Für Einzugsgebiet der Parthe bei Leipzig wurden mit dem Simulationsmodells CANDY Untersuchungen zur Auswirkung der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung auf den Wasser- und Stickstoffhaushalt der Ackerflächen durchgeführt. Das Simulationsmodell CANDY bildet die Wasser- und Stoffverlagerungsprozesse im Boden eindimensional, vertikal gerichtet nach. Zur Überprüfung der Anwendbarkeit des Modells auf die Verhältnisse im Parthegebiet wurde CANDY an den Messdaten der Lysimeterstation Brandis validiert. Mess- und Modellwerte korrelieren dabei auf hohem Niveau. Im Anschluss an die Validierung konnten durch Kopplung des Modellsystems CANDY mit einem Geographischen Informationssystem Modellrechnungen auf Einzugsgebietsgröße durchgeführt werden. Grundlage dafür bilden durch Überlagerung und Verschneidung verschiedener räumlicher Informationsebenen gewonnene homogene Flächen. Die für die Simulation erforderlichen Informationen wurden aus den verfügbaren Datenquellen (thematische Karten, amtliche Statistiken, Literaturangaben) abgeleitet. Als problematisch hierbei stellte sich die Zuweisung punktuell gewonnener Messdaten (z. B. Bodendaten) zu charakteristisch gleichartigen Flächen heraus sowie die Erarbeitung schlagbezogener Bewirtschaftungsdaten aus Kreisstatistiken. Zur Darstellung von Gefährdungspotenzialen bezüglich des Stickstoffaustrages wurde eine Analyse der aktuellen Bewirtschaftung durchgeführt. Dabei wird wegen des agrarstrukturellen Wandels im Zuge der Wiedervereinigung beider deutscher Staaten zwischen den 1980er und 1990er Jahren unterschieden. Während sich die 1980er Jahre durch eine hohe Bewirtschaftungsintensität mit hohen Nährstoffüberschüssen von ca. 90 kg N /(ha*a) auszeichnen, sinken mit der agrarpolitischen Wende die Stickstoffüberschüsse um mehr als die Hälfte, bedingt vor allem durch einen weitaus geringeren Viehbesatz. In den 1990er Jahren wurden aufgrund des geringeren Stickstoffinputs weitaus geringere Stickstoffausträge erwartet. Es konnte aber gezeigt werden, dass die Nährstoffüberschüsse im Boden über sehr lange Zeit gespeichert wurden und erst allmählich, und zwar bis zu zehn Jahre nach dem Eintrag, hohe Stickstoffausträge verursachen. Dieser Umstand machte die Bewertung der Bewirtschaftung der 1990er Jahre insofern schwierig, als trotz geringerer Nährstoffzufuhr insgesamt höhere Stickstoffausträge als in den 1980er Jahren zu verzeichnen waren. Regressionsanalysen über den Zusammenhang von Stickstoffvorräten im Boden und Stickstoffaustrag zeigten, dass die Austräge der 1990er Jahre wesentlich neben dem aktuellen Stickstoffeintrag durch den Nmin-Gehalt des Bodens im vorausgegangenen Zeitraum bestimmt wird. Um das aktuelle Bewirtschaftungssystem bewerten zu können, war es notwendig, das System unter Gleichgewichtsbedingungen, trendfrei, zu bewerten. Dafür wurde die Bewirtschaftungsfolge der 1990er Jahre über 300 Simulationsjahre wiederkehrend mit Zufallswetter (ohne Berücksichtigung des globalen Klimawandels) gerechnet. Die Ergebnisse zeigen, dass insgesamt die Stickstoffausträge deutlich zurückgehen, bedingt vor allem durch eine geringere Stickstoffnachlieferung aus der organischen Bodensubstanz. Dennoch liegen die Nitratkonzentrationen im Sickerwasser bei Fortführung der unterstellten derzeitigen Bewirtschaftungsintensität noch deutlich über dem geforderten Trinkwassergrenz- bzw. -richtwert von 50 bzw. 25 mg Nitrat pro Liter. Eine alleinige Reduzierung des Viehbestandes im Parthegebiet reicht daher nicht aus, um die Stickstoffausträge in erforderlichem Maße zu senken. Deshalb wird empfohlen, die mineralische Düngung weiter zu senken, was auch im Sinne eines guten ökonomischen Wirtschaftens wäre, da ein Großteil des aufgebrachten Mineraldüngers nicht von den Pflanzen verwertet werden kann und direkt mit dem Sickerwasser ausgetragen wird. Organischer Dünger trägt langfristig zum Humusaufbau bei und steht im Gegensatz zu Mineraldünger auch über einen längeren Zeitraum zur Pflanzenaufnahme aber auch zur Auswaschung bereit.     «

Für Einzugsgebiet der Parthe bei Leipzig wurden mit dem Simulationsmodells CANDY Untersuchungen zur Auswirkung der landwirtschaftlichen Bewirtschaftung auf den Wasser- und Stickstoffhaushalt der Ackerflächen durchgeführt. Das Simulationsmodell CANDY bildet die Wasser- und Stoffverlagerungsprozesse im Boden eindimensional, vertikal gerichtet nach. Zur Überprüfung der Anwendbarkeit des Modells auf die Verhältnisse im Parthegebiet wurde CANDY an den Messdaten der Lysimeterstation Brandis validiert....     »

Investigations of the effect of the agricultural management on the water and nitrogen household of farmland were carried out in the river catchment area of the Parthe. The calculations were made with the simulation model CANDY, which simulates the water and material relevant processes in the soil in vertical direction. CANDY was validated at the measuring data of the lysimeter station Brandis to examine the applicability of the model on conditions in the Parthe area. Measuring and model values correlate on a high level. Following validating model calculations on the catchment area could be accomplished by coupling the model system CANDY with a geographical information system. Homogeneous surfaces that can be applied to the model were won by overlaying and blending of different spatial information levels. The information being necessary to simulate the water and especially Nitrogen flows were transferred from the available data sources (topic tables maps, official statistics, literature data) into the simulation system. A great problem here was the transfer of selectively measuring data (e.g. soil data) to characteristically homogeneous surfaces as well as the development of concrete management data from circle statistics. The 1980s and 1990s were differentiated because the reunification of both German states changed the agrarian structure, too. While the 1980s’ scenario was characterised by a high management intensity with high nutrient surplus of approx. 90 kg N/(ha*a), the nitrogen surplus sank about more than a half, because of a smaller live stock. Thus also smaller nitrogen outputs were expected for the 1990s. It could be shown that nitrogen in the soil was stored over a very long time, and only gradually, in fact up to ten years after the entry, it caused high nitrogen outputs. Because of this fact higher nitrogen outputs were noted in the 1990s than in the 1980s. Regression analyses over the connection of nitrogen input in the soil and nitrogen output showed that the output of the 1990er years substantially depended on the current nitrogen input but also on the Nmin-content of the soil in the preceding period. In order to be able to evaluate the current management system, it was necessary, to analyse the system in steady state. The management sequence of the 1990er was simulated about 300 years. Therefore synthetical weather was used without the influence of climatic change. The results show that altogether the nitrogen outputs decrease. This is a result of a smaller nitrogen subsequent delivery from the organic soil substance. But the nitrate concentrations of the percolation water are still above the 50 and 25 mg/l borderline for drinking water. An exclusive reduction of the live stocks in the Parthe area is not sufficient in order to reduce the nitrogen outputs in necessary measure. Therefore it is recommended to reduce mineral fertilization, too, also according to a good economic management. A large part of the applied mineral fertiliser cannot be used by the plants and is directly delivered with the percolation water. Organic fertilizer contributes to the structure of humus on a long-term basis and is, unlike mineral fertilizer, available for the plant admission, but also for washing over a long period.     «

Investigations of the effect of the agricultural management on the water and nitrogen household of farmland were carried out in the river catchment area of the Parthe. The calculations were made with the simulation model CANDY, which simulates the water and material relevant processes in the soil in vertical direction. CANDY was validated at the measuring data of the lysimeter station Brandis to examine the applicability of the model on conditions in the Parthe area. Measuring and model values c...     »