Leaching of Nitrogen and Phosphorus from Agricultural Soils with Different Cropping Practices and with respect to Preferential Transport

Zwischen 2001 und 2004 wurde die Auswaschung von mineralischem und organischem N und P in Langzeitversuchen auf 2 unterschiedlichen Böden (Sand, Lößlehm) mit unterschiedlicher Bodenbearbeitung (konventionell mit Pflug, Minimalbodenbearbeitung), Bodennutzung (Ackerland, Grünland) und Düngung (ausschließliche Mineraldüngung und organische Düngung) ermittelt. Zur Beprobung des Sickerwassers wurden passive Glasfaser-Dochtsammler (engl. wick sampler bzw. PCAPS (Passive Capillary Samplers) verwendet. Vorversuche zeigten, dass sich verschiedene Glasfaserkünfte hinsichtlich ihrer hydrologischen Eigenschaften (Kapillarität) als auch ihrem Adsorptionsverhalten unterscheiden und auch die Vorbehandlung hierauf Einflüsse ausübt. Die in dieser Arbeit verwendeten Glasfaserkordeln wiesen eine geringe KAK von 23 µval 0.5 m-1 (= 99 µval 100 g-1) auf, was die Konzentrationsverläufe nicht entscheidend verändert haben dürfte. Die höchsten Konzentrationen an Mineralstickstoff (NO3-N + NH4-N) wurden allgemein Ende des Winters ermittelt, während die PO4-Konzentrationen im Spätsommer am höchsten waren. Dagegen wiesen die Konzentrationen an organischem N und P keinen ausgeprägten saisonalen Verlauf auf. Der durchschnittliche Anteil des Ammonium-N am Gesamt-N war mit 8 % im Sickerwasser des Ackerlands auf dem Sandboden am höchsten (etwa gleich nach mineralischer und organischer Düngung), auf dem Lössboden am niedrigsten (0,8 %, kein Einfluss der Bodenbearbeitung), und im Sickerwasser des Grünlands 2,3 %. Im Mittel des Untersuchungszeitraumes lag auf dem Lösboden in Soest 22 % des Gesamtstickstoffs in Sickerwasser als organisch gebundener Stickstoff vor (sowohl nach konventioneller als auch minimaler Bodenbearbeitung), während es auf dem Sandboden in Braunschweig, sowohl im Ackerland als auch im Grünland, lediglich 7 % waren. Der Anteil des organischem P am Gesamt-P betrug im Sickerwasser des Ackerbodens auf dem Sandboden 47 % nach Mineraldüngung, 27 % nach Gülledüngung und auf der Grünlandfläche 15 %. Im Sickerwasser des Lößlehms in Soest wurden 38 % (konventionelle Bodenbearbeitung) und 15 % (Minimalbodenbearbeitung) festgestellt. Auffällig war, dass die Konzentrationen an organischem N i.d.R. immer dann abnahmen, wenn die an organischem P zunahmen. Das deutet darauf hin, dass organische N-Verbindungen unabhängig von organischen P-Verbindungen ausgewaschen werden. In den meisten Situationen nahm auch die Konzentration an NO3-N immer dann ab, wenn die PO4- Konzentration zunahm. In diesen Situationen ist ein höherer Beitrag von Makroporen/Preferential Flow am Auswaschungsgeschehen anzunehmen. Das PO4/NO3-Verhältnis im Sickerwasser aller Standorte war generell im Spätsommer am höchsten, und überdurchschnittlich hoch im nassen Jahr 2002. Aus diesen Beobachtungen wird geschlussfolgert, dass das PO4/NO3-Verhältnis als ein Indikator für einen stärkeren Beitrag von Makroporen und Preferential Flow an der Auswaschung angesehen werden kann.