Im Maßnahmenraum Bergstraße startete die WRRL-Beratung am 01.11.2013 mit dem Wasserverband Hessisches Ried als Maßnahmenträger.

Seit dem 01.01.2016 wird die WRRL-Beratung durch den Wasser-, Boden- und Landschaftspflegeverband Hessen durchgeführt.

Der Maßnahmenraum Bergstraße umfasst die Gemarkungen:

Alsbach Bickenbach Eich Eschollbrücken Hähnlein Hahn Jugenheim Pfungstadt Seeheim Auerbach Bensheim Fehlheim Heppenheim Langwaden Lorsch Rodau Schwanheim Zwingenberg

Herbst-Nmin-Gehalte 2016 in Bergstraße

Die Herbst-Nmin-Beprobung im Maßnahmenraum (MR) Bergstraße wurde vom 18.11. bis 30.11.2016 durchgeführt. Es wurden insgesamt 80 Flächen bis in eine Bodentiefe von 90 cm beprobt und ausgewertet. Wie in den anderen Maßnahmenräumen, gab es auch hier Flächen, die noch vor der Herbst-Nmin-Probenahme für die Folgekultur organisch gedüngt wurden. Damit lassen sich die einzelnen sehr hohen Nmin-Werte mit über 200 kg N/ha in der Tiefe von 0-90 cm erklären.

Der Median aller ausgewerteten Flächen weist einen Nmin-Gehalt von 62 kg N/ha und liegt damit über dem Orientierungswert GW-Schutz (Abbildung 1). Nach Wintergerste, Zuckerrüben, Körnerfenchel und „keine Angabe“ wurden mittlere Nmin-Werte unter dem Orientierungswert für GW-Schutz gemessen. Die Mediane nach Winterweizen, Mais, Winterraps, sonstige Getreide und „Sonstige“ hingegen lagen über dem Orientierungswert GW-Schutz. Nur nach Winterraps wurden durchschnittlich über 100 kg N/ha gemessen. Der höchste Nmin-Wert in Bergstraße wurde mit 287 kg N/ha nach Winterraps ermittelt. Da diese Fläche langjährig organisch gedüngt wurde, kann diese hohe Nmin-Menge mit der allmählichen Mineralisation der organischen Substanz erklärt werden. Nach Winterweizen wurde ein Nmin-Median von 83 kg N/ha gemessen. Die für diese Kultur höheren Nmin-Werte im Jahr 2016 sind auf die vergleichsweise niedrigen Erträge zurückzuführen. Die gute Pflanzenentwicklung und guten Wachstumsbedingungen im Frühjahr sorgten für hohe Ertragserwartungen mit entsprechenden Nährstoffentzügen. Infolge der schlechteren Wachstumsbedingungen durch die hohen Niederschläge ab Mitte April konnten diese Erwartungen nicht erreicht werden (Abbildung 3).

Abbildung 1 - Ergebnisse der Herbst-Nmin-Beprobung im Jahr 2016 im MR Bergstraße dargestellt als Mediane der Bodenschicht 0-90 cm (Summe der Mediane 0-30 cm, 30-60 cm und 60-90 cm), nach den jeweiligen Kulturen und Kulturgruppen. Die Minima und Maxima sind als Spannweiten dargestellt. Die Anzahl (n) der ausgewerteten Proben steht in den Balken. In den Kulturgruppen sind folgende Kulturen zusammengefasst:

Sonstige Getreide: Winterroggen, Triticale, Braugerste, Sommergerste;

Sonstige: Ackergras, Dauergrünland, Heilpflanzen, Kartoffeln, Lupinen, Sommerzwiebel

In Abbildung 2 sind die Herbst-Nmin-Ergebnisse der Bodenschichten 0-30, 30-60 und 60-90 cm dargestellt. Der Gesamtmedian zeigt, dass sich mit jeweils 24 kg N/ha in der Schicht 0-30 cm und 30-60 cm der größte Teil des Nmin in den oberen beiden Bodenschichten befindet. Daraus lässt sich schließen, dass auf den beprobten Flächen im Maßnahmenraum Bergstraße insgesamt gesehen bisher keine nennenswerte Nmin-Verlagerung in tiefere auswaschungsgefährdete Bodenschichten stattgefunden hat. Bei der Betrachtung von einzelnen Kulturen und Kulturgruppen wie Winterweizen, sonstige Getreide, Winterraps und Sonstige konnten in der Bodenschicht 30-60 cm höhere Nmin-Gehalte als in der darüber liegenden Schicht festgestellt werden. Bei Körnerfenchel konnte in der Schicht 60-90 cm eine größere Nmin-Menge als in den darüber liegenden Schichten ermittelt werden. Diese Beobachtung könnte zumindest bei diesen Kulturen auf eine beginnende Nitratverlagerung hindeuten.

Abbildung 2 - Ergebnisse der Herbst-Nmin-Beprobung im Jahr 2016 im MR Bergstraße dargestellt als Mediane in den Tiefen 0-30, 30-60 und 60-90 cm nach den jeweiligen Kulturen und Kulturgruppen. Die Anzahl (n) der ausgewerteten Proben steht in den Balken. In den Kulturgruppen sind folgende Kulturen zusammengefasst:

Sonstige Getreide: Winterroggen, Triticale, Braugerste, Sommergerste;

Sonstige: Ackergras, Dauergrünland, Heilpflanzen, Kartoffeln, Lupinen, Sommerzwiebel

Fazit

Generell wurden bei der Herbstbeprobung 2016 vergleichsweise hohe Rest-N-Gehalte gemessen. Die für viele Kulturen und Kulturgruppen verhältnismäßig hohen Rest-N-Gehalte könnten eine Folge der im Allgemeinen ungünstigen Witterungsbedingungen mit geringen Ernteerträgen und Nährstoffentzügen sein (Abbildung 3). Ähnlich hohe Rest-Nmin-Gehalte in den benachbarten WRRL-Maßnahmenräumen scheinen diese Vermutung zu bestätigen. Besonders nach Getreide und Raps wurden häufig hohe Nmin-Werte ermittelt. Die Kultur Zuckerrübe, die im Vergleich zu anderen Kulturen erst spät im Jahr geerntet wird, konnte vielerorts gute Ernteerträge mit hohen Nährstoffentzügen erzielen. Diese Tatsache spiegelt sich auch in den gemessenen niedrigen Herbst-Nmin-Werten wieder.

Nach fast allen Kulturen und Kulturgruppen lassen sich Ausreißer mit sehr hohen Nmin-Gehalten feststellen. Diese können größtenteils auf langjährig organisch gedüngten Flächen beobachtet werden. Einige Ausreißer lassen sich auch durch eine bereits vor der Nmin-Probenahme erfolgte Düngung für die Folgekultur erklären.

Bei der Betrachtung der Herbst-Nmin-Werte für das gesamte Hessische Ried und für die Maßnahmenräume Nördliches Ried, Südliches Ried und Bergstraße ließen sich zur Herbstbeprobung lediglich nach einzelnen Kulturen Anzeichen einer Verlagerung in tiefere Bodenschichten erkennen.

Im MR Riedsande mit überwiegend sandigen Standorten konnte bodenartbedingt eine beginnende Verlagerung nach fast allen Kulturen und Kulturgruppen dokumentiert werden.

Abbildung 3 - Menge und Verteilung der Niederschläge [mm/m²] und Verlauf der Temperaturen [°C], (2 m auf der Erdoberfläche) in den Jahren 2014, 2015 und 2016 an der Wetterstation Allmendfeld

Im Herbst 2015 wurden auf 87 Acker- und Gemüse-Dauerbeobachtungsflächen im Maßnahmenraum (MR) Bergstraße die Rest-N_min-Gehalte gemessen. Die Probenahme fand im Zeitraum vom 18.11. bis 02.12.2015 statt.

Aufgrund der Trockenheit im Herbst 2015 konnten nicht alle Flächen bis in die Tiefe von 90 cm beprobt werden. Um vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, wurden für die aktuelle Auswertung daher nur 68 Flächen berücksichtigt, die im Bereich 0 bis 90 cm beprobt werden konnten.

In Abbildung 1 sind die Mediane der Rest-N_min-Gehalte unterteilt nach den drei beprobten Bodenhorizonten dargestellt. Der Gesamt-Median aller ausgewerteten Dauerbeobachtungsflächen liegt mit 62 kg N/ha über dem für den Grundwasserschutz als unproblematisch angesehenen Wert von 45 kg N/ha (Orientierungswert Grundwasserschutz). Insgesamt erzielen 45 % der beprobten Flächen Rest-N_min-Gehalte unterhalb dieses Orientierungswertes (Abb.1 und 2).

Abb. 1: Mediane der Rest-N_min-Gehalte [kg N/ha] der drei beprobten Bodenschichten unter den Erntefrüchten 2015 (Kategorie Sonstige: Dauergrünland, Feldgras, Heil- und Gewürzpflanzen, Hirse, Kartoffeln, Fenchel, Stilllegung; Kategorie Gemüse: Zwiebeln, Spargel) 

Bei den meisten Erntefrüchten und Erntefruchtkategorien lagen die mittleren Rest-N_min-Gehalte knapp über dem Orientierungswert von 45 kg N/ha (Abb. 1). Die Anbaufrüchte Winterweizen, Wintergerste und Mais überschreiten diesen Wert mit einem mittleren N_min-Gehalt von 67 kg N/ha, 61 kg N/ha bzw. 60 kg N/ha. Mit einem Median von 119 kg N/ha wurden unter der Erntefruchtkategorie „Gemüse“  Werte deutlich über dem Orientierungswert gemessen. Unter der Erntefruchtkategorie „Sonstige“ (Dauergrünland, Feldgras, Heil- und Gewürzpflanzen, Hirse, Kartoffeln, Fenchel, Stilllegung) wurde mit 16 kg N/ha ein Median deutlich unterhalb dieses Wertes ermittelt. Bei den meisten Anbaufrüchten befinden sich nur relativ geringe Rest-N_min-Gehalte in der Bodenschicht 60-90 cm. Eine beginnende Verlagerung des Stickstoffs durch Niederschläge kann daher noch nicht beobachtet werden.

Bei allen Kulturen zeigen sich hohe Rest-N_min-Gehalte in den oberen beiden Bodenschichten. Es ist zu vermuten, dass die Trockenheit im Sommer 2015 und die daraus resultierenden geringeren Erträge und Nährstoffentzüge durch das Erntegut zu erhöhten Rest-N_min-Gehalten führten. Besonders auf nicht beregneten Getreideflächen konnte häufig der eingesetzte Dünger nicht vollständig in Ertrag bzw. Eiweißgehalt umgesetzt werden.

In Abbildung 2 sind die Spannweiten der gemessenen Rest-N_min-Werte dargestellt. Die Maxima unter allen beprobten Kulturen liegen über dem Orientierungswert von 45 kg N/ha. Die Minima unter Raps und Gemüse entsprechen ungefähr diesem Wert. Unter allen anderen Erntefrüchten liegen die Minima unter diesem Wert. Der höchste N_min-Wert wurde mit 227 kg N/ha unter Winterweizen ermittelt. Der niedrigste N_min-Wert wurde mit 4 kg N/ha auf zwei Stilllegungsflächen (Kategorie „Sonstige“) gemessen.

Abb. 2: Mediane und Spannweiten der Rest-N_min-Gehalte [kg N/ha] unter den Erntefrüchten 2015 in Bergstraße  (Kategorie Sonstige: Dauergrünland, Feldgras, Heil- und Gewürzpflanzen, Hirse, Kartoffeln, Fenchel, Stilllegung; Kategorie Gemüse: Zwiebeln, Spargel)

Abb. 3: Mediane und Spannweiten der Rest-N_min-Gehalte [kg N/ha] unter den Erntefrüchten 2015 im gesamten Hessischen Ried (Kategorie Gemüse Sonstige: Kohl, Erbsen, Buschbohnen; Kategorie Sonstige: Ackergras, Kleegras, Luzerne, Sojabohnen, Blumen, Himbeeren, Stilllegung, Dauergrünland)

Rest-Nmin-Gehalte in Bergstraße im Vergleich zum gesamten Hessischen Ried

Beim Vergleich der Werte des MR Bergstraße mit den anderen Maßnahmenräumen lässt sich feststellen, dass die meisten Kulturen ähnliche bzw. tendenziell niedrigere Rest-N_min-Gehalte aufweisen als im Durchschnitt des gesamten Hessischen Rieds (Abb. 3). Insgesamt gesehen liegen die Rest-N_min-Gehalte im MR Bergstraße mit einem Gesamt-Median von 62 kg N/ha um ca. 12 % niedriger als im gesamten Hessischen Ried mit 70 kg N/ha. Lediglich auf Zuckerrübenflächen liegen die Rest-N_min-Gehalte mit 56 kg N/ha deutlich höher als auf Zuckerrübenflächen im gesamten Hessischen Ried mit 38 kg N/ha.

Es muss aber beachtet werden, dass es sich teilweise nur um wenige beprobte Flächen einer Kultur handelt. Ein repräsentativer Vergleich ist daher kaum möglich. Zudem wurde auf einzelnen Flächen bereits vor der N_min-Probenahme nach der Ernte der Hauptfrucht und zu Beginn der Folgefrucht (Zwischenfrucht, Winterrung) gedüngt. Der gemessene Rest-N_min-Gehalt dieser Flächen lässt daher kaum Rückschlüsse auf die Kulturführung der Hauptkultur zu.

Bei Betrachtung der Rest-N_min-Gehalte müssen standort- und kulturartspezifische Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Auf Böden mit hohem Mineralisierungspotenzial lassen sich hohe Rest-N_min-Werte unter anderem mit der N-Nachlieferung aus dem Boden bis zur Probenahme begründen. Vor allem in der Zeit von Mai bis August können je nach Temperatur und Bodenfeuchte 20 bis 80 kg N/ha aus dem Bodenvorrat nachgeliefert werden. Auch lassen sich bei einigen Erntefrüchten kulturartbedingte erhöhte Rest-N_min-Gehalte beispielsweise durch auf dem Feld verbliebene Erntereste kaum vermeiden.

Entwicklung der Rest-Nmin-Gehalte in den Jahren 2014 und 2015 in Bergstraße

Im Vergleich mit den Ergebnissen der Rest N_min-Gehalte aus dem Vorjahr zeigt sich, dass der prozentuale Anteil an Bodenproben mit Messwerten unterhalb des Orientierungswertes im Jahr 2014 bei 53 % und im Jahr 2015 bei 45 % lag. Es wurde ein Gesamt-Rest-N_min–Median aller untersuchten Flächen von 44 kg N/ha in 2014 und 62 kg N/ha in 2015 gemessen (Abb. 4).

Es muss jedoch beachtet werden, dass ein direkter Vergleich der Gesamt-Mediane im Jahresvergleich nur bedingt aussagekräftig ist, da sich die Gesamtflächenanzahl und der Umfang einer angebauten Kultur von Jahr zu Jahr deutlich unterscheiden können.

Abb. 4: Vergleich der Rest-N_min-Gehalte [kg N/ha] und Flächenanzahl in den
Jahren 2014 und 2015 in Bergstraße

Ein wesentlicher Unterschied zwischen den Rest N_min-Gehalten 2014 und 2015 ergibt sich bei der Betrachtung der N_min-Verteilung in den einzelnen Bodenschichten. Im Jahr 2014 wurde durchschnittlich 60-70 % der gemessenen Stickstoffmenge in Bodenschichten tiefer als 30 cm festgestellt. Vermutlich führten die starken Niederschläge im Juli und August 2014 bereits zu einer Verlagerung des Stickstoffs in tiefere Bodenschichten (Abb. 5). Im Jahr 2015 wurden relativ geringe Stickstoffmengen in der Bodenschicht 60-90 cm gemessen und damit keine Verlagerung des Stickstoffs in tiefere Schichten festgestellt. Ungefähr 44 % der Gesamt-Rest-N_min-Gehalte befanden sich zum Zeitpunkt der Probenahme in der Bodenschicht 0-30 cm.

Wie bereits dargestellt, wurden insgesamt gesehen im Vergleich zu 2014 höhere Rest-N_min-Gehalte im Boden gemessen. Die hohen Werte sind unter anderem auf die Sommertrockenheit 2015 zurück zu führen, die in einigen Fällen zu geringeren Erträgen und folglich zu geringeren Nährstoffentzügen durch die Erntefrucht geführt hat. Vor allem auf nicht beregneten Flächen konnte der eingesetzte Dünger häufig nicht vollständig in Ertrag umgesetzt werden. Die relativ hohen Rest-N_min-Gehalte bei Getreide scheinen diese Annahme zu belegen.

Abb. 5: Niederschlagsmengen [mm/m²] und Temperaturmittelwerte [°C] nach Monaten in den Jahren 2014 und 2015