Abteilung Pflanzenbau

Klimaeinfluss auf die interannuelle Variabilität von bewässerten Flächen in Europa - Artikel in Communications Earth & Environment

03.10.2024: In einem heute in der Zeitschrift Communications Earth & Environment veröffentlichten Artikel haben Wanxue Zhu und Stefan Siebert analysiert wie sich der Wechsel von trockenen und feuchten Jahren auf die Ausdehnung bewässerter Flächen in Europa auswirkt. Während es klar ist dass in trockenen Jahren der Bewässerungswasserbedarf pro Hektar bewässerter Fläche höher ist als in nassen Jahren, gibt es wenig Informationen dazu ob auch die bewässerte Fläche größer ist und falls ja, wie viel größer. Für die meisten Regionen in Europa gibt es dazu auch keine Daten, da Statistiken zur bewässerten Fläche nur in den Agrarstrukturerhebungen gesammelt werden, die alle 3-4 Jahre durchgeführt werden. Auf Grund der fehlenden Daten verwenden die meisten großräumig angewandten Modelle daher eine statische Landnutzung oder bilden bestenfalls langjährige Trends in der bewässerten Fläche ab, nicht jedoch die Variabilität zwischen den Jahren. Dies kann zu einer Unterschätzung der Bewässerungswasserbedarfes in Trockenjahren führen.

In der aktuellen Studie wurde mit dem Modell GCWM der Bewässerungsbedarf in Europa für 26 Kulturen im Zeitraum 1990-2020 in hoher Auflösung mit statischer Landnutzung berechnet und daraus ein Dürreindikator abgeleitet. Dann wurde mittels der vorhandenen Daten für die europäischen NUTS2-Regionen überprüft ob der Anteil der Fläche mit Bewässerungsinfrastruktur, der tatsächlich in den einzelnen Jahren bewässert wurde, korreliert ist mit dem Dürreindikator. Die für jede NUTS-Region abgeleitete Beziehung zwischen dem Dürreindikator und dem Bewässerungsanteil wurde dann genutzt um bewässerte Fläche in Abhängigkeit vom Dürrestatus flächendeckend zu schätzen und damit die Datenlücken in den Zeitreihen zu füllen.

Es wurde herausgefunden dass in den meisten Regionen Europas Dürrestatus und bewässerte Fläche positiv korreliert sind, d.h. dass die bewässerte Fläche in trockenen Jahren größer ist. Es gibt aber auch Länder, wie z.B. Spanien, in denen die bewässerte Fläche in trockenen Jahren geringer ist, was mit Einschränkungen in der Bewässerungswasserversorgung begründet werden könnte. Im analysierten Zeitraum 1990-2020 war die Gesamtbewässerungsfläche in Europa am höchsten im Trockenjahr 2018 und am geringsten in den feuchten Jahren 2002 und 2014 (siehe Abbildung). Welche Auswirkungen diese Variabilität der bewässerten Flächen auf Bewässerungswassernutzung und regionales Klima hat ist Gegenstand aktueller Forschung im Sonderforschungsbereich DETECT.


Anomalien in der bewässerten Fläche (links) und Dürrestatus (rechts) in den Jahren 2014 (oben) und 2018 (unten). Eine negative Anomalie bedeutet geringere Bewässerungsfläche, positive Anomalien höhere Bewässerungsfläche. In den meisten Regionen Europas ist die bewässerte Fläche in trockenen Jahren (braun) größer als in feuchten Jahren (grün).

Weitere Informationen:

• Link zur Veröffentlichung

Anprechpartner(innen) in der Abteilung Pflanzenbau:

• Prof. Dr. Stefan Siebert, Tel. 0551-39-24359, stefan.siebert@uni-goettingen.de
• Wanxue Zhu, Tel. 0551-39-24361, wanxue.zhu@agr.uni-goettingen.de

Zwei unserer Wissenschaftler*innen präsentieren ihre Arbeit beim 22. N Workshop in Aarhus, Dänemark

21.06.2024: Im Juni nahmen zwei Wissenschaftler*innen unserer Arbeitsgruppe für eine Woche am N-Workshop in der wunderschönen Stadt Aarhus teil. Die Tage waren mit Vorträgen und Postersessions über die verschiedenen Aspekte von Stickstoff (N) im Agrar- und Ernährungssektor gefüllt. Die Konferenz befasste sich mit dem Dilemma, Erträge und damit die menschliche Ernährung durch Stickstoffdüngung sicherzustellen und gleichzeitig Stickstoffverluste zu verringern, die zu Umweltverschmutzung und Klimawandel führen können.

Paulina Englert hielt einen Vortrag über die räumliche und zeitliche Variabilität von Lachgasflüssen (N₂O). Sie stellte die Ergebnisse aus 1,5 Jahren Feldarbeit im Rahmen des Projekts INFLUX vor. Im Mittelpunkt dieses Projekts steht ein Eddy-Kovarianz (EC) Fluxtower, der mit einem N₂O-Analysator ausgestattet ist und auf dem Versuchsgut der Universität Göttingen (Reinshof) installiert wurde. Die Ergebnisse waren für die N-Community von großem Interesse, da EC-N₂O-Messungen erst seit kurzem kommerziell verfügbar sind und es bisher weltweit nur wenige Türme gibt, die N₂O auf Ackerflächen messen. Der größte Vorteil der EC-N₂O-Messungen ist die hohe zeitliche Auflösung (halbstündliche Flüsse über das ganze Jahr hinweg). Auf diese Weise konnten wir hohe Emissionsspitzen nach Regenfällen oder Frost-Tau-Zyklen erfassen, die bei manuellen Kammermessungen leicht verpasst werden können, aber wesentlich zum Jahresbudget der N₂O-Emissionen beitragen. Zusätzlich haben wir die räumliche Variabilität der N₂O-Emissionen nach der Düngung an 100 Punkten rund um den Fluxtower mit einer mobilen Kammer gemessen. Im Laufe eines Tages schwankten sie zwischen 0,5 und 490 µg N₂O-N m^-2 h^-1 und zeigten eine Korrelation mit den räumlichen Schwankungen der Bodenfeuchte. Dies hebt den zweiten Vorteil von EC-N₂O-Messungen hervor: die räumliche Integration. In Zukunft werden uns EC-Messungen helfen, die N₂O-Emissionen von landwirtschaftlichen Flächen genauer zu erfassen und Minderungsstrategien zu entwickeln.

Dr. Antonios Apostolakis präsentierte ein beeindruckendes Poster über seine Arbeit der letzten 1,5 Jahre im Rahmen des TRUESOIL-Projekts. Er erklärte: „Die Art und Weise, wie wir unsere Lebensmittel anbauen, hat schwerwiegende Auswirkungen auf die Umwelt. So wird beispielsweise angenommen, dass die Umstellung der Bodenbearbeitung von Pflügen auf flaches Eggen die organische Substanz im Boden fördert. Könnte dies zur Abschwächung des Klimawandels genutzt werden? Möglicherweise! Aber zunächst müssen wir verstehen, wie sich verschiedene Bodenbearbeitungssysteme auf die Treibhausgasemissionen auswirken, und zwar nicht nur heute, sondern auch in einer Zukunft, in der extreme Klimaereignisse wie Dürren häufiger auftreten werden.“ Seine Ergebnisse aus unserem bereits 53-jährigen Bodenbearbeitungsversuch Garte-Süd zeigten, dass reduzierte Bodenbearbeitung im Vergleich zur konventionellen Bodenbearbeitung nicht zu höheren Vorräten an organischem Kohlenstoff im Boden führte, obwohl die Kohlenstoffverluste in Form von CO₂ geringer waren. Im Gegensatz dazu war das flache Eggen mit leichten Ertragseinbußen und einem höheren Risiko steigender N₂O-Emissionen verbunden, insbesondere unter den Bedingungen eines kontrollierten Dürreversuchs. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die reduzierte Bodenbearbeitung in feinkörnigen Ackerböden der gemäßigten Breiten kein Klimaschutzpotenzial zu haben scheint.

Ansprechpartner/-in der Abteilung Pflanzenbau:

• Dr. Antonios Apostolakis, Tel. 0551 39 25816, antonios.apostolakis@uni-goettingen.de
• Paulina Englert, Tel. 0551-39-25789, paulina.englert@uni-goettingen.de

Dr. Antonios Apostolakis präsentiert sein Poster mit dem Titel „Soil CO₂ and N₂O fluxes under wheat and barley in a conventional vs. reduced tillage field trial in Germany”.


Paulina Englert präsentiert die vorläufigen Ergebnisse ihrer Doktorarbeit im Projekt INFLUX, in welchem die räumliche und zeitliche Variabilität von Lachgas Flüssen in einer typischen deutschen Fruchtfolge untersucht werden.

Paulina Englert gewinnt Posterpreis auf der Tagung der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften

06.10.2023: Unsere Mitarbeiterin Paulina Englert gewinnt auf der Jahrestagung der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften den Preis für das beste Poster.
Ihr Poster mit dem Titel „Spatial and Temporal Variability of Nitrous Oxide Fluxes in a German Crop Rotation” zeigt erste Ergebnisse aus dem Projekt INFLUX, in dem sie seit September 2022 ihre Promotion durchführt. Die dargestellten Daten bieten erste Einblicke in die Entwicklung von Lachgas (N₂O) nach der Düngung der Zuckerrübe. Durch die erhöhte Verfügbarkeit von Nitrat und die feuchten Bodenbedingungen im Frühjahr 2023 stiegen die N₂O Emissionen an, trotz der geringen Stickstoffdüngung von nur 60 kg/ha. Dabei zeigt sich eine sehr hohe räumliche Variabilität der Emissionen (gemessen mit dem Licor-7820), die mit den bisher ausgewerteten Bodendaten noch nicht zu erklären ist. Ein noch deutlicherer Anstieg der N₂O Emissionen konnte mit Hilfe der Eddy Kovarianz Messungen Ende Juni nach einem starken Regen sowie ansteigenden Temperaturen im Anschluss an eine längere Trockenperiode gemessen werden. An der Auswertung der Eddy Kovarianz Daten wird zurzeit weiter gefeilt und wir freuen uns auf die Ergebnisse im Winterweizen und spannende Einsichten in die Lachgas-produzierenden Prozesse im Boden.

Anprechpartnerin in der Abteilung Pflanzenbau:

• Paulina Englert, Tel. 0551-39-25789, paulina.englert@uni-goettingen.de

Paulina Englert mit der Urkunde für den Posterpreis vor ihrem Posterbeitrag.