Fuchsenbigl: Untersuchung der Grundwasserbelastung mit Nitrat unter Feldgemüsebau im pannonischen Klimaraum
Projektleitung
Peter Cepuder
Forschungseinrichtung
Universität für Bodenkultur - Department Wasser - Atmosphäre - Umwelt Institut für Hydraulik und landeskulturelle Wasserwirtschaft
Projektnummer
1110Projektlaufzeit
-
Finanzierungspartner
Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft
Allgemeine Projektinformationen
Projektziele
Das Grundwasser des Marchfeldes weist hohe Nitratkonzentrationen auf. Durch den Anbau von Gemüsefruchtfolgen ergeben sich Fragen hinsichtlich der Verlagerung von Wasser und Stickstoff aus dem durchwurzelten Bodenbereich. Die über den Versuchszeitraum (1998 bis 2001) bei den sechs Feldmessstellen und dem Lysimeter gewonnenen Daten (Sickerwasser und Stickstoffaustrag) liefern sicherlich diesbezügliche Ergebnisse. Diese Ergebnisse werden auch für die Validierung des verwendeten Simulationprogramms verwendet. Diese Ergebnisse dienen auch für eine flächenhafte Umsetzung des Gemüseanbaues im Marchfeld.
Diese zusätzlichen Informationen über Sickerwasser und Stickstoffaustrag sollen besonders in Hinblick auf die Trinkwassernitratverordnung, BGBl.Nr. 557/1989, die Wasserrechtsgesetznovelle 1990 und die Grundwasserschwellenwertverordnung (GSwV), BGBl.Nr. 502/1991 eine Hilfestellung für zukünftige wasserwirtschaftliche Rahmenentscheidungen geben.
Mit Hilfe der bereits seit 1992 installierten sechs Feldmessstellen mit zwei Wiederholungen werden Sickerwässer und deren Nitratgehalt im Rahmen einer 6-schlägigen Fruchtfolge mit hohem Gemüseanteil gemessen. Gleichzeitig wird das Computerprogramm EPIC, welches das Sickerwasser und den Stickstoffaustrag simuliert, für diesen Standort im Marchfeld unter der gewählten gemüsebetonten Fruchtfolge (Zuckerrübe - Karotte - Sommergerste - Zwiebel - Kartoffel - Winterweizen) angewendet.
Bei der Bewirtschaftung der Versuchsflächen werden die Auflagen folgender Förderprogramme und Beratungsunterlagen berücksichtigt, um die Praxisrelevanz zu dokumentieren:
- ÖPUL - extensiver Getreideanbau
Begrünungen, lt. derzeit vorliegendem Entwurf
- IP (integrierte Produktion) Gemüse
- Richtlinien für sachgerechte Düngung - bedarfsgerechte Düngung im Garten- und Feldgemüsebau
- Beregnung unter Berücksichtigung der aktuellen Bodenfeuchte und dem Bedarf der Pflanzen (Angebotsberegnung)
- Bemessung der N-Düngung unter Berücksichtigung aktueller Nmin-Ergebnisse
- KNS (kulturbegleitendes Stickstoffsollwertsystem)
Mit dem Simulationsprogramm EPIC werden Stickstoffbilanzen von jedem Standort über den Versuchszeitraum simuliert um auch für großflächige Bereiche (Regionen) in Abhängigkeit von differenzierter Bodenart und Bearbeitungsverhältnissen Aussagen zur Belastung des Grundwassers hinsichtlich Nitrat zu machen. Dazu werden speziell die für die gewählten Feldgemüsekulturen notwendigen Pflanzenparameter bestimmt. Ziel der Auswertung ist es, jene pflanzenphysiologischen Daten abzuleiten, die in das Computermodell EPIC zur Bilanzierung des Stickstoffhaushaltes einfließen.
Diese zusätzlichen Informationen über Sickerwasser und Stickstoffaustrag sollen besonders in Hinblick auf die Trinkwassernitratverordnung, BGBl.Nr. 557/1989, die Wasserrechtsgesetznovelle 1990 und die Grundwasserschwellenwertverordnung (GSwV), BGBl.Nr. 502/1991 eine Hilfestellung für zukünftige wasserwirtschaftliche Rahmenentscheidungen geben.
Mit Hilfe der bereits seit 1992 installierten sechs Feldmessstellen mit zwei Wiederholungen werden Sickerwässer und deren Nitratgehalt im Rahmen einer 6-schlägigen Fruchtfolge mit hohem Gemüseanteil gemessen. Gleichzeitig wird das Computerprogramm EPIC, welches das Sickerwasser und den Stickstoffaustrag simuliert, für diesen Standort im Marchfeld unter der gewählten gemüsebetonten Fruchtfolge (Zuckerrübe - Karotte - Sommergerste - Zwiebel - Kartoffel - Winterweizen) angewendet.
Bei der Bewirtschaftung der Versuchsflächen werden die Auflagen folgender Förderprogramme und Beratungsunterlagen berücksichtigt, um die Praxisrelevanz zu dokumentieren:
- ÖPUL - extensiver Getreideanbau
Begrünungen, lt. derzeit vorliegendem Entwurf
- IP (integrierte Produktion) Gemüse
- Richtlinien für sachgerechte Düngung - bedarfsgerechte Düngung im Garten- und Feldgemüsebau
- Beregnung unter Berücksichtigung der aktuellen Bodenfeuchte und dem Bedarf der Pflanzen (Angebotsberegnung)
- Bemessung der N-Düngung unter Berücksichtigung aktueller Nmin-Ergebnisse
- KNS (kulturbegleitendes Stickstoffsollwertsystem)
Mit dem Simulationsprogramm EPIC werden Stickstoffbilanzen von jedem Standort über den Versuchszeitraum simuliert um auch für großflächige Bereiche (Regionen) in Abhängigkeit von differenzierter Bodenart und Bearbeitungsverhältnissen Aussagen zur Belastung des Grundwassers hinsichtlich Nitrat zu machen. Dazu werden speziell die für die gewählten Feldgemüsekulturen notwendigen Pflanzenparameter bestimmt. Ziel der Auswertung ist es, jene pflanzenphysiologischen Daten abzuleiten, die in das Computermodell EPIC zur Bilanzierung des Stickstoffhaushaltes einfließen.
Praxisrelevanz
Mit den Messergebnissen werden für den Versuchszeitraum Stickstoffbilanzen von jedem Standort aus den gemessenen Stickstoffausträgen, den Stickstoffeinträgen durch Düngung, Niederschlag und Bewässerung und den Pflanzenentzügen durchgeführt und mit dem Computermodell simuliert.
Mit der Eichung und Validierung des Simulationsmodells an den Feldmessdaten kann eine Beschreibung dieser Vorgänge auch für andere Standorte durchgeführt werden. Die Verknüpfung dieses Modells mit anderen klimatologischen, hydro(geo)logischen und pflanzenphysiologischen Daten ergibt somit die Möglichkeit, Stoffverläufe von der Atmosphäre bis in das Grundwasser, inklusive Pflanzenentzüge, beschreibend zu erfassen.
Das Wissen über den Stoffaustrag (Nitrat) aus intensiv genutzten landwirtschaftlichen Bereichen bietet die Möglichkeit, im Rahmen von wasserwirtschaftlichen Konzepten steuernd einzugreifen.
Mit der Eichung und Validierung des Simulationsmodells an den Feldmessdaten kann eine Beschreibung dieser Vorgänge auch für andere Standorte durchgeführt werden. Die Verknüpfung dieses Modells mit anderen klimatologischen, hydro(geo)logischen und pflanzenphysiologischen Daten ergibt somit die Möglichkeit, Stoffverläufe von der Atmosphäre bis in das Grundwasser, inklusive Pflanzenentzüge, beschreibend zu erfassen.
Das Wissen über den Stoffaustrag (Nitrat) aus intensiv genutzten landwirtschaftlichen Bereichen bietet die Möglichkeit, im Rahmen von wasserwirtschaftlichen Konzepten steuernd einzugreifen.
Berichte
Kurzfassung
In den drei praxisnahen Versuchsjahren auf den Äckern der Bundesversuchswirtschaften Ges.m.b.H. in Fuchsenbigl wurden auf den Gemüseflächen, die von Gemüsebauern bewirtschaftet wurden, durchschnittlich 76 mm Sickerwasser und 16 kg/ha Stickstoffauswaschung unterhalb der Wurzelzone festgestellt. Die Flächen mit konventionellen Kulturen wie Getreide und Zuckerrübe hatten 35 mm Sickerwasser bzw. 5 kg/ha Stickstoffaustrag. Bei durchschnittlichen Niederschlagsmengen von jährlich 593 mm wurden die Gemüsekulturen mit durchschnittlich 156 mm und die konventionellen mit 46 mm bewässert. Damit ist trotz Berücksichtigung aller Maßnahmen zur Reduzierung des Stickstoffaustrages mit doppelten Sickerwassermengen und dreifachen Stickstoffausträgen eine deutlich stärkere Belastung des Grundwassers bei Intensivgemüsebau erkennbar. Auch wenn im Marchfeld mit einer ackerbaulichen Nutzfläche von rd. 80.000 ha die Anzahl der Gemüseanbauflächen eine steigende Tendenz aufweist, ist dennoch durch deren Gesamtausmaß von rd. 5.500 ha derzeit generell keine wesentliche Beeinträchtigung des Grundwasserkörpers zu erwarten. Eine einfache Stickstoffbilanz (Bodeninput - Bodenoutput) ergab einen leichten Überhang zugunsten der konventionellen Kulturen; dieses Ergebnis ist durch die geringeren Sickerwassermengen und die dadurch bedingten geringeren Stickstoffausträge zu erklären.
Die Resultate dieses Forschungsvorhabens empfehlen, den pflanzenverfügbaren Stickstoffvorrat (Nmin) im Boden zur Feststellung von Stickstoffmangel und -überschuss regelmäßig zu kontrollieren. ÖPUL Maßnahmen, z. B. kulturbedingte Stickstoffdüngerhöchstgaben oder Begrünungsvarianten (Zwischenfrüchte), sollten berücksichtigt werden, was sich speziell bei Anwendung im Getreidebau bereits positiv ausgewirkt hat. Auch die Beregnungsmengen sollten so bemessen sein, dass sie zu keiner wesentlichen Steigerung der Sickerwasserbildung führen.