N2O-Freisetzung beim Anbau von Energiepflanzen

Abstract

Bodenbürtige Emissionen von Lachgas (N2O) stellen einen nicht unerheblichen Beitrag für die Treibhausgasbilanz von Energiepflanzen dar. Verschiedene Faktoren wie Bodenart, Temperatur, Niederschläge, Bodenbearbeitung (ein- oder mehrjährige Kulturen) und die Intensität der Düngung können generell die N2O-Bildung und insbesondere die durch die Düngung induzierten N2O-Emissionen beeinflussen. N2O-Emissionsraten wurden mittels Gasflussmesskammern und gaschromatografischer Konzentrationsbestimmung auf Parzellen des Versuchsfeldes ermittelt. Die Parzellen hatten drei Stickstoffdüngungsstufen (0 kg N ha-1 a-1, 75 kg N ha-1 a-1, und150 kg N ha-1 a-1). Die Nitratkonzentration im Boden wurde mit Ionenchromatografie gemessen. Der Mittelwert der jährlich akkumulierten N2O-N-Emissionen an allen Messstellen betrug 1,4 kg N2O-N ha-1 a-1. Je nach Düngungsgabe, angebauter Kultur und Untersuchungsjahr lagen die akkumulierten Emissionen zwischen 0,5 kgN2O-N ha-1 a-1 und 3,8 kg N2O-N ha-1 a-1. Der Mittelwert der jährlichen düngungsinduzierten N2O-N-Emissionen von allen Parzellen war 0,7 %. Dieser mittlere Emissionsfaktor (Verhältnis von N2O-N-Emissionenzur Stickstoffgabe) lag im Bereich von 0,2 % bis 1,6 %. Mehrjährige Kulturen weisen einen niedrigeren mittleren Emissionsfaktor (0,4 % bei Düngungsgaben von 75 und 150 kg N ha-1 a-1) auf als einjährige Kulturen(0,7 % bei 75 kg N ha-1 a-1 und 0,9 % bei 150 kg N ha-1 a-1). Im Verlauf der Untersuchungen seit 1999 wurden mehrere starke und über mehrere Wochen andauernde N2O-Emissionsquellen mit Maxima bis zu 1400μg N2O m-2 h-1 erfasst. Diese lokalen Spitzenwerte verursachten hauptsächlich den Anstieg des Emissionsfaktors von Parzellen mit 150 kg N ha-1 a-1 Düngungsgabe im Vergleich zu Parzellen mit 75 kg N ha-1 a-1 Düngungsgabe. Obgleich sich Düngung und Bodenbearbeitung auf die N2O-Flüsse stark auswirken, war die Witterung ein ausschlaggebender Faktor für die N2O-Emissionen. Im Gegensatz zur schwachen Korrelation zwischen N2O-Emissionen und Bodennitrat wiesen Niederschläge eine enge Korrelation zu N2O-Emissionen auf.