Projekt-64: Stickoxidemissionen aus landwirtschaftlich genutzten Böden in Abhängigkeit von Boden, Düngung sowie anderen Bewirtschaftungsmaßnahmen und ihr Einfluss auf die Ozonbelastung

Um das Projektziel, die Erfassung der Bodenausgasung der Stickoxide, erreichen zu können, wurde am Institut für Freiraumgestaltung und Landschaftspflege eine transportable Stickoxidmesseinheit entwickelt und gebaut. Diese Stickoxidmesseinheit besteht aus einem Küvettensystem mit 12 Küvetten für die Probenluftnahme aus den jeweiligen Versuchsparzellen, sowie einer Mess- und Steuereinheit eingebaut in einem klimatisierten Aufbau auf der Basis eines Autoanhängers. Die Küvetten sind über Probenluftschläuche und Steuerleitungen mit der Messgerät- und Steuereinheit verbunden. Die Mess- und Steuereinheit besteht aus dem Stickoxidmessgerät, den Personalcomputer zur Messdatenerfassung und Steuerung des Klappmechanismen der Küvetten und damit zur Zuordnung der Messdaten zu den Versuchsparzellen, sowie die für die Steuerung der Probenluft notwendigen Magnetventile und Spülpumpen. Für die Erfassung der Umsetzung der Stickoxide in der bodennahen Luftschicht wurde auf der Versuchslandwirtschaft Fuchsenbigl des Bun-desamts und Forschungszentrums für Landwirtschaft eine Klimastation vom Institut für Freiraumgestaltung und Landschaftspflege einge-richtet. Die Klimastation besteht aus einem Messgeräte- und Steuerschrank und einem 15 m hohen Messmast. Am Messmast wurden in 3 Messniveaus (1 m, 10 m, 15 m) die Klimaparameter Lufttemperatur, Luftfeuchte, Windrichtung sowie die Konzentration der Stickoxide und von Ozon gemessen. Am Niveau 15 m wurde noch zusätzlich die Windrichtung und in 2,5 m Höhe die Globalstrahlung gemessen. In drei Bodentiefen (10 cm, 20 cm, 30 cm) wurde die Bodenfeuchte und die Bodentemperatur gemessen. Weiters sind zur Erfassung der in der unmittelbaren Umgebung des Klimamessschrankes aus dem Boden ausgasenden Stickoxide 3 Küvetten aufgestellt worden. Die Versuchsanlage für den Einsatz des transportablen Stickoxidmesssystems auf dem Versuchsstandort Fuchsenbigl bestand aus 12 Parzellen mit 6 unterschiedlichen Düngungsvarianten und der Feldfrucht Zuckerrübe. Die Düngervarianten bestanden aus verschieden hohen Gaben an anorganischen Düngern (Stickstoff, Phosphat und Kali), zum Teil noch ergänzt mit organischem Dünger, mit Stallmist und Gelbsenf als Zwischenfrucht. In der Messperiode von Anfang Mai 1998 bis Ende September 1998 konnte nachgewiesen werden, dass die Düngervariante mit der höchsten Stickstoffgabe die mit Abstand höchsten Ausgasungswerte an Stickstoffmonoxid (NO) hatte. Diese Düngervariante unterschied sich signifikant von den anderen Düngervarianten. An zweiter Stelle der Ausgasung befindet sich jene Düngervariante mit der Hälfte der Stickstoffgabe aber mit Gelbsenf als Zwischenfrucht. Diese Düngervariante unterschied sich ebenfalls signifikant von den anderen Varianten. Die restlichen 4 Düngervarianten hatten ein vergleichsweise niedriges Ausgasungsniveau und sie unterschieden sich nicht signifikant voneinander, obwohl die Düngergaben sehr unterschiedlich (100 kg N/ha bzw. kein N) waren. Weiters konnte kein signifikanter Zusam-menhang zwischen der Bodenfeuchte und der Bodentemperatur mit dem Ausgasungsverhalten des Bodens hergestellt werden. Der Stickstoffmonoxidfluss aus dem Boden erreichte eine Größenordnung, welche für die Bildung des bodennahen Ozons relevant ist. In der Messperiode von Anfang Dezember 1998 bis Anfang April 1999 wurden Versuchsflächen mit normaler und geringer Bodenbearbeitung untersucht. Es ergeben sich keine signifikanten Unterschiede im Ausgasungsverhalten von Stickstoffmonoxid. Der Stickstoffmonoxidfluss aus dem Boden war für eine Ozonbildung in der bodennahen Luftschicht nicht relevant. Die Messungen der Klimastation ergaben keine signifikante Abhängigkeit der Stickoxidkonzentration in den Messniveaus von den jeweiligen Klimaparametern, verursacht durch die turbulenten Windverhältnisse am Versuchstandort Fuchsenbigl. Die Größenordnung der Stickoxid-konzentration in den Messniveaus war aber für die Bildung von bodennahem Ozon sehr wohl relevant. Ein signifikanter Zusammenhang zwischen der Ozon- und der Stickoxidkonzentration in den Messniveaus auf Grund der obigen Gegebenheiten war ebenfalls nicht erkennbar. Der Verlauf der gemessenen Ozonwerte, dargestellt mit den 24 Stunden-Tagesmittelwert über die Messperiode von Anfang Mai 1998 bis Anfang April 1999 zeigt, dass der Grenzwert für die Schädigung der Vegetation (Feldfrucht) von 30ppb O3 während der Sommerzeit zum Teil massiv überschritten wurde. Eine Beeinträchtigung des Ertrages kann damit als gegeben angenommen werden.