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Title (Primary) From lysimeter to field scale – Examining the transferability of lysimeter measurements to predict nitrogen leaching from tile drained arable fields and evaluating the reliability of measurement results from different lysimeter types
Author Bednorz, D.;
Journal PhD Dissertation
Year 2017
Department BOPHY; BOSYS;
Volume 11/2017
Language englisch;
POF III (all) T31;
UFZ wide themes RU1;
UFZ inventory Leipzig, Bibliothek, Reportsammlung, 00521185, 17-0700 F/E
Halle, Bibliothek, 00521024, 17-0699
Magdeburg, Bibliothek, 00521031, 17-0698 MA : RS
Abstract Die landwirtschaftliche Nutzung und die damit einhergehende Verwendung stickstoffhaltiger Düngemittel ist eine der Hauptquellen für diffuse Nitrat-Einträge in Oberflächen- und Grundwasser. Stickstoff liegt vorrangig organisch-gebunden im Boden vor und wird unter feuchtwarmen,  aeroben  Bedingungen  sehr  schnell  über  Ammonium  zu  Nitrat  umgewandelt. Dabei ist Nitrat von den verschiedenen Stickstoffspezies die mobilste, da es aufgrund seiner negativen Schichtladung generell gelöst vorliegt. Somit wird die Nitratdynamik im
Wesentlichen  durch  das  lokale  Fließregime  gesteuert,  wodurch es  zwingend  erforderlich ist,  die  hydrologischen Bedingungen im  Feldmaßstab zu  ermitteln.  Es  ist  aber  praktisch nicht umsetzbar, für jede landwirtschaftliche Nutzfläche einzelne Fallstudien durchzuführen. Um den Gebietswasserhaushalt als wichtigsten Einflussfaktor auf die Nitrat-Dynamik, zu beschreiben, sind daher Lysimeter seit Jahrzehnten das Mittel der Wahl. Dabei wird die Übertragbarkeit von Messergebnissen, die mit einfachen nicht-wägbaren Gravitationslysimetern (NWGL) gewonnen werden, als kritisch bewertet und gemäß Literatur sollen tech-
nisch  besser  ausgerüstete  und  zusätzlich tensionsgesteuerte  Lysimeter  zuverlässigere Ergebnisse liefern. Im Gegensatz zu diesen besitzen NWGL aber den Vorteil, dass sie nicht nur kostengünstiger und wartungsextensiver sind, sondern dass sie an vielen europäischen Standorten vorhanden sind und somit ein breites Spektrum klimatischer, bodenkundlicher sowie nutzungsspezifischer Bedingungen abdecken. In dieser Arbeit wurden aufbauend auf Lysimeter- und Feldexperimenten sowie numerischen Simulationen Antworten auf folgende Fragen gegeben:
(i) Können NWGL-Messergebnisse  und  darauf  aufbauende  Simulationen  direkt  zur  Beschreibung des Wasserhaushaltes auf Feldebene übertragen werden und worin bestehen ihre Limitierungen?
(ii) Wie  beeinflussen  unterschiedliche  Standortverhältnisse  den  Wasserhaushalt  und  die Stickstoffkinetik  und  wie  kann  dies  aufbauend  auf  NWGL-Messungen  numerisch nachvollzogen werden?
(iii) Wie wird das  Abflussverhalten von  Lysimetern durch die untere Randbedingung  beeinflusst und kann durch eine Tensionssteuerung die Zuverlässigkeit von Lysimeterergebnissen erhöht werden?
ID 19681
Persistent UFZ Identifier http://www.ufz.de/index.php?en=20939&ufzPublicationIdentifier=19681
Bednorz, D. (2017):
From lysimeter to field scale – Examining the transferability of lysimeter measurements to predict nitrogen leaching from tile drained arable fields and evaluating the reliability of measurement results from different lysimeter types
Dissertation, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III - Agrar- und Ernährungswissenschaften, Geowissenschaften und Informatik
PhD Dissertation 11/2017
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ, Leipzig, 99 pp.