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Verbesserte Stöchiometrie von Nährstoffen für ein nachhaltiges Ressourcenmanagement von Böden

Bodenaushagerung nach Einstellung der Stickstoffduengung auf verschieden geduengtem Wirtschaftsgruenland zur Ueberfuehrung in Extensivgruenland

Auf vorher mit 0, 180, 300, 420 und 660 kg N/ha N zT aus Handelsduenger, zT aus Guelle; die Guelle zT als Vollguelle, zT als verduennte Guelle und zT mit Nachregnen-geduengten Flaechen wird nicht mehr mit N geduengt. Alle Varianten werden 4mal geschnitten. Ermittelt werden Trockenmasseertrag und N-Gehalt im Aufwuchs sowie NO3-Konzentration im Bodenwasser (90 cm Tiefe), Nmin im Boden bei 100 cm Tiefe und Gesamt-N und Gesamt-C bis 40 cm Tiefe.

BMBF BIOLOG Programm: Der Einfluss von Biodiversität auf Ökosystemprozesse in Grünlandbeständen (DIVA) - Teilprojekt: Biodiversität arbuskulärer Mykorrhizapilze einer Fett- und einer Bergwiese im Thüringer Schiefergebirge (MYKO)

Das Projekt befasst sich mit der Diversität arbuskulärer Mykorrhizapilze in unterschiedlich diversen Grünlandbeständen. Derzeit erfolgt ein Vergleich der AM-Diversität auf Basis unterschiedlicher mykorrhizaler Strukturen in Böden (extraradikales Myzel, Sporen, Mykorrhiza in Pflanzenwurzeln).

Gezielte Insektenförderung für die Landwirtschaft: ein Win-Win für Landwirte und Natur

Artenschutzprojekt für den Wachtelkönig

Ziel des Projektes ist die aktuelle Bestandserfassung dieser geheimnisvollen, nachtaktiven, hochgradig gefährdeten Vogelart, die nur noch in ausgewählten Landschaftsbereichen Sachsen-Anhalts nennenswerte Brutbestände aufweist. Für viele Menschen ist der nur wenig mehr als drosselgroße, braun gefärbte Wachtelkönig nur ein 'Phantom, da er sich nur äußerst selten außerhalb der dichten Wiesenvegetation aufhält. Dabei kannte man die aufgrund ihrer Lautäußerungen volkstümlich als 'Wiesenknarrer bezeichnete Rallenart früher als häufigen Vogel der Wiesen in Flussauen. Der Wachtelkönig (sein lateinischer Name 'Crex crex ist dem lauten Ruf des Männchens nachempfunden) verdient heute unsere volle Aufmerksamkeit. Er leidet, wie kaum ein anderer, unter intensiver Landwirtschaft, Grünlandumbruch und Grundwasserabsenkung sowie der Zersiedelung und Eindeichung einst großflächiger Überschwemmungsgebiete und zählt mittlerweile zu den global gefährdeten Vogelarten. Die Mahd oder Beweidung in den Brutgebieten der Art, die aufgrund des Klimawandels und dem zeitigen Absinken der Wasserstände zunehmend schon im Mai und Juni stattfinden, bedeuten vielfach den Verlust des Nestes oder den Tod der Jung- und Altvögel, welche Weidetieren oder Mähgeräten nicht rechtzeitig ausweichen können. Der Bestand der Art umfasst in Sachsen-Anhalt nach aktuellen Hochrechnungen vermutlich nicht mehr als 100 bis 150 rufende Männchen, deren Stimme zwischen Mitte Mai und Ende Juni nachts aus Flussauen der Saale, Elster, Elbe und Havel erschallt. Die Vögel versuchen mit ihrer minutenlang vorgetragenen Rufreihe überfliegende Weibchen anzulocken. Deshalb sind die Rufe sehr laut und können auch vom Menschen unter guten Bedingungen bis in einbem Kilometer Entfernung noch gehört werden. Einige Vögel nutzen neben Feuchtgrünländern aber auch Brachen, ungenutzte Gewerbegebiete, Äcker und Röhrichte zur Brut, weshalb in Sachsen-Anhalt - mit Ausnahme des Hochharzes, der Wälder und Trockengebiete sowie Ortschaften - nahezu flächendeckend nach der Art gesucht werden soll. Besonders in den Europäischen Vogelschutzgebieten, von denen im Land mehr als ein Dutzend von der Art besiedelt werden, will der NABU alles daran setzen, die Brutbedingungen für die Art entscheidend zu verbessern. Eine punktgenaue Kartierung der rufenden Männchen ist nötig, um gemeinsam mit den zuständigen Naturschutzbehörden und dem jeweiligen Landwirt Nestschutzzonen festzulegen, in denen die Weibchen ungestört brüten und ihre bis zu zehn Jungen großziehen können. Wie Studien aus England belegen, kann damit der Bestand der seltenen und gefährdeten Art nachhaltig positiv beeinflusst werden.

Entwicklung des Eintrages von Nitrat, Nitrit und Ammonium unter sandigen landwirtschaftlichen Nutzflächen - Langzeitstudie Landkreis Gifhorn

Im Projekt erfolgt eine Langzeitbeobachtung des Eintrages von Nitrat, Nitrit und Ammonium in das sich unter landwirtschaftlichen Nutzflächen befindliche Grundwasser. Dazu werden im Landkreis Gifhorn seit 1989 ausgewählte Beregnungsbrunnen beprobt. Diese Erhebungen werden ergänzt durch eine Auswertung der beim Gesundheitsamt des Landkreises Gifhorn vorliegenden Daten zur Trinkwasserüberwachung. Herangezogen werden auch die Grundwasser-Überwachungsdaten aus den im Landkreis Gifhorn verbreitet anzutreffenden Trinkwasserschutzgebieten. Mit dem Projekt soll insbesondere der Fragestellung nachgegangen werden, in wieweit bei Böden mit hohem Nährstoffauswaschungspotential Stickstoffeinträge langfristig in immer tiefere Grundwasserbereiche verlagert werden. Da aus tieferen Grundwasserleitern in der Regel auch die öffentliche Trinkwasserversorgung gespeist wird, ist diese Fragestellung von besonderer Relevanz. Wegen des Vorhandenseins vielfach sandiger Böden in Kombination mit verbreitet intensiver Landwirtschaft und mit einer i.d.R. auf den landwirtschaftlichen Nutzflächen gegebenen Grundwasserneubildung, kann im Landkreis Gifhorn von einem insgesamt hohem Nährstoffauswaschungspotential ausgegangen werden. Das Untersuchungsgebiet Landkreis Gifhorn eignet sich daher gut als 'worst case'.

MINCA - MItigation der StickstoffbelastuNg auf der CAtchment-Skala

Die Intensivierung der Landwirtschaft und insbesondere der Einsatz von Düngemitteln ist der Schlüssel zur Ernährungssicherung einer wachsenden Weltbevölkerung. Der im Dünger enthaltene Stickstoff geht jedoch nicht nur in die pflanzliche Biomasse ein und wird schließlich geerntet, sondern wird auch als reaktiver Stickstoff (Nr) über verschiedene gasförmige und hydrologische Pfade in die Umwelt abgegeben. Dies führt zu gravierenden Umweltproblemen wie Eutrophierung, Treibhausgasemissionen oder Grundwasserverschmutzung. Wir gehen davon aus, dass wissenschaftlich fundierte Stickstoffminderungsstrategien es ermöglichen, die N2O- und NH3-Emissionen zu reduzieren und die NO3-Einträge in die Gewässer zu verringern, während die Erträge erhalten bleiben. Ziel des MINCA-Projekts ist daher die Etablierung eines gekoppelten, prozessbasierten hydro-biogeochemischen Modells zur Identifizierung von Feldbewirtschaftungsstrategien zu nutzen, die es ermöglichen, den Nr-Überschuss zu reduzieren und damit die N-Belastung in landwirtschaftlich dominierten Landschaften zu mindern. Unser besonderes Interesse gilt den Nr-Umwandlungsmechanismen an den Schnittstellen von Feldern, Grundwasser, Uferzone und Bächen. Um das derzeit begrenzte Verständnisses der zeitlichen und räumlichen hydro-biogeochemischen Flüsse bei der Nr-Transformation in der Landschaft zu überwinden, werden wir innovative Feldexperimente mit einem prozessbasierten Modellierungsansatz kombinieren. Der N-Zyklus in hydro-biogeochemischen Modellen ist jedoch komplex und die Validierung der zugrunde liegenden Prozesse datenintensiv. Die Messungen werden daher auf vier verschiedenen landwirtschaftlichen-, einem Grünland- und einem Waldgebiet durchgeführt. MINCA besteht aus vier eng miteinander verbundenen Arbeitspaketen (WP). In WP1 werden bereits laufende Messung der Wasser- und Stickstoffflüsse im Vollnkirchener Bach Studiengebiet beschrieben. Die bereits relativ umfangreichen kontinuierlichen Messungen, z.B. N2O-Emissionen, Bodenfeuchte, Abfluss und Gewässerqualität, sollen durch weitere Messungen wie NO3-Auswaschung und -Konzentrationen, saisonale Blattflächenindices, Erträge, Biomasse und deren C- und N-Gehalt ergänzt werden. Zusätzlich werden 15N2O und 15NO3 Isotopomer in Feldkampagnen gemessen. Komplexe Messungen für Modellversuche in WP1, modellbasierte hochskalierungs-Methoden im Rahmen von WP2 und Parameterreduktion, Unsicherheitsanalyse und Prozessplausibilitätsprüfung von WP3 erlauben es uns zu erkennen, wann und wo N-Belastung in der Landschaft auftreten. Dieses vertiefte Wissen wird die Grundlage für die Entwicklung von wissenschaftlich fundierten Mitigationsszenarien im WP4 bilden. Das gekoppelte Modell wird im Echtzeit-Modus ausgeführt, um die vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft erstrebten Zielwerte von reduziertem Nr-Überschuss zu erreichen. Maßgeschneiderte in-situ-Experimente zu N2O-Emissionen und NO3-Auswaschung werden die Wirksamkeit des Minderungspotenzials aufzeigen.

Entwicklung von ressourceneffizienten und umweltentlastenden Düngestrategien mithilfe innovativer Saatgutbehandlungen

Zielsetzung: Die Pflanzennährstoffe Stickstoff und Phosphat sind fundamental wichtig für ein gesundes Wachstum und hohe Erträge. Doch ein Überschuss an Nährstoffen kann durch Auswaschung ins Grundwasser und durch Oberflächenabfluss in Flüsse und Meere gelangen. Durch die Intensivierung der Landwirtschaft geraten zudem auch landwirtschaftlich genutzte Ökosysteme aus der Balance. Anfällige Pflanzenbestände mit geringer Resilienz sind die Folge. Ein steigender Pflanzenschutzmitteleinsatz wird somit vielerorts notwendig. Der Pestizid-Einsatz stellt jedoch eine weitere Gefahr für die Umwelt auf verschiedenen Ebenen dar und stört das ökologische Gleichgewicht, gefährdet die Wasserqualität und wirkt sich durch die Akkumulation von Rückständen in der Umwelt auf die gesamte Nahrungskette aus. Für eine zukunftsfähige Landwirtschaft stehen Landwirt*innen vor der Herausforderung, Düngemittel und Pflanzenschutzmittel auf das geforderte umweltverträgliche Maß zu reduzieren, ohne dabei die Nahrungsmittelsicherheit zu gefährden. Unter den Bedingungen der novellierten Düngeverordnung muss die Düngemenge bundesweit in nitratbelasteten roten Gebieten 20 % unter dem durchschnittlichem Düngebedarf liegen. Ebenso müssen zusätzliche Auflagen bei der Phosphor-Düngung in gelben Gebieten mit hoher Eutrophierung von Oberflächengewässern durch Phosphor/Phosphat eingehalten werden. Die stark angestiegenen Dünger- und Betriebsmittelpreise kommen erschwerend hinzu. Es braucht eine Landwirtschaft, die umweltfreundlich wirtschaftet und trotzdem bezahlbare Lebensmittel erzeugt. Der durch SeedForward angestrebte Lösungsweg beschreibt die Erprobung von ressourceneffizienten Düngestrategien, die bei reduziertem Düngereinsatz gleichbleibend hohe Erträge ermöglichen. Dies gelingt durch eine verbesserte Ressourcennutzung der Pflanzen, welche auf eine höhere Nährstoffeffizienz der Pflanze zurückzuführen ist, die durch die SeedForward Saatgutbehandlung hervorgerufen wird. An den Kulturen Mais, Getreide und Raps werden neben den Saatgutbehandlungen zusätzlich innovative Mikroorgansimen eingesetzt, denn der Einsatz dieser pflanzenförderlichen Mikroorganismen in Kombination mit der Saatgutbehandlung kann ihren Effekt noch verstärken. Die in dem Projekt geplante Vorgehensweise ermöglicht es, standortbezogene Einsparungen zu prognostizieren und zielgerichtet auszuschöpfen, um die Transformation zu einer zukunftsfähigen Agrarlandnutzung zu unterstützen und die Umwelt zu schützen.

Agrarsysteme der Zukunft_2: Innovative Nutzung des Grünlands für eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft im Landschaftsmaßstab, Teilprojekt D

Agrarsysteme der Zukunft_2: Innovative Nutzung des Grünlands für eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft im Landschaftsmaßstab, Teilprojekt H

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