Langzeitwirkungen von Gärresten in Energiepflanzenfruchtfolgen auf Bodeneigenschaften und Bodenprozesse unter den Bedingungen des ökologischen Landbaus:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Abschlussarbeit Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin
Köster
2021
|
Ausgabe: | 1. Auflage |
Schriftenreihe: | Weihenstephaner Schriften Ökologischer Landbau und Pflanzenbausysteme
14 |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XXVII, 327 Seiten Diagramme 27 cm x 19 cm |
ISBN: | 9783968310138 3968310136 |
Internformat
MARC
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---|---|
adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
..........................................................................................................
X
TABELLENVERZEICHNIS
.............................................................................................................
XV
ANHANG
................................................................................................................................XXIII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
...................................................................................................
XXVI
1.
EINLEITUNG
......................................................................................................................
1
2,
STAND
DES
WISSENS
......................................................................................................
7
2.1
QUALITAET
VON
BIOGASGAERRESTEN
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
SUBSTRATEINSATZ
UND
BIOGASPROZESS
...........
7
2.1.1
BIOGASSUBSTRATE
................................................................................................................
7
2.1.2
METHANERTRAEGE
................................................................................................................
13
2.1.3
BIOGASPROZESS
................................................................................................................
16
2.1.4
BIOGASGAERRESTE
...............................................................................................................
21
2.2
BIOGASPRODUKTION
IM
OEKOLOGISCHEN
LANDBAU
................................................................................
31
2.2.1
GESCHICHTE
UND
ZIELSETZUNG
DER
BIOGASPRODUKTION
......................................................
31
2.2.2
SUBSTRATBEREITSTELLUNG
FUER
DIE
BIOGASPRODUKTION
IM
OEKOLOGISCHEN
LANDBAU
.............
32
2.2.3
STOFFKREISLAEUFE
IN
OEKOLOGISCHEN
BETRIEBEN
MIT
BIOGASANLAGE
......................................
38
2.2.4
DUENGUNG
MIT
BIOGASGAERRESTEN
IM
OEKOLOGISCHEN
LANDBAU
............................................
40
2.2.5
ERTRAGS
UND
PRODUKTQUALITAETSVERAENDERUNGEN
DURCH
GAERRESTDUENGUNG
........................
42
2.2.6
WIRKUNGEN
VON
OEKOLOGISCHEN
BIOGASSYSTEMEN
AUF
TREIBHAUSGASEMISSIONEN
UND
ENERGIEBILANZEN
.......................................................................................................................
45
2.3
WIRKUNGEN
VON
BIOGASGAERRESTEN
AUF
BODENEIGENSCHAFTEN
UND
BODENPROZESSE
.......................
48
2.3.1
BIOGASGAERRESTE
UND
IHRE
WIRKUNG
AUF
BODENCHEMISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
PROZESSE
..................
55
VI
2.3.2
BIOGASGAERRESTE
UND
IHRE
WIRKUNG
AUF
BODENPHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
PROZESSE
56
2.3.3
BIOGASGAERRESTE
UND
IHRE
WIRKUNG
AUF
BODENBIOLOGISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
PROZESSE
57
2.4
INDIKATOREN
UND
METHODEN
ZUR
ANALYSE
DER
WIRKUNGEN
VON
BIOGASGAERRESTEN
59
2.4.1
CHEMISCHE
INDIKATOREN
60
2.4.1.1
ORGANISCHE
SUBSTANZ
60
2.4.1.2
METHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
ORGANISCHER
SUBSTANZ
62
2.4.2
BODENPHYSIKALISCHE
INDIKATOREN
64
2.4.2.1
AGGREGATSTABILITAET
64
2.4.2.2
METHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
AGGREGATSTABILITAET
65
2.4.3
BODENBIOLOGISCHE
INDIKATOREN
68
2.4.3.1
REGENWUERMER
.......................................................
68
2.4.3.2
METHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
VON
REGENWURMABUNDANZ
UND
BIOMASSE
68
2.4.3.3
BODENMIKROORGANISMEN
70
2.4.3.4
METHODEN
ZUR
ERFASSUNG
DER
MIKROBIELLEN
BIOMASSE
70
2.5
STAND
DES
WISSENS:
ZUSAMMENFASSUNG
72
2.6
ARBEITSHYPOTHESEN
74
3
MATERIAL
UND
METHODEN
75
3.1
VERSUCHSSTANDORT
75
3.2
VERSUCHSAUFBAU
UND
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
81
3.2.1
VERSUCHSAUFBAU
81
3.2.2
RAEUMLICHE
VARIABILITAET
DES
VERSUCHSFELDES
UND
DEREN
BEDEUTUNG
FUER
DIE
VERSUCHSAUSWERTUNG
88
VII
3.2.3
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
................................................................................................
92
3.3
GAERREST
UND
BODENUNTERSUCHUNGEN
..............................................................................................
95
3.3.1
GAERRESTUNTERSUCHUNGEN
..................................................................................................
95
3.3.2
ENTNAHME
UND
AUFBEREITUNG
VON
BODENPROBEN
...........................................................
96
3.3.3
BODENUNTERSUCHUNGEN
...................................................................................................
98
3.4
STATISTISCHE
AUSWERTUNG
................................................................................................................
101
4.
ERGEBNISSE
.................................................................................................................
102
4.1
ERGEBNISSE
DER
GAERRESTUNTERSUCHUNG
..................................................................................
102
4.2
ERGEBNISSE
DER
BODENCHEMISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
...........................................................
108
4.2.1
CORG
UND
NT-GEHALTE
UND
PH-WERTE
DES
BODENS
.......................................................
108
4.2.2
VERAENDERUNG
VON
CORG
UND
NT-GEHALTEN
ZWISCHEN
2010
UND
2014
..........................
114
4.2.3
P2O5
UND
KZO-GEHALTE
DES
BODENS
...........................................................................
116
4.2.4
CORG
UND
NT-GEHALTE
UND
PH-WERTE
IM
TEILVERSUCH
SUED
............................................
120
4.2.5
CHWI
UND
NHWI-GEHALTE
IM
TEILVERSUCH
SUED
.................................................................
124
4.2.6
ERGEBNISSE
DER
DICHTEFRAKTIONIERUNG
...........................................................................
130
4.2.7
ERGEBNISSE
DER
FESTKOERPER
13
C-KERNSPINRESONANZSPEKTROSKOPIE
.............................
134
4.2.8
GESAMTBEWERTUNG
DER
BODENCHEMISCHEN
ERGEBNISSE
..............................................
140
4.3
ERGEBNISSE
DER
BODENPHYSIKALISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
......................................................
143
4.3.1
TROCKENROHDICHTE
UND
PORENGROESSENVERTEILUNG
............................................................
143
4.3.2
AGGREGATSTABILITAET
..........................................................................................................
145
4.3.3
GESAMTBEWERTUNG
DER
BODENPHYSIKALISCHEN
ERGEBNISSE
..........................................
155
4.4
ERGEBNISSE
DER
BODENBIOLOGISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
..........................................................
157
4.4.1
REGENWUERMER
.............................................................................................................
157
VIII
4.4.1.1
HANDAUSLESE
DER
REGENWUERMER
................................................................................
157
4.4.1.2
VERMEIDUNGSPRUEFUNGEN
..............................................................................................
160
3.4.2
BODENMIKROORGANISMEN
..............................................................................................
163
4.4.3
GESAMTBEWERTUNG
DER
BODENBIOLOGISCHEN
ERGEBNISSE
.............................................
167
4.5
GESAMTBEWERTUNG
DER
GAERRESTWIRKUNGEN
IN
ENERGIEPFLANZENFRUCHTFOLGEN
.............................
169
4.5.1
ERTRAEGE
.............................................................................
.
..............................................
169
4.5.1.1
WINTERWEIZENERTRAEGE
DER
FRUCHTFOLGEN
......................................................................
169
4.5.1.2
RAEUMLICHE
VERTEILUNG
DER
WINTERWEIZENERTRAEGE
IN
DEN
FRUCHTFOLGEN
UND
VERSUCHSBLOECKEN
....................................................................................................................
171
4.5.1.3
GESAMTERTRAEGE
DER
FRUCHTFOLGEN
...............................................................................
175
4.5.2
KORRELATIONEN
DER
UNTERSUCHTEN
BODENPARAMETER
.......................................................
177
4.5.3
KOHLENSTOFF
UND
STICKSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
..........................................................
184
5.5.3.1
KOHLENSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
...................
184
4.5.3.2
STICKSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
...................................................................................
188
4.5.3.3
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
KOHLENSTOFF
UND
STICKSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
........
191
4.5.4
BEWERTUNG
......................................................................................................................
193
5.
DISKUSSION
..................................................................................................................
201
5.1
METHODENDISKUSSION
.................................................................
201
5.1.1
EXPERIMENTELLER
ANSATZ
.................................................................................................
201
5.1.2
METHODIK
DER
BODENCHEMISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
......................................................
207
5.1.3
METHODIK
DER
BODENPHYSIKALISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
.................................................
211
5.1.4
METHODIK
DER
BODENBIOLOGISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
....................................................
214
5.2
ERGEBNISDISKUSSION
........................................................................................................................
218
IX
5.2.1
GAERRESTUNTERSUCHUNGEN
...............................................................................................218
5.2.2
BODENCHEMISCHE
UNTERSUCHUNGEN
.............................................................................220
5.2.3
BODENPHYSIKALISCHE
UNTERSUCHUNGEN
.........................................................................
231
5.2.4
BODENBIOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
...........................................................................
236
5.2.5
GESAMTBEWERTUNG
DER
GAERRESTWIRKUNGEN
IN
ENERGIEPFLANZENFRUCHTFOLGEN
...............243
5.2.6
PRUEFUNG
DER
ARBEITSHYPOTHESEN
...................................................................................246
6.
FAZIT
UND
AUSBLICK
...................................................................................................
249
7.
ZUSAMMENFASSUNG
..................................................................................................
252
8.
SUMMARY
.............................................................................................
-
....................
258
9.
LITERATURVERZEICHNIS
.................................................................................................
263
10.
ANHANG
......................................................................................................................
312
ANHANG
1:
SUBSTRATEINSATZ
IN
DEUTSCHEN
BIOGASANLAGEN
....................................................312
ANHANG
2:
BODENCHEMISCHE
ERGEBNISSE
............................................................................
314
ANHANG
3:
BODENBIOLOGISCHE
ERGEBNISSE
...........................................................................323
ANHANG
4:
GETREIDEEINHEITSSCHLUESSEL
...................................................................................326
DANKSAGUNG
.........................................................................................................................327
|
adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
.
X
TABELLENVERZEICHNIS
.
XV
ANHANG
.XXIII
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.
XXVI
1.
EINLEITUNG
.
1
2,
STAND
DES
WISSENS
.
7
2.1
QUALITAET
VON
BIOGASGAERRESTEN
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
SUBSTRATEINSATZ
UND
BIOGASPROZESS
.
7
2.1.1
BIOGASSUBSTRATE
.
7
2.1.2
METHANERTRAEGE
.
13
2.1.3
BIOGASPROZESS
.
16
2.1.4
BIOGASGAERRESTE
.
21
2.2
BIOGASPRODUKTION
IM
OEKOLOGISCHEN
LANDBAU
.
31
2.2.1
GESCHICHTE
UND
ZIELSETZUNG
DER
BIOGASPRODUKTION
.
31
2.2.2
SUBSTRATBEREITSTELLUNG
FUER
DIE
BIOGASPRODUKTION
IM
OEKOLOGISCHEN
LANDBAU
.
32
2.2.3
STOFFKREISLAEUFE
IN
OEKOLOGISCHEN
BETRIEBEN
MIT
BIOGASANLAGE
.
38
2.2.4
DUENGUNG
MIT
BIOGASGAERRESTEN
IM
OEKOLOGISCHEN
LANDBAU
.
40
2.2.5
ERTRAGS
UND
PRODUKTQUALITAETSVERAENDERUNGEN
DURCH
GAERRESTDUENGUNG
.
42
2.2.6
WIRKUNGEN
VON
OEKOLOGISCHEN
BIOGASSYSTEMEN
AUF
TREIBHAUSGASEMISSIONEN
UND
ENERGIEBILANZEN
.
45
2.3
WIRKUNGEN
VON
BIOGASGAERRESTEN
AUF
BODENEIGENSCHAFTEN
UND
BODENPROZESSE
.
48
2.3.1
BIOGASGAERRESTE
UND
IHRE
WIRKUNG
AUF
BODENCHEMISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
PROZESSE
.
55
VI
2.3.2
BIOGASGAERRESTE
UND
IHRE
WIRKUNG
AUF
BODENPHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
PROZESSE
56
2.3.3
BIOGASGAERRESTE
UND
IHRE
WIRKUNG
AUF
BODENBIOLOGISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
PROZESSE
57
2.4
INDIKATOREN
UND
METHODEN
ZUR
ANALYSE
DER
WIRKUNGEN
VON
BIOGASGAERRESTEN
59
2.4.1
CHEMISCHE
INDIKATOREN
60
2.4.1.1
ORGANISCHE
SUBSTANZ
60
2.4.1.2
METHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
UND
CHARAKTERISIERUNG
ORGANISCHER
SUBSTANZ
62
2.4.2
BODENPHYSIKALISCHE
INDIKATOREN
64
2.4.2.1
AGGREGATSTABILITAET
64
2.4.2.2
METHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
DER
AGGREGATSTABILITAET
65
2.4.3
BODENBIOLOGISCHE
INDIKATOREN
68
2.4.3.1
REGENWUERMER
.
68
2.4.3.2
METHODEN
ZUR
BESTIMMUNG
VON
REGENWURMABUNDANZ
UND
BIOMASSE
68
2.4.3.3
BODENMIKROORGANISMEN
70
2.4.3.4
METHODEN
ZUR
ERFASSUNG
DER
MIKROBIELLEN
BIOMASSE
70
2.5
STAND
DES
WISSENS:
ZUSAMMENFASSUNG
72
2.6
ARBEITSHYPOTHESEN
74
3
MATERIAL
UND
METHODEN
75
3.1
VERSUCHSSTANDORT
75
3.2
VERSUCHSAUFBAU
UND
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
81
3.2.1
VERSUCHSAUFBAU
81
3.2.2
RAEUMLICHE
VARIABILITAET
DES
VERSUCHSFELDES
UND
DEREN
BEDEUTUNG
FUER
DIE
VERSUCHSAUSWERTUNG
88
VII
3.2.3
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
.
92
3.3
GAERREST
UND
BODENUNTERSUCHUNGEN
.
95
3.3.1
GAERRESTUNTERSUCHUNGEN
.
95
3.3.2
ENTNAHME
UND
AUFBEREITUNG
VON
BODENPROBEN
.
96
3.3.3
BODENUNTERSUCHUNGEN
.
98
3.4
STATISTISCHE
AUSWERTUNG
.
101
4.
ERGEBNISSE
.
102
4.1
ERGEBNISSE
DER
GAERRESTUNTERSUCHUNG
.
102
4.2
ERGEBNISSE
DER
BODENCHEMISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
.
108
4.2.1
CORG
UND
NT-GEHALTE
UND
PH-WERTE
DES
BODENS
.
108
4.2.2
VERAENDERUNG
VON
CORG
UND
NT-GEHALTEN
ZWISCHEN
2010
UND
2014
.
114
4.2.3
P2O5
UND
KZO-GEHALTE
DES
BODENS
.
116
4.2.4
CORG
UND
NT-GEHALTE
UND
PH-WERTE
IM
TEILVERSUCH
SUED
.
120
4.2.5
CHWI
UND
NHWI-GEHALTE
IM
TEILVERSUCH
SUED
.
124
4.2.6
ERGEBNISSE
DER
DICHTEFRAKTIONIERUNG
.
130
4.2.7
ERGEBNISSE
DER
FESTKOERPER
13
C-KERNSPINRESONANZSPEKTROSKOPIE
.
134
4.2.8
GESAMTBEWERTUNG
DER
BODENCHEMISCHEN
ERGEBNISSE
.
140
4.3
ERGEBNISSE
DER
BODENPHYSIKALISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
.
143
4.3.1
TROCKENROHDICHTE
UND
PORENGROESSENVERTEILUNG
.
143
4.3.2
AGGREGATSTABILITAET
.
145
4.3.3
GESAMTBEWERTUNG
DER
BODENPHYSIKALISCHEN
ERGEBNISSE
.
155
4.4
ERGEBNISSE
DER
BODENBIOLOGISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
.
157
4.4.1
REGENWUERMER
.
157
VIII
4.4.1.1
HANDAUSLESE
DER
REGENWUERMER
.
157
4.4.1.2
VERMEIDUNGSPRUEFUNGEN
.
160
3.4.2
BODENMIKROORGANISMEN
.
163
4.4.3
GESAMTBEWERTUNG
DER
BODENBIOLOGISCHEN
ERGEBNISSE
.
167
4.5
GESAMTBEWERTUNG
DER
GAERRESTWIRKUNGEN
IN
ENERGIEPFLANZENFRUCHTFOLGEN
.
169
4.5.1
ERTRAEGE
.
.
.
169
4.5.1.1
WINTERWEIZENERTRAEGE
DER
FRUCHTFOLGEN
.
169
4.5.1.2
RAEUMLICHE
VERTEILUNG
DER
WINTERWEIZENERTRAEGE
IN
DEN
FRUCHTFOLGEN
UND
VERSUCHSBLOECKEN
.
171
4.5.1.3
GESAMTERTRAEGE
DER
FRUCHTFOLGEN
.
175
4.5.2
KORRELATIONEN
DER
UNTERSUCHTEN
BODENPARAMETER
.
177
4.5.3
KOHLENSTOFF
UND
STICKSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
.
184
5.5.3.1
KOHLENSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
.
184
4.5.3.2
STICKSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
.
188
4.5.3.3
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
KOHLENSTOFF
UND
STICKSTOFFWIEDERFINDUNGSRATEN
.
191
4.5.4
BEWERTUNG
.
193
5.
DISKUSSION
.
201
5.1
METHODENDISKUSSION
.
201
5.1.1
EXPERIMENTELLER
ANSATZ
.
201
5.1.2
METHODIK
DER
BODENCHEMISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
.
207
5.1.3
METHODIK
DER
BODENPHYSIKALISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
.
211
5.1.4
METHODIK
DER
BODENBIOLOGISCHEN
UNTERSUCHUNGEN
.
214
5.2
ERGEBNISDISKUSSION
.
218
IX
5.2.1
GAERRESTUNTERSUCHUNGEN
.218
5.2.2
BODENCHEMISCHE
UNTERSUCHUNGEN
.220
5.2.3
BODENPHYSIKALISCHE
UNTERSUCHUNGEN
.
231
5.2.4
BODENBIOLOGISCHE
UNTERSUCHUNGEN
.
236
5.2.5
GESAMTBEWERTUNG
DER
GAERRESTWIRKUNGEN
IN
ENERGIEPFLANZENFRUCHTFOLGEN
.243
5.2.6
PRUEFUNG
DER
ARBEITSHYPOTHESEN
.246
6.
FAZIT
UND
AUSBLICK
.
249
7.
ZUSAMMENFASSUNG
.
252
8.
SUMMARY
.
-
.
258
9.
LITERATURVERZEICHNIS
.
263
10.
ANHANG
.
312
ANHANG
1:
SUBSTRATEINSATZ
IN
DEUTSCHEN
BIOGASANLAGEN
.312
ANHANG
2:
BODENCHEMISCHE
ERGEBNISSE
.
314
ANHANG
3:
BODENBIOLOGISCHE
ERGEBNISSE
.323
ANHANG
4:
GETREIDEEINHEITSSCHLUESSEL
.326
DANKSAGUNG
.327 |
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