Nitrat im Trinkwasser - wo liegen die Ursachen?

[Manfred]

Die topagrar 3/2017 greift ebenfalls den neuen Nitratbericht des BMUB auf.
Dieser hat massive statistische Mängel.
Laut dem Statistik-Professor Walter Krämer von der Uni Dortmund stand das Machwerk sogar auf dem ersten Platz in der Auswahlliste zur "Unstatistik des Monats", bekam diesen Titel aber wegen des aufgrund des Umfangs der Daten zu aufwändigen Nachweises dann doch nicht verliehen.

topagrar hat einige Daten nachgerechnet.
Im neuen EUA Messnetz (das noch immer nicht repräsentativ ist...)
liegt die Zahl der auffälligen Messstellen bei 18%, nicht bei 28% wie von Hendricks behauptet.
Bereinigt man das Ergebnis mit dem landesweiten Anteil an Ackerflächen (die im Messstellennetz überrepräsentiert sind) liegt das Ergebnis sogar nur noch bei 13,5%.

Die statistische Überschneidung von auffälligen Nitratwerten und Viehdichte beträgt nur 31%, die Überschneidung mit N-Überschuss-Karten sogar nur 12%.

Außerdem wurden für das Messstellennetz oberflächennahe Grundwasserproben herangezogen. Dort sind die Werte naturgemäß höher (das hat auch das BMUB auf Nachfrage zugegen) als in den tiefen Grundwasserschichten, aus denen das Trinkwasser entnommen wird.
In den oberen Bodenschichten gehört das Nitrat ja zu den normalen Nährstoffkreisläufen. Gäbe es dort kein Nitrat, würden die Pflanzen verhungern...

[emil17]

Um von hinten anzufangen:
Die Tabelle ist ein Zeugnis einer nicht erfolgreich bekämpften Nitratflut.
Bei einer Nutzfläche von insgesamt 16,7 Mio ha und einem Bilanzüberschuss (der nicht im System bleibt) von 50kg/ha (die Werte streuen von 40 - 80) werden also pro Jahr in Deutschland 835'000 Tonnen Stickstoff zuviel in die Landschaft gepumpt.

Einmal sind die Werte auf die gesamte landwirtschaftliche Nutzfläche umgerechnet, also alles zusammengemittelt und deshalb immer noch erschreckend hoch (80 kg N/ha sind, wie wir inzwischen wissen, 280 kg Nitrat/ha, denn da steht ausdrücklich Nitratstickstoff).
Trinkwasser ist das wichtigste Lebensmittel, und da drin haben hohe Nitratkonzentrationen nichts verloren.

10 - 20 kg N/Jahr sind inzwischen die Stickstoffeinträge in industrialisieren Ländern aus der Luft. Eine Folge davon ist, dass die artenreichen und sensiblen Magerwiesen immer fetter und trivialer werden. Das hat mit deinem Klee nichts zu tun.

Zum Thema Humusaufbau: Wenn auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche intensiver Ackerbau betrieben wird, nimmt im Vergleich zum Grünland der Humusvorrat pro Fläche ab. Bevor du nicht quantifizieren kannst, wieviel längerfristig stabiler Humus (in Tonnen pro ha und Jahr) gebildet wird, ist das alles Rätselraten.
Welche Mengen N-Fixierung sind also erheblich?

Was mich an der Argumentation, ausser Papier werde nichts produziert und das Problem bestehe gar nicht, da ja Nitrat nicht giftig ist, und der Grenzwert sei viel zu tief, grundsätzlich stört:
Hier versucht man, rein wirtschaftliche Interessen über die Sache zu stellen. Genau diese Argumente kommen immer und überall, wo eine Industrie oder Lobby ihre rein pekuniären Interessen gegenüber der Umwelt durchsetzen oder verteidigen will.
Ihr wollt Dünger drauftun, weil das das Einkommen erhöht. So einfach ist das. Dann steht wenigstens dazu.

Außerdem wurden für das Messstellennetz oberflächennahe Grundwasserproben herangezogen. Dort sind die Werte naturgemäß höher (das hat auch das BMUB auf Nachfrage zugegen) als in den tiefen Grundwasserschichten, aus denen das Trinkwasser entnommen wird.
In den oberen Bodenschichten gehört das Nitrat ja zu den normalen Nährstoffkreisläufen. Gäbe es dort kein Nitrat, würden die Pflanzen verhungern...

Das ist natürlich Unsinn hoch drei, denn das leicht lösliche Nitrat gelangt bei intakten Ökosystemen gar nie in nennenswerter Konzentration in die Bodenlösung. Das wird entweder gar nicht ins Bodenwasser agegeben, sondern von den Bodenmikroben und Mykorrhizapilzen gleich an die Pflanzenwurzeln weitergeleitet, oder wird sofort an den Humus gebunden und im Ionenaustauschverfahren von den Wurzeln aufgenommen.
Warum glaubst du, muss der pflanzenverfügbare Bodenstickstoff so mühsam analytisch bestimmt werden (früher gabs das Kjelldahl-Verfahren), wenn man doch einfach den Nitratgehalt des Bodenwassers bestimmen und damit einen Dreisatz rechnen könnte?
Ein Extrembeispiel ist der Amazonas-Regenwald: dort kommt bei sehr hohem Niederschlagsüberschuss praktisch destilliertes Wasser unten raus. Wären die Pflanzen so dumm und würden den Nährstoffkreislauf über das Bodenwasser abwickeln, dann würden sie in der Tat sehr bald verhungern. Aber auch unsere Wälder und unser nicht überdüngtes Dauergrünland funktionieren so.
Wenn man durch intensiven Ackerbau den Bodenhumus zum Verschwinden bringt und auch noch Starkzehrer zu Höchsternten pushen muss, dann geht das nur über freies Nitrat. Das ist leider inzwischen der Normalfall, weil das auf so riesigen Flächen gemacht wird.

Mal abgesehen davon: was ist eine repräsentative Messstelle? Wer definiert das und was sind die Kriterien?

[Manfred]

Die meisten anderen Länder entnehmen einfach aus allen tatsächlich genutzten öffentlichen Trinkwasserbrunnen proben.
Damit ist ihr Messstellennetz zu 100% repräsentativ.

Wenn man weniger als 100% nutzt, sollte dieses weniger die 100% mögl. gut abbilden.
Das ist in Deutschland nicht mal annähernd der Fall.
Bis vor kurzem wurde ein Messstellennetz aus besonders hoch belasteten Bodenkörpern genutzt.
Kürzlich wurde dieses Netz (von ich meine 160) auf über 1000 Messstellen erweitert.
Die Zahl auffälliger Messstellen ist dadurch von ca. 50% auf die oben erwähnten 18% gefallen.
Aber dieses Netz ist noch immer nicht repräsentativ. Erstens bildet es nicht die Verteilung der Brunnen ab und zweitens stammen die Proben aus anderen Bodenschichten.

Der Boden wird inzwischen als aquatischer Lebensraum angesehen. Da mag zu Zeiten deiner Ausbildung noch anders gewesen sein.
Heißt das Mikrobenleben spielt sich Großteils in der Bodenlösung ab. Der Stoffaustausch erfolgt über die Bodenlösung.
Irgendwas um die 1 bis 5% der Bodenstickstoffmenge liegt idR als anorganischer Stickstoff in Form von Nitrat und Ammonium vor.
Deshalb werden auch die in der Bodenlösung verfügbaren Nährstoffe untersucht.
z.B.
http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/ ... _Mayer.pdf

Und natürlich ist jedes funktionierende Ökosystem darauf ausgerichtet Nährstoffe zu akkumulieren.
Aber auch im tropischen Regenwald wirst du in der Wurzelzone (besonders im oberen Bereich, dort wo der Großteil der mikrobiellen Aktivität in diesem Ökosystem stattfindet) entsprechende Nährstoffmengen in der Bodenlösung finden.
Die Bäume sondern ihre Nährstoffe zur Lenkung der Mikroben in die Bodenlösung ab und holen sich von dort, was die Mikroben ihrerseits absondern. Einen direkten Austausch gibt es sicher auch, besonders mit Endophyten.

Und natürlich wird der Klee bei der Berechnung berücksichtigt. Deswegen muss man diesen ja mit angeben.
Über den Sinn oder vielmehr Unsinn dieser Formeln lässt sich trefflich streiten.
Alleine schon dass Klee bei unterschiedlicher Stickstoffdüngung eine sehr unterschiedliche Fixierung hat, macht diese Regel obsolet. Wenn Leguminosen ihren Stickstoff frei Haus erhalten, investieren sie nämlich deutlich weniger in die Partnerschaft mit Wurzelbakterien. Sprich je höher die N-Düngung, desto geringe die Fixierungsleistung.
Außerdem wissen wir längst, dass die Knöllchenbakterien nur einen Bruchteil der mikrobiellen Fixierung ausmachen.
Siehe z.B. die stickstofffixierenden Archaeen, die massenhaft in den Böden vorhanden sind, aber erst seit ein paar Jahren nennenswerte Beachtung finden. Vorher hielt man sie für etwas seltsame Bakterien, von denen keiner so recht wusste, wofür sie gut sein sollen.

Was den Humus angeht:
Laut Wikipedia (mit wird immer unwohler dabei, diese Quelle zu verlinken)
https://de.wikipedia.org/wiki/Humus
kann man im humosen Oberboden von einem Stickstoffgehalt von ca. 1/17 des Humusgehaltes ausgehen.
Nach meinen Bodenprobenergebnissen habe ich in den letzten 5 Jahren summiert ca. knapp 29 t Humus pro ha aufgebaut.
1/17 davon wären 1,7 Tonnen N pro ha bzw. 340 kg N pro ha und Jahr, die auf ominöse Weise aufgetaucht sind und fixiert wurden, die aber in der amtlichen Bilanz keine Berücksichtigung finden.
Und dann will mir ernsthaft irgendwer erklären, dass diese amtliche Bilanz, die bei mir zuletzt 10 kg Überschuss ergeben hat (selbst wenn davon nichts in die Luft und ins Grundwasser ging fehlen noch immer 330 kg) in irgendeiner Weise aussagekräftig sein soll.


Was deine Magerwiesen angeht:
Das sind keine funktionierenden Ökosysteme. Das ist ein menschengemachter Missstand entgegen natürlichen Abläufen.
Und dass sie an Arten verarmen liegt zumeist an 2 Faktoren: Die Böden versauern mangels der früher erfolgten Düngung (und sei es durch Beweidung) und die Art und Weise der Bewirtschaftung wurde geändert.
Solche Beispiele gab es hier in Bayern seit Einführung der Schnittzeitpunkt-Programme in Legion. Entfällt die Vielfalt der bäuerlichen Nutzung, dann schwindet die Vielfalt auf den Flächen.

[emil17]

kann man im humosen Oberboden von einem Stickstoffgehalt von ca. 1/17 des Humusgehaltes ausgehen.
Nach meinen Bodenprobenergebnissen habe ich in den letzten 5 Jahren summiert ca. knapp 29 t Humus pro ha aufgebaut.

Das wären also rund 550 kg pro ha und Jahr, eine stolze Zahl. Dazu müsstest du aber den Gehalt an organischem Material über die ganze Profiltiefe gemessen und aufsummiert haben, anders geht das nicht.
Ist fairerweise gesagt auch schwer zu messen (55 Gramm pro Quadratmeter), weil die Werte über kurze Distanzen sehr variabel sind. Deshalb findet man auch kaum Zahlen über natürliche Humusbildungsraten pro Fläche.

Was deine Magerwiesen angeht:
Das sind keine funktionierenden Ökosysteme. Das ist ein menschengemachter Missstand entgegen natürlichen Abläufen.
Und dass sie an Arten verarmen liegt zumeist an 2 Faktoren: Die Böden versauern mangels der früher erfolgten Düngung (und sei es durch Beweidung) und die Art und Weise der Bewirtschaftung wurde geändert.
Solche Beispiele gab es hier in Bayern seit Einführung der Schnittzeitpunkt-Programme in Legion. Entfällt die Vielfalt der bäuerlichen Nutzung, dann schwindet die Vielfalt auf den Flächen.

Mit den letzten beiden Sätzen hast du Recht, auch die fixen Schnittzeitpunkte sind in nassen Jahren Unsinn, wenn alles umfällt und man immer noch nicht schneiden darf ...
Das mit der Versauerung mag stimme oder nicht, eine Erklärung für die Tatsache, dass man statt Ochideen nun Brennesseln drin hat ist es jedoch nicht.
Ist jedoch ein anderes Thema.

Aber auch im tropischen Regenwald wirst du in der Wurzelzone (besonders im oberen Bereich, dort wo der Großteil der mikrobiellen Aktivität in diesem Ökosystem stattfindet) entsprechende Nährstoffmengen in der Bodenlösung finden.

Wenn du Bodenlösung als das definierst, was unten raulsäuft, wenn man oben reines Wasser draufkippt, dann stimmt das eben nicht. Die Ionen sitzen an den Humus-Ton-Komplexen, bis sie abgeholt oder ausgetauscht werden. Deshalb funktioniert es ja auch.

[Manfred]

So definiert man Bodenlösung aber nicht.
Die Bodenlösung ist die flüssige Phase des Bodens.
Dazu gehört auch das an Teilchen anhaftende Wasser.
Bzw. bei guter Bodenstruktur besteht die Bodenlösung ja quasi nur aus an Teilchen anhaftendem Wasser.

Die Brennnessel-Baustelle wäre eine genauere Betrachtung wert.
Seit mir die Ausmagerungsproblematik bewusst geworden ist, beobachte ich interessiert die Experimente eines Bekannten in der Nähe.
Der betriebt viel privaten Naturschutz und hat sowohl Ausmagerungs- als auch Stilllegungsflächen.
Teile der Stilllegungsflächen werden alle paar Jahre mal abgemäht (und das Material liegen gelassen) um eine Verbuschung zu unterbinden.
Auf diesen Flächen kann man der Nährstoffakkumulation regelrecht zusehen. Da wird lebendiger Boden aufgebaut, während bei den Ausmagerungsflächen der Bewuchs immer lückiger wird und kaum noch in der Lage ist, den Boden zusammen zu halten.

Brennnesseln sind sehr wertvolle Helfer beim Bodenaufbau. Ähnlich wie Brombeeren. Wenn sie ihren Job gemacht haben, nach einigen Jahren bis Jahrzehnten, gehen sie wieder und hinterlassen humosen Boden (wenn man nicht mäht und abfährt).
Sie gelten zwar als Stickstoffanzeiger, machen sich aber auch gerne auf stickstoffarmen Standorten breit. Da scheinen noch ganz andere Faktoren eine Rolle zu spielen.

[Buchkammer]

... Was den Humus angeht:
Laut Wikipedia (mit wird immer unwohler dabei, diese Quelle zu verlinken)
https://de.wikipedia.org/wiki/Humus

Hast du denn den 2. Teil von Markus Fiedler schon im Kino gesehen? Online ist er noch nicht.

[Benutzer 72 gelöscht]

Außerdem wurden für das Messstellennetz oberflächennahe Grundwasserproben herangezogen. Dort sind die Werte naturgemäß höher (das hat auch das BMUB auf Nachfrage zugegen) als in den tiefen Grundwasserschichten, aus denen das Trinkwasser entnommen wird.
In den oberen Bodenschichten gehört das Nitrat ja zu den normalen Nährstoffkreisläufen. Gäbe es dort kein Nitrat, würden die Pflanzen verhungern...

Die Bodenlösung ist die flüssige Phase des Bodens.
Dazu gehört auch das an Teilchen anhaftende Wasser.
Bzw. bei guter Bodenstruktur besteht die Bodenlösung ja quasi nur aus an Teilchen anhaftendem Wasser.

Soll das obere und das untere jetzt dasselbe Wasser meinen?

Die Brennnessel-Baustelle wäre eine genauere Betrachtung wert.[....]
Brennnesseln sind sehr wertvolle Helfer beim Bodenaufbau. Ähnlich wie Brombeeren. Wenn sie ihren Job gemacht haben, nach einigen Jahren bis Jahrzehnten, gehen sie wieder und hinterlassen humosen Boden (wenn man nicht mäht und abfährt).

Unsere "Wiese" war schon vom Vorbesitzer vernachlässigt worden und wir hatten dort bis vor kurzem nichs getan außer Bäume und Sträucher rauszuziehen.
Nachdem wir anfingen regelmäßig zu mähen, werden die Brennessel weniger - vorher waren sie die absolut dominante Pflanze dort. Boden ist weiterhin sehr nährstoffreich und tonig.

Dort ist übrigens unser Trinkwasserbrunnen (wahrscheinlich maximal 5 Meter tief): kein Nitrat nachweisbar! (Aquarienteststreifen)

ich kann aber auch dort schöne Blumen entdecken - unten vor allem Lungenkraut, Beinwell und Goldnessel - oben Alpenveilchen!!
Es muss nicht immer nur Magerwiese sein
ist wohl alles nicht so einfach.

Aber Grundwasser sollte doch absolut sauber sein, oder ist das eine Irrmeinung meinerseits??

[Manfred]

"Absolut" sauber wäre destilliertes Wasser. Dem fehlen halt die ganzen Mineralien, die du dann irgendwie anders zuführen musst.

Wenn du die Brennnesseln regelmäßig mähst, dann schaffen sie es nicht mehr so gut, die anderen Pflanzen durch Beschattung zu verdrängen, und verlieren an Boden.
Schau dir mal das Wurzelgeflecht von Brennnesseln an. Ein Traum...

Dein schwerer Boden ist optimal geeignet um Nährstoffe in den oberen Bodenschichten festzuhalten.
Bei Sand- oder Kalksteinböden ist das deutlicher schwerer. Da muss man richtig viel organische Masse aufbauen um vergleichbare Werte wie auf schweren Böden zu erreichen.

Was den Ackerbau angeht:
Da hast du halt im Gegensatz zum Regenwald das Problem, dass durch die Ernte und Bearbeitung die Pflanzenasse fehlt, die durch ihre Wurzelausscheidungen das Bodenleben füttert und so die Nährstoffpumpe am Laufen hält.
Bis ausreichend neue Durchwurzelung da ist, verliert der Boden mehr Nährstoffe nach unten.

Deshalb betonen ja Leute wie Gabe Brown, wie wichtig es ist, eine Bodenbearbeitung nach Möglichkeit zu vermeiden und mögl. ganzjährig mögl. viele unterschiedliche lebend Wurzeln im Boden zu haben.
Mit Untersaaten und artenreichen Zwischenfrüchten wäre m.E. in Ackerbaugebieten mit erhöhten Nitratwerten viel zu erreichen.
In Bayern sind solche Maßnahmen in kritischen Wasserschutzgebieten üblich. Die Bauern erhalten für den Mehraufwand meist einen Ausgleich.
Noch besser wäre eine Umwandlung der Flächen von Acker in Grünland. Dann wäre die ganzjährige Durchwurzelung optimal sichergestellt. Auch dafür gibt es in Bayern ein KULAP-Programm.
Wenn das bürokratische Theater mit dem Ackerstatuserhalt nicht wäre, könnte man in der Hinsicht auch deutlich kostengünstiger was machen.

[Manfred]

Hier ein Video zum Thema Auswaschungen aus nicht durchwurzelten und bedeckten Böden:

https://www.facebook.com/gabe.brown.902 ... ED&fref=nf

[Manfred]

Noch ein schönes Video:
Spatenprobe auf einem Feld von Gabe Brown, dessen Arbeit ich schon öfter im Forum verlinkt habe.
Ausgehend von ca. 1% Humus hat er in wenigen Jahren solche Boden aufgebaut.
Der Farbe des Bodens nach würde ich sagen Humusgehalt um die 10%.

https://www.youtube.com/watch?v=QtRKxBZ1Y3Q