Einfluss von Fruchtfolge und Düngung auf den Nitrataustrag

Hintergrund

Sachsenkarte mit teilweiser Darstellung der Grundwasserkörper, rot markiert die in schlechtem Zustand — Rot dargestellt: Mit Nitrat belastete Grundwasserkörper in Nordsachsen. © LfULG.

Große Teile der Grundwasserkörper im nordsächsischen Heidegebiet im Bereich der Düben-Dahlener Heide sind durch Nitrat belastet. Problematisch ist dies besonders, da in jenen Gebieten die Trinkwasserversorgung für Großteile des Ballungszentrums Leipzig-Halle-Dessau mit seinen über 2,5 Millionen Einwohner bereitgestellt wird. Nitrat kann bei Aufnahme in den menschlichen Körper nach Umwandlung in Nitrit den Sauerstofftransport im Blut hemmen und ist damit besonders für Säuglinge und alte Menschen eine akute Gesundheitsgefahr.

Es zeichnet sich ab, dass durch den Klimawandel mehr Niederschläge im Winterhalbjahr und damit außerhalb der Vegetationsperioden fallen. Niederschläge werden dann kaum von Kulturpflanzen genutzt und versickern ungebremst im Boden. Dadurch ist eine Erhöhung der Nitratausträge in das Grundwasser denkbar. Zusätzlich führen im Sommerhalbjahr häufiger Starkregenereignisse zu einer unproduktiven Versickerung der Niederschläge, genau dann, wenn durch Düngung und aktives Bodenleben viel mineralisiertes Nitrat in der Bodenlösung vorliegt.

Nitratausträge in das Grundwasser lassen sich durch verschiedenen Maßnahmen der Kulturführung vermeiden. Hier soll der Einfluss von Fruchtfolge und Düngung untersucht werden.

Fragestellung

Wie lassen sich Fruchtfolge und Düngung auf den sandigen Böden des nordsächsischen Heidegebiets gezielt verbessern, sodass der Nitrataustrag reduziert werden kann?

Wie bewegt sich Nitrat im Boden auf den standortspezifischen Bedingungen der Düben-Dahlener Heide?

Aufbau des Versuchs

Saugkerze vor dem Einbau (links), Saugkerze nach dem Einbau (rechts) — Links: Saugkerze vor dem Einbau. Rechts: Verbaute Saugkerze mit Ableitung des sickerwasserführenden Schlauchs unterhalb der Pflugzone. © LfULG, Diana Heuermann.

In den Winterhalbjahren werden im Versuch mehrmals Sickerwassserproben genommen und auf ihre Ammonium- und Nitratkonzentration hin untersucht. Die Probenahme erfolgt über Saugkerzen, die fest im Boden eingebaut sind. Wir nutzen für unsere Sickerwassseruntersuchungen eine Paxisdemonstration mit zwei unterschiedlichen Fruchtfolgen und fünf verschiedenen Düngestrategien. Die Fläche liegt im Landkreis Nordsachsen.

Fruchtfolge 1: fünfgliedrig mit Winterroggen, Silomais, Wintererbse, Wintergerste, Sonnenblume

Fruchtfolge 2: vierfeldrig mit Winterweizen (A), Silomais, Wintergerste, Raps

Düngestrategien:

N1: Kontrolle ohne N-Düngung
N2: 100% N-Düngung nach Düngeverordnung (DüV)
N3: Flächenpauschale Reduktion der N-Düngung um 20% nach DüV
N4: Fruchtartenangepasste Reduktion der N-Düngung um 20% nach DüV
N5: N4+ optimale Versorgung sonstiger Makro- und Mikronährstoffe (eine Untersuchung des Nitrataustrages entfällt hier)

Versuchstyp: Exaktversuch

Anlage: vollständig randomisierte Blockanlage (eine Blockanlage pro Fruchtfolge)

Prüffaktoren: Fruchtfolge, Kultur und die jeweils untersuchte Düngestrategie

Es werden insgesamt 144 Parzellen beprobt.

Durchführungszeitraum: Herbstbestellung 2023 - Ernte 2027

Versuchsdurchführung: LfULG, AgUmenda, U.A.S. GmbH Jena, BfUL, Landwirtschaftsbetrieb Höde