Messung und Modellierung der N₂O- und N₂-Bildung durch Denitrifikation in der Drainzone zur standortspezifischen Abschätzung des Nitratabbaus in der ungesättigten Sickerwasserzone unterhalb des Wurzelraumes (DeniDrain)

Land / Region: Deutschland

Projektanfang: 01.04.2023

Projektende: 31.03.2027

Projektstand: 01.12.2023

Grafische Darstellung des Vorhabenzieles: der Nitratabbau in der tiefen ungesättigten Zone (Drainzone) durch Dentrifikation. Quelle: BGR

Hintergrund:

Die Denitrifikation im Boden, also die Umwandlung von Nitrat zu stickstoffhaltigen Gasen wie N₂O und N₂, wird seit über 100 Jahren untersucht. Dabei konzentrieren sich die bisherigen experimentellen Untersuchungen stark auf den Oberboden, da hier die höchste mikrobielle Aktivität zu erwarten ist. Nur wenige Studien untersuchen den durchwurzelten Unterboden und noch weniger Arbeiten beschäftigen sich mit der ungesättigten Zone unterhalb der Pflanzenwurzeln. Daher bestehen bei der Quantifizierung des Nitratabbaus in der ungesättigten Sickerwasserzone unterhalb des Wurzelraums (Drainzone) noch große Unsicherheiten.

Projektziele:

Probenahmen der Bodenproben aus der Drainzone mittels Rammkernsonde Quelle: BGR

Das Ziel dieses Verbundvorhabens ist die Bestimmung der Minderung von Nitrateinträgen in das Grundwasser durch den Abbau von Nitrat durch Denitrifikation in der ungesättigten Sickerwasserzone unterhalb des Wurzelraums (Drainzone). Dabei zielt das Vorhaben besonders auf die standortdifferenzierte Bewertung des Nitratabbaus ab und adressiert eine verbesserte Prognosefähigkeit des Nitratumsatzes in der gesamten Drainzone. Dazu wird die Denitrifikation in Proben aus der Drainzone verschiedener Standorte mit unterschiedlichen Bodeneigenschaften und unterschiedlich mächtigen Drainzonen bestimmt. Die Denitrifikation wird durch die N₂O- und N₂-Emissionen aus intakten Bodenproben bestimmt. Damit wird das Vorhaben zur Verbesserung der Prognosefähigkeit des Nitratumsatzes in der gesamten ungesättigten Zone beitragen. Die gewonnenen Messdaten dienen auch der Modellentwicklung und Parametrisierung, sodass eine standortspezifische Bewertung des Nitratabbaus in der Drainzone ermöglicht werden soll.
Das Verbundvorhaben erweitert die vorhandenen Kenntnisse über die N₂O- und N₂-Emissionen aus dem Unterboden, speziell aus der Drainzone und legt damit auch die Grundlage zu einem Landmanagement, das die Emissionen aus dieser Zone vermindert.

Finanzierung

Die Förderung dieses Vorhabens erfolgt aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages. Die Projektträgerschaft erfolgt über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Förderkennzeichen 2822ABS032.

Partner:

Projektpartner in dem Verbundvorhaben ist das Institut für Agrarklimaschutz des Thünen-Instituts (Thünen: DeniDrain - Denitrifikation in der Drainzone (thuenen.de))