Speicherung und Anreicherung von Phosphor in Böden und Fließgewässer Sedimenten in landwirtschaftlich genutzten Einzugsgebieten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Projekts war es, die Dynamik der Zwischenspeicherung von Phosphor (P) in landwirtschaftlichen Einzugsgebieten zu verstehen. Hier ist der Transfer von P zwischen verschiedenen Pools in Böden und Sedimenten noch immer kaum verstanden, insbesondere unter dem Einfluss wechselnder Redoxbedingungen. Boden- und Sedimentproben wurden mit gelöstem, O-angereichertem anorganischem P (Pi) markiert und 24 Wochen lang bei 20 und 5°C unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen inkubiert. Es wurden kurze und lange Trocknungs- und Wiederbefeuchtung-Zyklen sowie dauerhaft wassergesättigte Bedingungen simuliert. Die Proben wurden nach bestimmten Zeitintervallen geerntet und sofort mit einem modifizierten fünfstufigen sequentiellen P-Extraktionsprotokoll behandelt. Unser Ansatz zeigte eine ausgeprägte Dynamik der P-Pools im Laufe der Zeit. Während in Fließgewässersedimenten langfristig hauptsächlich labile P-Pools betroffen waren, waren stabilere Pools für Gewässerrandstreifen und Ackerböden von Bedeutung. Generell beobachteten wir, dass organische P-Pools eine unerwartete Rolle bei der mittelfristigen Speicherung von P spielten, die von einem intensiven enzymatischen Umsatz des aufgebrachten P durch Mikroorganismen begleitet wurde. Wiederholte Zyklen von Austrocknung und Wiederbefeuchtung hatten einen deutlichen Einfluss auf die P-Pools. Während der Boden der Gewässerrandstreifen eine robuste P-Senke darstellte, waren die Sedimente der Entwässerungskanälen nicht in der Lage, langfristig zusätzlichen P zu speichern. Darüber hinaus verdeutlicht der langfristige Anstieg des moderat labilen Pi in den Sedimenten von Entwässerungskanälen sowie in Ackerböden das Potential der Remobilisierung. Somit haben unsere Ergebnisse wichtige Auswirkungen auf die Bewirtschaftung von P in Agrarlandschaften in einem sich ändernden Klima. Sie bestätigen und unterstreichen die wichtige Rolle von begrünten Gewässerrandstreifen als Senke für P aus der Landwirtschaft. Außerdem wurde deutlich, dass die Rolle der Sedimente von Entwässerungskanälen als Zwischenspeicher für P in landwirtschaftlichen Einzugsgebieten geringer ist als erwartet. Unsere Ergebnisse verdeutlichen auch, dass Ackerböden erhebliche Veränderungen erfahren, wenn sie regelmäßigen Austrocknungs- und Wiederbefeuchtungszyklen ausgesetzt werden, was wichtig ist, wenn Bodenpartikel erodiert werden und in angrenzende Entwässerungskanäle und Bäche gelangen oder wenn es zu Überschwemmungen kommt. Daher muss der Transfer von gelöstem oder partikulärem P aus Ackerböden in die Sedimente von Entwässerungskanälen vermieden werden, um den P-Export in aufnehmende Oberflächengewässer zu verringern.
