Veränderung des Nitratabbauvermögens tieferer Bodenschichten durch Stickstoffüberversorgung:
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INHALTSVERZEICHNIS
Symbole und Einheiten 1
Verzeichnis der Abbildungen 5
Verzeichnis der Tabellen 9
1. EINLEITUNG 10
1.1 Problemstellung 10
1.2 Zielsetzung 13
2. BIOCHEMIE UND CHEMIE VERSCHIEDENER
NITRATABBAU-VORGÄNGE 14
2.1 Mikrobiologische Redoxreaktionen 15
2.1.1 Denitrifikation/Dissimilatorische Nitratreduktion 17
2.1.1.1 Organotrophe Denitrifikation 17
2.1.1.2 Lithotrophe Denitrifikation 20
2.1.1.3 Nitratammonifikation 21
2.2 Chemo-Denitrifikation 22
2.3 Zusammenfassung 24
3. EINFLUSSGRÖSSEN DER DENITRIFIKATION IN DER
UNGESÄTTIGTEN UND GESÄTTIGTEN ZONE 25
3.1 Sauerstoff 25
3.2 Bodenfeuchte 26
3.3 pH-Wert 27
3.4 Elektronendonatoren 28
3.4.1 Organische Substanz 28
3.4.2 Reduzierte Schwefelverbindungen 29
3.5 Nitrat 29
3.6 Pflanzenwurzeln 30
3.7 Temperatur 30
3.8 VoAandensein von JDerätrifikanten 31
3.9 Pestizide 33
3,IÖSehwennetaMe 34
3.11 Zusammenfassung: Grobe Wichtung der verschiedenen
Faktoren auf die Limitierung der Denitrifikation 35
4. METHODISCHE ANSÄTZE ZUR BESTIMMUNG DER
DENITRIFIKATION 37
4.1 Indirekte Methoden: Bestimmung der Denitrifikation
mittels Stickstoffbilanzen 37
4.2 Direkte Methoden: Bestimmung der Denitrifikation
mittels Fluß-Messungen 38
4.2.1 15N-Direktaethode 39
4.2.2 Acetylen-Inhibierungs-Methode 39
5. POTENTIELLE DENITRIFIKATION IN UNGE-
SÄTTIGTER UND GESÄTTIGTER ZONE 41
5.1 Bestimmung der potentieHen Denitrifikation anhand
anaerober Inkubationsversuche 42
5.2 Bestimmung von mikrobiell verfügbarem Kohlenstoff anhand
chemischer Extraktionen 45
5.3 Bestimmung von mikrobiell verfügbarem Kohlenstoff anhand
der freigesetzten CO2-Menge 48
5.4 Potentielle Denitrifikation als Funktion der
Kohlenstoffverfügbarkeit im Boden 48
5.5 Abschätzung des Denitrifikationsvermögens 52
5.6 Sulfatbildungsvermögen 55
5.7 Zusammenfassung 56
6. DENITRIFIKATION IN DER WURZELZONE:
METHODEN UND ERGEBNISSE 58
6.1 Methoden zur Quantifizierung der Denitrifikation
in der Wurzelzone 58
6.2 Ergebnisse 59
6.2.1 Denitrifikationsraten 59
6.2.2 Jährliche N-Verluste durch Denitrifikation 62
6.3 Diskussion 64
6.4 Zusammenfassung 68
7. DENITRIFIKATION IN DER NICHT DURCHWURZELTEN
WASSERUNGESÄTTIGTEN ZONE; METHODEN UND ERGEBNISSE 69
7.1 Methoden zur Identifikation und Quantifizierung der Denitrifi-
kation in der nicht durchwurzelten wasserungesättigten Zone 69
7.2 Ergebnisse aus N-Bilanzen 71
7.2.1 Untersuchungen an Bewässerangskulturen 71
7.2.2 Untersuchungen auf LöE in Miedersachsen 73
7.3 Ergebnisse aus der Interpretation der Nitratgehalte von Bodenprofilen 74
7.3.1 Untersuchungen auf Löß im niederbayerischem Gäu 74
7.3.2 Untersuchungen auf Löß im Raum Bonn 75
7.3.3 Untersuchungen auf Löß im Raum Göttingen 79
7.3.4 Untersuchungen auf Löß im Raum Hannover 82
7.3.5 Untersuchungen auf Sand des Schüttensteiner Waldes 82
7.3.6 Untersuchungen an verschiedenen dänischen Böden 86
7.3.7 Untersuchungen an verschiedenen sandigen Böden in der
Bundesrepublik 90
7.4 Untersuchungen der Hydrochemie des Sickerwassers an der
Grundwasseroberfläche 98
7.4.1 Untersuchungen im Einzugsgebiet des Niederterrassen-
Aquifers Mussum 98
7.4.2 Untersuchungen in den Einzugsgebieten der
Hauptterrassen-Aquifere Gatzweiler und Dülken 99
7.4.3 Untersuchungen im Einzugsgebiet Löhnen 99
7.4.4 Untersuchungen im Einzugsgebiet Liedem/Schüttensteiner Wald 103
7.5 Diskussion und Zusammenfassung 104
8. DENITRIFIKATION IM GRUNDWASSER:
METHODEN UND ERGEBNISSE 107
8.1 Methoden ?,ur Identifikation und Quantifizierung der
Denitrifikation im Grundwasser 107
8.2 Untersuchungen im Gebiet der Niederrheinischen Bucht 111
8.3 Untersuchungen im Einzugsgebiet des Wasserwerks Fuhrberg 116
8.4 Untersuchungen in Ost-Medersachsen 121
8.5 Untersuchungen im Karup-Becken/Dänemark 122
8.6 Untersuchungen des Kalkaquifers im Norden Frankreichs 123
8.7 Diskussion und Zusammenfassung 126
% RISlKQABSCHÄTZliNG: ERHÖHTE NITRATGEHALTE TIEFERER
BODENSCHICHTEN DURCH NACHLASSEN DER DENITRIFIKATION 129
9.1 Regionale Differenzierungen 129
9.2 Nitratabbaa and Nachlieferung oxidierbarer organischer Substanz 133
9.3 Handlungsbedarf 135
1§. ZUSAMMENFASSUNG (deirtsch/eaglisch) 139
11. LITERATUR 144 |
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