Doktorarbeit: Optimization of Nutrient and Carbon Management of Agricultural Land in the Peri-Urban Region of Beijing with Intensive Animal Husbandry

Optimization of Nutrient and Carbon Management of Agricultural Land in the Peri-Urban Region of Beijing with Intensive Animal Husbandry

AGRARIA – Studien zur Agrarökologie, Band 34

Hamburg 2013, 204 Seiten
ISBN 978-3-8300-7456-4 (Print & eBook)

Available Phosporhus, Available Pottasium, Beijing, Carbon, Fertilizer Recommendations, Geoökologie, N-Incubation Experiment, N-Mineralisation, Nitrogen, North China Plain, Sulphur

Zum Inhalt

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Die Intensivierung der Landwirtschaft in China führt zu massiven Umweltproblemen. Einerseits werden durch gebietsweise hohe Viehbesatzdichten (durchschnittlich 11 Großvieheinheiten (GVE) ha-1 im landwirtschaftlichen Bezirk Shunyi der Stadt Peking) mehr organische Abfälle produziert, als auf die landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht werden können. Auf der anderen Seite nimmt der Einsatz mineralischer (insbes. Stickstoff-(N)) Dünger zu, was zusammen mit den organischen Düngern zu einer drastischen Überdüngung der Ackerböden führt. Zur Ableitung von Düngungsempfehlungen wurde der Status quo der Böden (Kohlenstoff (C), Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K) und Schwefel (S)) in den Bezirken Shunyi und Huairou der Stadt Peking bestimmt. 26 intensiv genutzte landwirtschaftliche Flächen, sowie Böden eines Düngungs-Langzeitversuches in Changping wurden dafür untersucht. Die Flächen repräsentieren den dort vorherrschenden Bodentyp (Eutric Cambisol mit schluffig-lehmiger Textur), die 5 repräsentativen Anbausysteme (Winterweizen/Sommermais, Chinakohl/Frühjahrsmais, Gemüse, Obstplantagen und Pappelplantagen) und verschiedene Düngevarianten. Nährstoffbilanzierungen der Felder sowie Bodenuntersuchungen ergaben, dass die Böden in den Bezirken Shunyi und Huairou überversorgt sind. Der Gehalt an heisswasserlöslichem Kohlenstoff ist auf fast allen Flächen erhöht, was ein Emissionsrisiko birgt. Die organische Bodensubstanz ist relativ niedrig, wobei auch 14 Jahre organische Düngung keine Erhöhung bewirken konnte (Langzeitversuch). Minerali-sierbarer Stickstoff, Schwefel, verfügbarer Phosphor und verfügbares Kalium ist im Überschuss vorhanden, außer in Weizen/Mais Rotationen und Pappelplantagen. Die Düngergaben sollten deswegen reduziert werden. Verschiedene Düngeempfehlungen gemäß Nährstoffgehalt der Böden, Anbausystem und Tierexkrementen von verschiedenen Tieren (Schweinemist, Rindermist, Schafsmist und Hühnermist) sowie für Gärrest und Kompost wurden berechnet. Des Weiteren wurde die Stickstoffmineralisation in einem aeroben Langzeitlaborversuch, sowie in einem Mineralisationsversuch in situ untersucht. Im Langzeitlaborversuch wurde eine potenzielle Stickstoffmineralisation von 126-684 kg N ha-1 y-1 bestimmt. Die Stickstoffmineralisation in dieser Gegend im Feld war nicht so hoch wie erwartet (28-56 kg N ha-1 von März bis Juli), doch sollte sie bei der Düngungsempfehlung beachtet werden. Zusätzlich wurde die Ammoniakvolatilisation nach Ausbringung verschiedener organischer und mineralischer Stickstoffdüngemittel und Substrate in einem Maisfeld im Sommer bestimmt. Die Volatilisation betrug 1-16% der aufgebrachten Stickstoffmenge. Aufgrund der relativ niedrigen NH3-Volatilisation von Gärrest (4.5%) und Kompost (3%) werden diese als Dünger empfohlen. Die Böden der Bezirke Shunyi und Huairou sind alkalisch, doch aufgrund der hohen Düngung und atmosphärischen Einträge wurde eine pH-Abnahme in den oberen Bodenschichten beobachtet. Daher sollte der pH-Wert weiter observiert werden und Kalkung in Betracht gezogen werden.

Aufgrund der hohen verfügbaren Nährstoffgehalte der Böden in den stadtnahen Randgebieten Pekings sollte die Düngung streng nach Pflanzenbedarf erfolgen. Die Zufuhr von organischen Reststoffen ist notwendig, um den Gehalt der Böden an organischer Bodensubstanz aufrecht zu erhalten bzw. ggf. zu steigern. Die Viehbesatzdichte von 11 GVE ha-1 im Shunyi Distrikt ist zu hoch und sollte auf 3-4 reduziert werden. Bis dahin sollten die Nährstoffe von Tierexkrementen als Kompost in Gebiete mit humusarmen Böden in der nordchinesischen Tiefebene transportiert werden.



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