VP22: Einfluss von Saattechnik, Pflanzenschutzmittelverzicht und N-Düngungsstrategie auf die N2O-Emissionen aus einem Winterweizenbestand
Lachgasemissionen können bis zu 80% der gesamten Treibhausgasemissionen im Pflanzenbau ausmachen. Die N2O-Freisetzung steigt in der Regel mit zunehmender Verfügbarkeit der Substrate (mineralischer N) für die mikrobiellen N2O-Bildung in Böden. Deshalb emittieren gedüngte Böden mehr N2O als ungedüngte Böden. Einen ähnlichen Effekt dürfte auch der Befall von Pflanzen mit Pathogenen haben, weil die N-Aufnahme dadurch vermindert wird und mehr mineralischer N für die N2O-Bildung zur Verfügung steht. Eine weitere wichtige Steuergröße der N2O-Freisezung ist die O2-Verfügbarkeit. Sie nimmt mit steigenden Wassergehalten ab und verstärkt so die N2O-Emissionen aus der Denitrifikation. Es ist zu erwarten, dass im NOcsPS System aufgrund der geringeren Pflanzenanzahl höhere Wassergehalte und somit auch höhere N2O-Emissionen auftreten. Aktuell wird die Möglichkeit zur Anwendung von Nitrifikationshemmstoffen zur N2O-Minderung diskutiert, weil sie die Nitratverfügbarkeit für Denitrifikanten vorübergehend verringern.
Da einige der o.g. Maßnahmen die N2O-Emissionen erhöhen und einige mindern können, kann die Gesamtwirkung des NOcsPS mit seinen spezifischen Bewirtschaftungsmaßnehmen auf die N2O-Freisetzung derzeit nicht abgeschätzt werden. Deshalb ist es das Ziel unserer Arbeiten, einen Emissionsfaktor für die direkte N2O-Emission des Gesamtsystems (NOcsPS 2) abzuleiten, der dann für die Bewertung der Klimawirkung herangezogen werden kann.
Übergeordnetes Ziel der Spurengasmessungen ist die Ableitung eines Emissionsfaktors der für Treibhausgasbilanzierungen des NOcsPS 2-Systems bzw. für Life Cycle Analysen verwendet werden kann.
Dabei werden die folgenden Hypothesen im Feldversuch überprüft:
- Der Emissionsfaktor für N2O-Emissionen im NOcsPS 2 unterscheidet sich von gängigen, aktuell eingesetzten Emissionsfaktoren (z.B. IPCC, Tier 1).
- Die Reduktion der N-Düngung der konventionellen Flächen in NOcsPS 2 auf 70% führt zu einer Verminderung der N2O-Emission.
- Die N2O-Emission ist aufgrund der geringeren Aussaatmenge und der daraus resultierenden geringeren Bestandesdichte bei Gleichstandsaat in NOcsPS 2 niedriger ist als bei konventioneller Aussaat.
- Ein Befall mit Septoria tritici führt zu einer Erhöhung der N2O-Emission aus Teilflächen im NOcsPS 2 gegenüber der Emission aus nicht befallenen Teilflächen.
- Durch den Einsatz eines Nitrifikationsinhibitors kann die N2O-Emission auch für das NOcsPS 2-System wesentlich gemindert werden.
Die N2O-Flussraten werden wöchentlich mit der "closed chamber"-Methode über ein ganzes Jahr hinweg bestimmt. Zusätzlich werden Messungen nach Ereignissen durchgeführt, die regelmäßig zu einem Anstieg der N2O-Flüsse führen (N-Düngung, Wiederbefeuchtung von stark abgetrocknetem Boden im Sommer sowie nach Tauereignissen im Winter). Mit Hilfe der kumulativen N2O-Freisetzung wird dann ein Emissionsfaktor für Winterweizen in NOcsPS 2 abgeleitet. Zudem wird der Einfluss einzelner Maßnahmen (Saattechnik, N-Düngungsstrategie (CULTAN), Befall des Weizens mit Septoria tritici und eines Nitrifikationshemmstoffes) auf die N2O-Emissionen bewertet.
Zeitgleich mit den Spurengasmessungen werden Bodenproben entnommen und die Nmin-Gehalte sowie die Bodenfeuchte bestimmt. Diese Daten sollen zur Parametrisierung der N2O-Flüsse genutzt werden.