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Dissertation

Autor(en): Tim Theobald
Titel: Regional phosphorus management in Berlin-Brandenburg
Gutachter: Christof Engels; Bettina Eichler-Löbermann; Jürgen Kern
Erscheinungsdatum: 08.03.2017
Volltext: pdf (urn:nbn:de:kobv:11-100245138)
Fachgebiet(e): Landwirtschaft, Veterinärmedizin
Schlagwörter (ger): regionales Phosphormanagement, Stoffstromanalyse, Materialflussanalyse, Substanzflussanalyse, pflanzenverfügbares Phosphor, Versorgungsanalyse, Phosphorrecycling
Schlagwörter (eng): regional phosphorus management, phosphorus flow analysis, material flow analysis, soil P availability, supply analysis, phosphorus recycling
Einrichtung: Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät
Lizenz: Namensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung (CC BY NC ND)
Zitationshinweis: Theobald, Tim: Regional phosphorus management in Berlin-Brandenburg; Dissertation, Humboldt-Universität zu Berlin, Lebenswissenschaftliche Fakultät , publiziert am 08.03.2017, urn:nbn:de:kobv:11-100245138
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Abstract (ger):
Phosphor (P) ist ein für alles Leben notwendiges essentielles Nährelement. Die heutige globalisierte und intensivierte agrarische Produktion benötigt daher die Anwendung großer Mengen Phosphatgesteins, welches eine endliche Ressource darstellt. Gleichzeitig ist der intensive P Gebrauch mit der Eutrophierung von Gewässern verbunden. Es besteht daher Forschungsbedarf um die landwirtschaftliche Produktion zu erhalten. Ziel dieser Arbeit ist die in der Region Berlin-Brandenburg nach Ansatzpunkten für ein verbessertes P Management zu suchen. Hierfür wurde für 2011 eine Substanzflussanalyse (SFA) für P erstellt und Pflanzenproduktion der Jahre 2005-2012 genauer untersucht. Mit Hilfe einer Briefumfrage wurde Daten von 119 Bauernhöfen ausgewertet und mit dem pflanzenverfügbaren P Gehalt (PVP) der landwirtschaftlichen Nutzfläche abgeglichen (LNF). Im Ergebnis zeigt sich für die Region eine negative P Bilanz der LNF(-3.617 t P) und ein hohes Recyclingpotential in Abfall (933 t P) und Abwasser (3.921 t P). P in mineralischen Düngemitteln belief sich auf 4.447 t. Der Gesamtentzug über die Ernte ohne Stroh betrug 15.283 t P und war vergleichbar zu 2006, das Jahr des geringsten P-Entzugs. P-Entzug durch die Ernte schwankte um 7.069 t P/a von 2005 bis 2013, abhängig vom Ertrag der Hauptfeldfrüchte, welche durch die Wetter- und Bodenbedingungen bestimmt wurde. Hieraus ergeben sich mögliche Konsequenzen für P-Flüsse in Bezug auf den Klimawandel, die an den Wasserhaushalt und die Temperatur gekoppelt sind. Die Analyse der Umfrage ergab, dass die kleinen und mittgroßen Einzelunternehmen höhere PVP Werte in der LNF aufwiesen. Die größeren Unternehmensformen regierten empfindlich auf Faktoren, die niedrige PVP-Werte begünstigten. Pacht, Grünland, extensive Rinderhaltung, und viehlose ökologische Landwirtschaft waren mit niedrigen PVP-Werten assoziiert. Biogasanlagen und intensive Tierhaltung, zum Teil auch in Kombination miteinander standen im Zusammenhang mit hohen PVP-Werten.
Abstract (eng):
Phosphorus (P) is an essential nutrient for all life on earth and it is thus needed in agricultural production. Today’s globalized and intensified agricultural production has led to the dependency on P inputs which are fed by phosphate rock, being a finite resource. In contrast, excessive P is a major driver in eutrophication. To sustain agricultural production, there is a need to address this problem. The aim of this thesis was to identify points at which P management could be improved for the region Berlin-Brandenburg. To analyze the system and screen for improvement, a substance flow analysis (SFA) for P for the year 2011 was compiled and for crop production the years 2005-2012 were analyzed. Also, data from 119 farms was obtained by a letter survey and relations between farm structural factors and soil test P (STP) were drawn. The results showed a negative balance for agricultural soils (-3,617 t P) and a considerable recycling potential in waste (933 t P) and wastewater (3,921 t P). Mineral fertilizer inputs amounted to 4,447 t P. P removal by crops was 15,283 t without straw and residues, being almost as low as in 2006; the year with the lowest removal by main crops. P removal by harvest varied significantly (7,069 t P/yr from 2005 to 2013) and depended on the performance of main crops which in turn is influenced by weather and soil. As a result of this, climate change may interact significantly with P flows in agriculture. Here, important variables are connected to conditions in P uptake and plant growth in general (e.g. water supply and temperature). The analyses of farms in the region showed that individual farms of small to medium size had more land with (very) high STP. Larger partnerships and companies/cooperatives were susceptible to factors causing low STP. Tenancy, grassland, extensive cattle and stockless organic farming had a lowering effect on STP. Biogas plants and intensive (cattle) farming, partly combined, were connected to a rise in STP.
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