Bilanzierung des sickerwassergebundenen Nitrataustrages unter Gr\u00fcnland- und Futterbausystemen<\/p>\n
Die Europa\u0308ische Wasserrahmen-Richtlinie fordert seit ihrer Einfu\u0308hrung im Jahr 2000 eine Umsetzung von Ma\u00dfnahmen, um eine gute Wasserqualita\u0308t in allen Wasserko\u0308rpern in ganz Europa zu erreichen bzw. sicherzustellen. Die derzeitige Situation in Deutschland zeigt deutlich, dass weitere Ma\u00dfnahmen notwendig sind. Insbesondere eine genauere Bestimmung der Verluste an Nitrat-Stickstoff wird aufgrund der hohen Schwankungsbreite hinsichtlich mineralischer und\/oder organischer Du\u0308ngung, der Anteile von Erntemasse und -ru\u0308cksta\u0308nden bzw. der damit verbundenen C- und N-Transformationsprozesse in Boden und Pflanze beno\u0308tigt. Die Nitratauswaschung unter landwirtschaftlich genutzten Bo\u0308den ist daher der dominierende Vorgang eines unerwu\u0308nschten Stickstoffverlustes, insbesondere unter wintermilden, humiden Witterungs- bedingungen und in ku\u0308nstlichen Drainagen. Daher stellte sich die Frage, ob eine fundierte, realita\u0308tsnahe Beschreibung aller relevanten Prozesse in Pflanze und Boden zu aussagekra\u0308ftigen Resultaten fu\u0308r die Nitratauswaschung unter Beru\u0308cksichtigung verschiedener Ursachen fu\u0308r Unsicherheiten fu\u0308hrt.<\/p>\n
Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurde (I) die generelle Anwendbarkeit des prozessbasierten Modells CoupModel (Jansson und Karlberg, 2010) zuna\u0308chst fu\u0308r ein Basisszenario in Form einer tempora\u0308ren Rotklee-Zwischenfrucht (eingesa\u0308t in einen Winterweizen-Bestand) ohne die Beru\u0308cksichtigung von Unsicherheiten hervorgerufen durch die Modellparametrisierung u\u0308berpru\u0308ft. Diese Untersuchung beinhaltete neben einer manuellen Kalibrierung gegen gemessenen Abfluss und Nitratauswaschung in einer ku\u0308nstlichen Drainage eine ausfu\u0308hrliche Sensitivita\u0308tsanalyse zur Identifikation von wichtigen Modell- parametern fu\u0308r die Nitratauswaschung. (II) Im Rahmen von verschiedenen Ansa\u0308tzen zur automatischen Modelloptimierung wurden mehrere dieser sensitiven Parameter ausgewa\u0308hlt, welchen eine gewisse Unsicherheit innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs unterstellt wurde. Sowohl der formelle Bayes\u2019sche Ansatz als auch der informellere Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) Ansatz wurde danach fu\u0308r ein Dauergru\u0308nland 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\u0308hlt, 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\u0308hrigen 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\u0308r die Nitratauswaschung, obwohl signifikante Abweichungen zwischen gemessener und simulierter N-Fracht im Drainagewasser unter der Rotklee- Nutzung in Perioden mit erho\u0308htem Mineralisierungspotenzial zeitweise auftraten. Die Beru\u0308cksichtigung der Variabilita\u0308t von bestimmten Modell- parametern mittels einer automatischen Optimierung zeigte ebenfalls eine plausible jedoch stark schwankende Nitratauswaschung im Sickerwasser unterhalb der Hauptwurzelzone unter Gru\u0308nland, hauptsa\u0308chlich bestimmt durch die applizierte N-Du\u0308ngung. Die ausfu\u0308hrliche Bewertung der Wasserbilanz und der Nitratauswaschung im Silomaisanbau durch die Verwendung des GLUE- Ansatzes besta\u0308tigte sowohl den dominanten Einfluss der N-Du\u0308ngung auf die auswaschbare N-Fracht als auch einen vernachla\u0308ssigbaren Wasserstress durch<\/p>\n
eine Grass-Untersaat. Eine generelle Reduktion der Nitratauswaschung durch eine Gras-Untersaat konnte jedoch nicht besta\u0308tigt, sondern nur in und nach Perioden mit unterdurchschnittlichem Niederschlag und gleichzeitig hoher N-Zufuhr (> 200 kg N ha\u22121 a\u22121) eindeutig gezeigt werden. Schlie\u00dflich konnte durch die kombinierte Betrachtung von Unsicherheiten bedingt durch Messungen und Modell-Parametrisierung gezeigt werden, dass allgemein gu\u0308ltige Werte fu\u0308r die Nitratauswaschung kaum anwendbar bzw. u\u0308bertragbar sind ohne Beru\u0308cksichtigung einer tolerierbaren Variabilita\u0308t.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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