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25-11-2019 | Originalarbeit | Issue 1-2/2020 Open Access

Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 1-2/2020

Organischer Kohlenstoff in Bächen – Auswirkungen ackerbaulicher Bewirtschaftungspraktiken

Journal:
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft > Issue 1-2/2020
Authors:
Mag. Dr. Gabriele Weigelhofer, DI Alexandra Tiefenbacher, DI Dr. Martin Brandl, DI Dr. Peter Strauss
Important notes

Hinweis des Verlags

Der Verlag bleibt in Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutsadressen neutral.

Zusammenfassung

Mit über 45 % Flächenanteil stellt die Landwirtschaft die dominante Landnutzungsform in Niederösterreich dar. Durch landwirtschaftliche Nutzung werden große Mengen an gelöstem organischem Material in Bäche eingebracht. Dieses organische Material führt zu einer Veränderung von Gewässerprozessen und beeinträchtigt den ökologischen Zustand der Gewässer. Das Ziel dieser Studie war es, die Auswirkungen verschiedener Bewirtschaftungspraktiken auf die Menge und die Qualität des gelösten organischen Materials in Fließgewässern zu untersuchen und die Folgen dieser Einträge auf den aquatischen Kohlenstoffumsatz und den Sauerstoffverbrauch abzuklären.
Im Sommer 2017 und 2018 wurden Wasserproben aus Bächen mit unterschiedlicher Umlandnutzung, Kläranlagenabflüssen und der Donau in Niederösterreich entnommen und die Konzentrationen an gelöstem organischem Kohlenstoff (DOC) und Nährstoffen analysiert. Weiters wurde in kontrollierten Laborversuchen untersucht, wie sich Extrakte aus unterschiedlichen organischen Quellen, wie Wald- und Ackerboden, Blättern und Gülle, auf die mikrobielle Atmung in Bachsedimenten auswirken. Im Rahmen von Perkolationsversuchen analysierten wir die Auswirkungen von Düngung auf die Konzentrationen von organischem Material im Porenwasser unterschiedlicher Bodentypen.
Die Freilanderhebungen zeigen, dass die Konzentrationen an gelöstem organischen Kohlenstoff und Nährstoffen mit zunehmender Nutzung des Umlands durch Landwirtschaft oder Siedlungen ansteigen. Zudem kam es zu einer Anreicherung an labilen organischen Stoffen, was auf eine Belastung durch Mikroorganismen und auf erhöhte mikrobielle Umsatzraten in den Gewässern hindeutet. In den Laborversuchen führten manche DOC-Quellen, wie z. B. Gülle- oder Kuhfladenextrakt, zu einer signifikanten Erhöhung des bakteriellen Sauerstoffverbrauchs. Leicht verfügbare Kohlenstoffquellen haben somit das Potenzial, den Sauerstoffverbrauch in Gewässern zu stimulieren, wobei deren Wirkung sowohl von der Menge und Art der Kohlenstoffquelle als auch von der Beschaffenheit und der stofflichen Vorbelastung der Sedimente abhängt. In den Perkolationsversuchen führte eine nitratbasierende Düngung, unabhängig von der Art des Düngers (mineralisch oder organisch) zu einer Reduktion der DOC-Konzentrationen im Sickerwasser. Der Grund für diese Reduktion könnte in einer Stimulation der Mineralisierung von organischem Material im Boden durch das eingebrachte Nitrat liegen. Unsere Studie weist auf die Bedeutung einer ausreichend langen Bodenpassage hin, um Fließgewässer in landwirtschaftlichen Regionen vor dem Eintrag von labilem organischen Kohlenstoff zu schützen. Das ist gerade im Hinblick auf eine prognostizierte Anhäufung von Trockenheit und Starkregenereignissen in der Zukunft wichtig, die zu einem verstärkten Eintrag von Bodenmaterial in Oberflächengewässer führen kann.
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