ausgewa\u00cc\u02c6hlt, um den Einfluss der Parameter-Unsicherheit auf (III) die Wasserbilanz im Boden und (IV) die Nitratauswaschung unter verschiedenen Silomais-Systemen zu untersuchen. Weiterhin sollten der Einfluss einer einja\u00cc\u02c6hrigen Gras-Untersaat auf die Wasserbilanz im Boden und die Effizienz zur Verminderung der Nitratauswaschung unter Silomais bewertet werden.<\/p>\n
Die manuelle Kalibrierung des Basisszenarios lieferte plausible Ergebnisse fu\u00cc\u02c6r die Nitratauswaschung, obwohl signifikante Abweichungen zwischen gemessener und simulierter N-Fracht im Drainagewasser unter der Rotklee- Nutzung in Perioden mit erho\u00cc\u02c6htem Mineralisierungspotenzial zeitweise auftraten. Die Beru\u00cc\u02c6cksichtigung der Variabilita\u00cc\u02c6t von bestimmten Modell- parametern mittels einer automatischen Optimierung zeigte ebenfalls eine plausible jedoch stark schwankende Nitratauswaschung im Sickerwasser unterhalb der Hauptwurzelzone unter Gru\u00cc\u02c6nland, hauptsa\u00cc\u02c6chlich bestimmt durch die applizierte N-Du\u00cc\u02c6ngung. Die ausfu\u00cc\u02c6hrliche Bewertung der Wasserbilanz und der Nitratauswaschung im Silomaisanbau durch die Verwendung des GLUE- Ansatzes besta\u00cc\u02c6tigte sowohl den dominanten Einfluss der N-Du\u00cc\u02c6ngung auf die auswaschbare N-Fracht als auch einen vernachla\u00cc\u02c6ssigbaren Wasserstress durch<\/p>\n
eine Grass-Untersaat. Eine generelle Reduktion der Nitratauswaschung durch eine Gras-Untersaat konnte jedoch nicht besta\u00cc\u02c6tigt, sondern nur in und nach Perioden mit unterdurchschnittlichem Niederschlag und gleichzeitig hoher N-Zufuhr (> 200 kg N ha\u00e2\u02c6\u20191 a\u00e2\u02c6\u20191) eindeutig gezeigt werden. Schlie\u00c3\u0178lich konnte durch die kombinierte Betrachtung von Unsicherheiten bedingt durch Messungen und Modell-Parametrisierung gezeigt werden, dass allgemein gu\u00cc\u02c6ltige Werte fu\u00cc\u02c6r die Nitratauswaschung kaum anwendbar bzw. u\u00cc\u02c6bertragbar sind ohne Beru\u00cc\u02c6cksichtigung einer tolerierbaren Variabilita\u00cc\u02c6t.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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