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Identification of groundwater nitrogen point source contribution through combined distribute temperature sensing and in-situ UV photometry

Das Projekt "Identification of groundwater nitrogen point source contribution through combined distribute temperature sensing and in-situ UV photometry" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschafts-, Wasser- und Stoffhaushalt.Agriculture is the major contributor of nitrogen to ecosystems, both by organic and inorganic fertilizers. Percolation of nitrate to groundwater and further transport to surface waters is assumed to be one of the major pathways in the fate of this nitrogen. The quantification of groundwater and associated nitrate flux to streams is still challenging. In particular because we lack understanding of the spatial distribution and temporal variability of groundwater and associated NO3- fluxes. In this preliminary study we will focus on the identification and quantification of groundwater and associated nitrate fluxes by combining high resolution distributed fiber-optic temperature sensing (DTS) with in situ UV photometry (ProPS). DTS is a new technique that is capable to measure temperature over distances of km with a spatial resolution of ca1 m and an accuracy of 0.01 K. It has been applied successfully to identify and quantify sources of groundwater discharge to streams. ProPS is a submersible UV process photometer, which uses high precision spectral analyses to provide single substance concentrations, in our case NO3-, at minute intervals and a detection limit of less than 0.05 mg l-1 (ca.0.01 mg NO3--Nl-1). We will conduct field experiments using artificial point sources of lateral inflow to test DTS and ProPS based quantification approaches and estimate their uncertainty. The selected study area is the Schwingbach catchment in Hessen, Germany, which has a good monitoring infrastructure. Preliminary research on hydrological fluxes and field observations indicate that the catchment favors the intended study.

GcBÜK400 - Zink im Oberboden

Zink ist ein für Pflanze, Tier und Mensch essentielles Spurenelement, welches jedoch bei extrem hohen Gehalten auf Pflanzen und Mikroorganismen toxisch wirken kann. Die Zn-Konzentration in der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 52 mg/kg, sie kann aber in Abhängigkeit vom Gesteinstyp stark schwanken. Die mittleren Zn-Gehalte (Median) der sächsischen Hauptgesteinstypen liegen zwischen 11 bis 140 mg/kg, der regionale Clarke des Erzgebirges beträgt ca. 79 mg/kg. Sphalerit (Zinkblende) führende polymetallische La-gerstätten können lokal zu zusätzlichen geogenen Zn-Anreicherungen in den Böden führen. Anthropogene Zn-Einträge erfolgen vor allem durch die Eisen- und Buntmetallurgie bzw. durch die Zn-verarbeitenden Industrien (Farben, Legierungen, Galvanik) und durch Großfeuerungsanlagen. Im Bereich von Ballungsgebieten sind Zn-Anreicherungen relativ häufig zu beobachten. Anthropogene Zn-Einträge sind in der Landwirtschaft durch die Verwendung von organischen und mineralischen Düngemitteln möglich. Für unbelastete Böden gelten Zn-Gehalte von 10 bis 80 mg/kg als normal. Die regionale Verbreitung der Zn-Gehalte in den sächsischen Böden wird vor allem durch die geogene Prägung der Substrate bestimmt; niedrige bis mittlere Gehalte sind über den periglaziären Sanden und Lehmen im Norden und den Lössböden in Mittelsachsen (10 bis 50 mg/kg) sowie den Verwitterungsböden über den Festgesteinen des Erzgebirges/Vogtlandes (50 bis 150 mg/kg) zu erwarten. Innerhalb der Grundgebirgseinheiten treten über den polymetallischen Lagerstätten des Erzgebirges, in Abhängigkeit von der Intensität der Vererzung, deutliche positive Zn-Anomalien auf (Freiberg, Annaberg-Buchholz - Marienberg, Aue - Schwarzenberg). Böden über Substraten mit extrem niedrigen Zn-Gehalten (Granit von Eibenstock, Orthogneise der Erzgebirgs-Zentralzone, Osterzgebirgischer Eruptivkomplex, kretazische Sandsteine) treten als negative Zn-Anomalien im Kartenbild in Erscheinung. Verstärkte Zn-Akkumulationen sind in den Auenböden des Muldensystems festzustellen. Auf Grund der höheren geogenen Grundgehalte im Wassereinzugsgebiet, dem Auftreten Zn-führender polymetallischer Vererzungen und insbesondere der Bergbau- und Hüttentätigkeit im Freiberger Raum, kommt es vor allem in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu hohen Zn-Konzentrationen (Mediangehalte 370 bzw. 240 mg/kg). Für die Wirkungspfade Boden-Mensch sowie Boden-Pflanze wurden keine Prüf- und Maßnahmenwerte für Gesamtgehalte in der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) festgeschrieben, da Zn bei der Gefahrenbeurteilung nur von geringer Bedeutung ist.

Kalkduengung mit Huetten- und Mischkalk

Das Projekt "Kalkduengung mit Huetten- und Mischkalk" wird/wurde ausgeführt durch: Christian-Albrechts-Universität Kiel, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung.Durch unterschiedliche Kalkgaben von Huetten- und Mischkalk wurden Standorte ueber mehrere Rotationen konditioniert. Ertragsuntersuchungen an Weizen, Gerste und Mais werden unter Beruecksichtigung der Entwicklung von Ertragskomponenten vorgenommen. Nebenwirkungen des Huettenkalkes auf die Gesunderhaltung von Aehren werden gesondert ueberprueft.

Aufwand und Qualitaet im Weinbau

Das Projekt "Aufwand und Qualitaet im Weinbau" wird/wurde gefördert durch: Bayerisches Staatsministerium für Landwirtschaft und Forsten. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau.Langfristige Auswirkungen unterschiedlicher Intensitaetsstufen, insbesondere bei der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln, mineralischen Duengemitteln und Unkrautbekaempfungsmitteln auf den Boden (Struktur; Humusgehalt; Naehrstoffgehalt), auf die Rebe (vegetative Entwicklung und Ertragsleistung) sowie auf die Qualitaet der Trauben und des Weines (Geruch, Geschmack, Inhaltsstoffe).

Die Wirkung verschiedener Formen der organischen Duengung im Vergleich zur Mineralduengung

Das Projekt "Die Wirkung verschiedener Formen der organischen Duengung im Vergleich zur Mineralduengung" wird/wurde ausgeführt durch: Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I.6 Varianten organische Duengung, 1 Variante ohne organische Duengung in Kombination mit 4 Varianten Mineralduengung = 28 Varianten. Organische Varianten: I = 250 dt/ha Tiefstallmist, II = 300 dt/ha Stapelmist, III = 300 dt/Ha Frischmist, IV = 60 dt/ha Gerstenstroh, V = 250 dt/ha Kompostmist, VI = 17-stuendiger Schafpferch, VII = ohne organische Duengung. Die organische Duengung erfolgt jedes dritte Jahr zur Hackfrucht. In der Fruchtfolge Zuckerrueben - Weizen - Hafer werden folgende Parameter erfasst: Ertraege, Naehrstoffumsatz, Naehrstoffbilanz, Naehrstoffuntersuchungen im Boden, bodenbiologische Untersuchungen, Klimafaktoren.

Nitrogen utilization pathways of soil microorganisms

Das Projekt "Nitrogen utilization pathways of soil microorganisms" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Kassel, Fachbereich 11 Ökologische Agrarwissenschaften.When organic material is available, soil microorganisms may either take up simple organic molecules directly and release the surplus nitrogen (N) into the soil in the form of ammonium (NH4+), or they may mineralize organic N first and take it up in the form of NH4+. The route of N uptake has implications for the competition for N between microorganisms and plants and therefore for the N nutrition of crops. The objective of the proposed study is to gain a better understanding of the factors controlling the relative importance of the two N utilization routes by soil microorganisms. In a first step, an assay to determine the extent of the extracellular deamination of amino acids in soil shall be developed and tested. In a second step, the new assay shall be applied in laboratory incubations in combination with other methods, namely gross N mineralization, mineralization of amino acid-N, and natural 15N abundance of the microbial biomass, to determine the factors affecting the relative importance of the two N uptake routes. In a third step, the same methods shall be applied in a field study, which will focus of the temporal effects of fertilization management, including organic and mineral fertilizers, and the interactions with crops.

Untersuchung der Mineralisation der organischen Substanz in Buntsandstein-, Muschelkalk- und Keuperboeden; Containerversuch im Freiland

Das Projekt "Untersuchung der Mineralisation der organischen Substanz in Buntsandstein-, Muschelkalk- und Keuperboeden; Containerversuch im Freiland" wird/wurde ausgeführt durch: Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau.1. Untersuchung des Einflusses des Ausgangsgesteins und der Bodenart, des Humusgehaltes, der Witterungsverhaeltnisse sowie der mineralischen N-Duengung auf die Mineralisation der organischen Substanz des Bodens. 2. Pruefung der Verlagerung und des Austrags von Nitrat-Stickstoff. 3. Untersuchung der Zusammenhaenge zwischen Stickstoffangebot im Boden und der N-Aufnahme durch die Rebe. - Die o.g. Zielsetzungen sollen in einem 3-faktoriellen Versuch mit folgenden Faktoren geprueft werden: Faktor A: Bodenausgangsgesteine: 1. Buntsandstein, 2. Muschelkalk, 3. Gipskeuper. Faktor B: 1. ca. 1 v.H. Humus, 2. ca. 2 v.H. Humus. Faktor C: 1. 0 kg N/ha, 2. 120 kg N/ha. - Die Versuchskombinationen werden in 6 Wiederholungen angelegt. Jeweils 3 WH werden bereits ab dem Anlagejahr mit jeweils einer Pfropfrebe bepflanzt. Die Bepflanzung der uebrigen 3 WH erfolgt nach 3-jaehriger Versuchszeit. Der Rauminhalt der Container betraegt 0,6 m3.

Kalkung/Düngung

a) Bodenschutzkalkung: Wiederholte flächige Ausbringung (Flug-, Blasegeräte, manuell) magnesiumreicher Karbonatkalke auf den Waldboden zum Schutz des Bodens (Kompensation eingetragener und gespeicherter Säure), seiner Bestockung (Ernährung, Benadlung, Vitalität) und waldbürtiger Gewässer (Transfer von Schwermetallen und Säure) - Einzelflächenplanung, Flächen-, Mengen-, Qualitätskontrolle durch Forstbezirke - Fachberatung, Gesamtflächenplanung, Ausschreibung, Zuschlagserteilung durch Geschäftsleitung des SBS b) Meliorationskalkung: Einmalige partielle Ausbringung (Pflanzplatz, Pflanzstreifen) und Einarbeitung (Lochbohrer, Fräse, manuell) magnesiumreicher Karbonatkalke in saure, basenarme Waldböden bei Begründung einer neuen Waldgeneration aus edaphisch anspruchsvollen Baumarten (Laubhölzer, Weißtanne), um deren Aufwachsen sowie den Anflug von Sukzessions-Baumarten zu sichern bzw. zu fördern. - Flächenplanung, Flächen-, Mengen-, Qualitätskontrolle durch Forstbezirke - Fachberatung durch Geschäftsleitung des SBS c) Düngung: Ausbringung von Mineraldüngern (Mengen- und/oder Spurenelemente) zur Behebung von diagnostizierten Ernährungsdefiziten und/oder -disharmonien - Flächenplanung, Flächen-, Mengen-, Qualitätskontrolle durch Forstbezirke - Fachberatung durch Geschäftsleitung des SBS Es werden Versuche bzw. Untersuchungen zur Wirkung von Bodenschutz- und Meliorationskalkungen auf Humus, Boden, Bodenwasser, Bodenvegetation, Kronen- und Ernährungszustand von Waldökosystemen durchgeführt (Meliorationskalkungen im Rahmen von Waldumbauversuchen, Bodenschutzkalkungen unter Praxisbedingungen).

Untersuchungen zum Abbau von Herbiziden in Boeden

Das Projekt "Untersuchungen zum Abbau von Herbiziden in Boeden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Phytomedizin.Es wird untersucht, in welcher Weise und in welchem Ausmass einige einzelne Faktoren wie Bodenfeuchtigkeit, Bodentemperatur, Sonnenlicht, Boden-pH, Sorption, Herbizidkonzentration, wiederholte Behandlung, Pestizidkombinationen und Zusatz von organischer Substanz und Duengesalzen den Abbau von Herbiziden beeinflussen koennen.

Beurteilung der Bioabfallverwertung mit Hilfe der CO2-Äquivalenz unter Einbeziehung weiterer Dünger

Das Projekt "Beurteilung der Bioabfallverwertung mit Hilfe der CO2-Äquivalenz unter Einbeziehung weiterer Dünger" wird/wurde gefördert durch: Entsorgergemeinschaft der Deutschen Entsorgungswirtschaft e.V.. Es wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung.Ziel des Projektes war die Ermittlung eines vereinfachten ökobilanziellen Ansatzes zum Emissionsvergleich verschiedener Verwertungs- und Entsorgungsoptionen von Bioabfall. Die Vereinfachung sollte über die CO2-Äquivalente erfolgen, da Kohlendioxid bezüglich der Masse die größten Emissionen darstellt und somit gut als maßgebendes Kriterium herangezogen werden kann. Trotz Reduktion, und der damit zwangsläufig verbundenen ungenaueren Emissionsaussage, sollte es möglich sein, verschiedene biologische Prozesse der Abfallbehandlung miteinander zu vergleichen und zu beurteilen. Ziel war es, ein Handwerkszeug zu schaffen, mit dem schnell, einfach und kostengünstig eine Entscheidungshilfe zum 'günstigsten' Weg des Bioabfalls gegeben werden kann. Bei der Verwertung des Bioabfalls zum Kompost wird, anders als bei der Behandlung zusammen mit Restmüll, die Möglichkeit einer längerfristigen Einbindung des enthaltenen Kohlenstoffs in Boden und Pflanzen gegeben. Dieser wird dem natürlichen Kohlenstoffkreislauf längerfristig entzogen, und trägt somit nicht zum Treibhauseffekt bei. Unter dem Aspekt des Treibhauseffektes ist die Bioabfallverwertung daher eine sinnvolle ökologische Verwertungsoption. So leistet Kompost auf Grund der Gehalte an organischer Substanz einen wichtigen Beitrag zur Bodenverbesserung. Weiterhin kann durch die im Kompost enthaltenen Nährstoffe mineralischer Dünger zum Teil substituiert werden. Das Projekt wird gemeinsam mit Fachgebiet Abfallwirtschaft/Abfalltechnik der Universität GH Essen bearbeitet.

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