Nitratgehalte ungesättigter Sedimentschichten in der Geest in Abhängigkeit von der Intensität der Ackernutzung

摘要

The quantitative relationship between arable farming and nitrate leaching to the subsoil is surveyed for stratified sandy soils in NW-Germany (40 km south of Bremen). Mineral N contents (N_(min)) are measured in core samples to maximum depth of 10 m in spring and summer 1992. For the period 1986 to 1991, the N balance is calculated from average N contents in fertilizer and harvest, and nitrate leaching is simulated from standard soil, weather and management dataacording to Kersebaum and Richter(1991). The average annual surplus N (60-260 kgN ha~(-1) a~(-1) ) corresponds approximately to the respective mean N supply with organic manure or slurry. Measured N_(min) (34-139 kgN ha~(-1) m~(-1) ) are significantly related to the N balance (R~2 = 0.6). The seepage calculated for the winter half years (1986/87-1991/92) varied strongly (150 to 395 mm) and corresponds in total (1450 mm) to a leaching depth of about 7 m in the glacial till below the sandy root zone (0-0.9 m). For known initial conditions (residual nitrate contents) the nitrate contents in the subsoil are well predictable by simulation (R~2 = 0.86). Long term observations are less well simulated (R~2 = 0.4) although for 80 percent of the fields the predicted is within the measurement precision of ±20 kgN ha~(-1) m~(-1) . Larger deviations are due to unknown residual nitrate, mixing in the profile and processes unaccounted for. The underestimated nitrate contents may partially be explained by spring time leaching in sandy soils under crops like maize, so far ignored in the simulation.%Der quantitative Zusammenhang zwischen ackerbaulicher Nutzung und Nitratbelastung des Sickerwassers wurde für 10 Standorte (fSms/S12-3) in der Geest untersucht. Der Nmin-Gehalt wurde in Kernbohrungen (max. 10 m Tiefe) dem N-Bilanzüberschuß und dem auf der Basis von Boden-, Bewirtschaftungs- und Witterungsdaten simulierten Nitrataustrag gegenübergestellt. Der mittlere flächenbezogene N-Saldo variiert zwischen 60 und 260 kgN ha~(-1) a~(-1) . Die gemessenen N_(min)-Gehalte im Unterboden (34-139 kgN ha~(-1) m~(-1) ) korrelieren mit dem N-Saldo (R~2 = 0,6). Die simulierte Sickerung (Ernte bis Frühjahr) schwankt stark (150 bis 395 mm) und entspricht in der Gesamtheit (1450 mm; Winter 1986/87 bis 1991/92) einer Sickerstrek-ke von ca. 7 m unterhalb des Auswaschungshorizontes (0,9 m uGOF). Für die geschichteten Sandböden bestehen Schwierigkeiten, ereignisbezogene Austragsspitzen ('pe-aks') wiederzufinden. Bei Kenntnis der Anfangsbedingungen (Rest-Nitratgehalte) ermöglicht die Simulation des N-Haushaltes eine sichere Prognose des Nitratgehaltes im Unterboden (R~2 = 0,86). Die über den gesamten Zeitraum (1986-1992) simulierten Austräge stimmen mit den Gehalten im Profilabschnitt weniger sicher (R~2 = 0,4), insgesamt aber zu 80% innerhalb der Meßgenauigkeit von ± 20 kgN ha~(-1) m~(-1) überein. Die leichte Unterschätzung der mittleren Nitratbelastung (-10 kgN ha~(-1) ) liegt möglicherweise auch in dem in der Simulation nicht berücksichtigten Nitrataustrag im Frühjahr (z. B. unter Mais) begründet.