Atmogener N‐Eintrag in Boden und Pflanze am Standort Bad Lauchstädt: Ergebnisse aus ¹⁵N‐Gestützten direktmessungen (ITNI‐System) im Vergleich zur indirekten Quantifizierung aus N‐Bilanzen des Statischen Dauerdüngungsversuches

Abstract

Die durchschnittliche N‐Emission betrug in Deutschland Anfang der 90er Jahre 2,1 Mill, t N/a (Ammoniak/Ammonium und NO_x). Daraus resultiert unter Berücksichtigung von Ex‐ und Import von Stickstoff in der Atmosphäre bei Annahme einer gleichmäßigen Verteilung über die gesamte Bundesrepublik eine durchschnittliche N‐Deposition von 45 kg/ha*a. Über die Höhe der tatsächlichen jährlichen N‐Deposition und dessen Verteilung herrscht jedoch noch große Unsicherheit. Die üblichen Bestimmungsmethoden, Wet Only‐ und Bulk‐Sammler, lieferten jedoch nur Werte von ca. 30 kg N/ha *a. Diese Werte beinhalten nicht die gasförmige Deposition und die direkte N‐Aufnahme durch die Pflanze. Zur exakten direkten Bestimmung des gesamten atmogenen N‐Eintrages in das System Boden‐Pflanze wurde daher das IT??‐Meßsystem (ITNI = Integral Total Nitrogen Input) entwickelt. Es basiert auf der ¹⁵N‐Isotopenverdünnungsmethode, d.h. anstatt die deponierten Stickstoflkomponenten der Atmosphäre zu markieren, was in Feldversuchen nicht möglich ist, wird in einem Gefäß mit Pflanzenbewuchs (Boden‐Pflanze‐System) ein [¹⁵N]Ammoniumnitrat‐Tracer eingesetzt und die Verdünnung dieses ¹⁵N‐Tracers durch den aufgenommenen atmogenen Stickstoff als Maß für die eingetragene N‐Menge gemessen. Mit diesem System wurden in den Jahren 1994 bis 1998 am Standort Bad Lauchstädt Gesamt‐N‐Einträge von durchschnittlich 64 ±12 kg/ha und Jahr gemessen. Eine Möglichkeit der indirekten Bestimmung des gesamten atmogenen N‐Eintrages in das System Boden‐Pflanze ergibt sich aus der Stickstoffbilanz von langjährigen Feldversuchen ohne N‐Düngung. Für den “Statischen Düngungsversuch Bad Lauchstädt”; erhält man danach jährliche Stickstoffdepositionen von 50–60 kg/ha und Jahr und bestätigt damit die mit dem ITNI‐System gemessenen Werte. Ferner wird diese Größenordnung durch andere Dauerfeldversuche in Deutschland und Europa erhärtet.

The average annuale N emission of Germany amounts to 2.1 mill t N/ha (ammonia/ ammonium, NO_X). Assuming a homogeneous distribution over the whole area of Germany an average N deposition of 45 kg/ha and year can be calculated from this value. The real deposition rate is rather uncertain up to now. The present‐day practice is taking into account only a deposition of about 30 kg N/ha and year. The standard methods of wet only and bulk collectors do not account for the gaseous deposition and the direct uptake of nitrogen by the aerial plant parts. Therefore to measure the real overall N‐input into a soil/plant system the ITNI‐System (Integrated Total N Input) was developed and introduced. It is working after the ¹⁵N isotope dilution method. Because it is not possible to label the N compounds of the atmosphere the system itself is labelled with a [¹⁵N]ammonium nitrate‐tracer. Through the dilution of this tracer by nitrogen derived from the atmosphere the total input of airborne nitrogen can be determined. In the period of 1994 till 1998 at the Bad Lauchstädt location an average annual deposition of 64 ±12 kg/ha and year was measured with this system. An indirect approach to determine the total N‐input in the soil/plant system is the calculation from N balances of long term field experiments. In this way a N‐deposition of 50–60kg/a and year is obtained from the “Static Fertilisation Experiment Bad Lauchstädt”;.

Schlüsselwörter:

• Atmogene Stickstoffdeposition
• Boden
• Dauerfeldversuche
• Isotopenverdünnung
• Stickstoff‐15
• Pflanzen

Keywords:

• Airborne nitrogen deposition
• Isotope dilution
• Nitrogen‐15
• Long term field experiment
• Plant
• Soil

Notes

Address for correspondence: UFZ ‐ Umweltforschungszentrum Leipzig‐Halle GmbH, Sektion Bodenforschung, Theodor‐Lieser‐Str. 4, D‐06120 Halle.