Auswaschung / Lysimeter

Auswaschung Lysimeter

Lysimeter sind mit Boden gefüllte Gefässe, an deren Unterseite das versickernde Bodenwasser aufgefangen werden kann. Die Lysimeter von Agroscope dienen der Erforschung des Wasser- und Stoffhaushaltes landwirtschaftlich genutzter Böden. Entdecken Sie in diesem Fachvideo die grösste Lysimeteranlage Europas, die 2009 bei Agroscope erstellt worden ist.

Wenn ein Boden mit Wasser gesättigt ist und mehr Niederschlag fällt, als die Pflanzen aufnehmen und vom Boden verdunstet, versickert das Bodenwasser in immer grössere Tiefen und erreicht den Auslass an der Unterseite des Lysimeters. Hier wird die Sickerwassermenge mit einem Kippzähler gemessen. Das Sickerwasser enthält leicht lösliche Stoffe, welche aus dem Boden ausgewaschen werden. Bei jeder Kippung fliesst eine kleine Wassermenge in eine Probenflasche. Jede zweite Woche wird eine Wasserprobe auf verschiedene Stoffe analysiert, wobei der Schwerpunkt auf Nitrat liegt. 

Einige Lysimeter stehen auf einer Waage, mit der das Gewicht alle 5 Minuten aufgezeichnet wird. Über die Gewichtsveränderungen und die Sickerwassermengen können die Niederschlagsmenge sowie die Evapotranspiration (Verdunstung) in einem bestimmten Zeitraum berechnet werden. Die Erhebung dieser Werte sowie die Messung des Wassergehalts in verschiedenen Bodentiefen des Lysimeters mit Hilfe von Sonden geben Aufschluss für den Wasserverbrauch landwirtschaftlicher Kulturen.

Lysimeteranlagen von Agroscope 

Agroscope betreibt zwei Anlagen mit grossen Lysimetern: eine mit 72 Gefässen (= Ly72) und eine mit 12 Gefässen (= Ly12). 

Standort Zürich-Reckenholz 
Höhe 440 m ü.M. 
Jahresniederschlag 1054 mm (Normwert der Periode 1981-2010) 
Jahrestemperatur 9.4 °C (Normwert der Periode 1981-2010) 
  Anlage LY72  Anlage LY12 
Inbetriebnahme  2009  1980
Gefässgrösse 1 m2 Oberfläche
1,50 m tief 
3 m2 Oberfläche
2,50 m tief
Gewicht 3 Tonnen  14 Tonnen
Böden

alles Monolithen
(Bodensäulen, die aus einem Acker gefräst worden sind):

  • Braunerde aus Grafenried BE (48 Gefässe)
  • Pseudovergleyte Braunerde aus Zürich-Reckenholz ZH (12 Gefässe)
  • Parabraunerde aus Schafisheim AG (12 Gefässe) 

alles eingefüllte Böden:

  • Kalkbraunerde auf Schotter (6 Gefässe)
  • Braunerde auf Moräne (6 Gefässe)

Nitratauswaschung unter Ackerkulturen

Unsere mehrjährigen Versuche mit Ackerkulturen haben zum Ziel, die aus dem Boden ausgewaschene Nitratmenge bei einer bestimmten landwirtschaftlichen Bewirtschaftung zu quantifizieren. Im Vordergrund steht dabei die Untersuchung verschiedener Anbausysteme (ÖLN, Biolandbau), Zwischenkulturen (mit unterschiedlichen Saat- und Umbruchszeitpunkten), Bodenbearbeitung (Pflug, Mulchsaat), Düngungsvarianten (verminderte und erhöhte Stickstoffdüngung) und Bodentypen. 

Projektmitarbeitende: Ernst Spiess, Volker Prasuhn, Clay Humphrys, Karin Meier-Zimmermann, Frank Liebisch 

Nitratauswaschung unter Gemüse

Seit 2017 wird auf der Anlage Ly12 untersucht, wie hoch die Nitratauswaschung unter einer Gemüse-Fruchtfolge ist und welchen Einfluss das Ernterückstände-Management (Belassen auf den Lysimetern bzw. Abfuhr der Ernterückstände) auf die Verluste hat. Dieser Versuch wird innerhalb des Forschungsprogramms "NitroGäu" für das Nitratprojekt in der Region "Gäu-Olten" (Kanton Solothurn) durchgeführt. 

Projektmitarbeitende: Ernst Spiess, Clay Humphrys, Reto Neuweiler, Volker Prasuhn, Frank Liebisch, Karin Meier-Zimmermann

Optimaler Einsatz von Recyclingdüngern im Biolandbau (Recycle4Bio)

Produktion und Einsatz von Recyclingdüngern aus Biogasanlagen steigen schweizweit stetig an. Zur mittelfristigen Wirkung in Bezug auf Erträge, Stickstoffausnutzung und -verluste sind jedoch viele Fragen offen. Auch zu Vor- und Nachteilen einer Kombination von Recyclingdüngern mit Pflanzenkohle fehlen Daten aus mehrjährigen Feldversuchen.

Ziel des Projektes ist es, die Ertragswirkung und Stickstoffausnutzungseffizienz von Recyclingdüngern in biologischen Produktionssystemen zu untersuchen und zu optimieren. Daneben werden Auswirkungen auf Boden- und Produktqualität und Nitratauswaschung untersucht. Dazu wurde ein mehrjähriger Exaktversuch mit verschiedenen Recyclingdüngern (Biogasgülle mit Kosubstrat, festes Gärgut und daraus hergestellter Kompost) mit oder ohne Zugabe von Pflanzenkohle angelegt. Parallel werden die Verfahren mit flüssigen Düngern auf 12 Gefässen der Ly72 Anlage auf quellespezifische Nitratauswaschung mittels 15N-stabiler Isotopenmarkierung untersucht.

Das Projekt ist eine Kooperation mit dem Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) und Agroscope und wird vom Bundesamt für Landwirtschaft gefördert. 

Projektmitarbeitende: Jochen Mayer, Michael Scheifele, Else Bünemann (FiBL), sowie Feld- und Labortechniker von FiBL und Agroscope

Assessment of micropollutant degradation using multi-element compound-specific isotope analysis

In diesem SNF-Sinergia-Projekt wurde eine neue Methode entwickelt, um den Abbau von Pflanzenschutzmitteln im Grundwasser nachzuweisen. Dafür stellte Agroscope die Anlage Ly12 zur Verfügung. Nach der Applikation wurden verschiedene Pflanzenschutzmittel und deren Metaboliten im Bodenwasser und im Sickerwasserausfluss analysiert.

Das Projekt wurde gemeinsam mit dem Zentrum für Hydrogeologie und Geothermie der Universität Neuenburg (D. Hunkeler), der EAWAG (T. Hofstetter, H.P. Kohler) und dem Helmholtz Zentrum München (M. Elsner) durchgeführt. 

Projektmitarbeitende: Volker Prasuhn, diverse Externe

SNF: Assessment of micropollutant degradation using multi-element compound-specific isotope analysis