Distickstoffmonoxid (N2O), allgemein bekannt unter dem Trivialnamen Lachgas, zählt neben Kohlenstoffdioxid (CO2) und Methan (CH4) zu den Spurengasen in der Atmosphäre, die maßgeblich zu den anthropogen bedingten Klimaveränderungen beitragen. Eine Hauptquelle für das Lachgas stellen landwirtschaftlich und gartenbaulich genutzte Böden dar. Im Zuge der Applikation von stickstoffhaltigen organischen und mineralischen Düngern werden mikrobielle Umsetzungen forciert, die zur N2O-Bildung führen. In dem geplanten Projekt soll ein neuer Ansatz zur Reduktion von Lachgasemissionen im Freilandgemüsebau entwickelt werden. Nach der Einarbeitung von leicht zersetzbaren Ernterückständen wird Lachgas mit besonders hoher Rate aus Böden freigesetzt. Ziel ist es, diese unerwünschten N-Abflüsse durch eine Optimierung des Nacherntemanagements zu minimieren. Mögliche Ansatzpunkte hierfür liegen in der Anwendung von Nitrifikationsinhibitoren, der Einarbeitungstechnik und in dem Einarbeitungstermin der Ernterückstände. Die vorgesehenen Maßnahmen sollen gleichzeitig auch zu einer Verringerung weiterer Stickstoffverluste durch Denitrifikation und Auswaschung von Nitrat beitragen. Insgesamt wird das Ziel verfolgt, die Stickstoffeffizienz bei der Erzeugung von Gemüse im Freiland zu erhöhen und damit die ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit der Anbauprozesse zu verbessern. Im Rahmen des Vorhabens erfolgt erstmals eine systematische Untersuchung zur Wirkung von Nitrifikationsinhibitoren auf die Lachgasemission in der Nacherntephase. Hierzu ist ein zweistufiges Vorgehen geplant. Unter kontrollierten Bedingungen im Labor ist eine Serie von Modellversuchen geplant, in denen die Wirkung von Nitrifikationsinhibitoren in Abhängigkeit verschiedener Einarbeitungstechniken und Bodenbedingungen untersucht wird. Hieraus sollen erfolgversprechende Ansätze zur Optimierung des Nacherntemanagements abgleitet und in Feldversuchen evaluiert werden. Die Durchführung der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erfordert einen Bearbeitungszeitraum von drei Jahren. Die zeitliche Abfolge der Projektarbeiten sieht für das erste Jahr die Etablierung des analytisch-technischen Instrumentariums sowie ein Screening der in Deutschland zugelassenen Nitrifikationsinhibitoren für den vorgesehenen Anwendungsbereich vor. Ausgewählte Produkte, die sich in diesen Vortests als besonders effizient zur Reduktion der Lachgasmissionen erwiesen haben, werden dann im zweiten und dritten Projektjahr bei unterschiedlichen Einsatzbedingungen geprüft. Dabei werden alle für diesen Vorgang maßgeblichen Bodenparameter – Bodentextur, Wassergehalt, Temperatur, pH-Wert, Ammonium- und Nitratgehalt – einbezogen. Auswirkungen auf andere gasförmige N-Verlustwege (molekularer Stickstoff und Ammoniak) finden hier ebenfalls Berücksichtigung. Ergänzend zu diesen Untersuchungen im Labor sind insgesamt sieben Feldversuche geplant, um die Wirkung der Nitrifikationsinhibitoren im Freiland zu evaluieren. Ein Teil dieser Feldversuche soll in Kooperation mit der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen auf Anbauflächen von Gemüsebaubetrieben durchgeführt werden, um die angestrebte Verfahrenstechnik auch unter praxisnahen Bedingungen zu testen. Die im Rahmen der Modell- und Feldversuche gewonnen Ergebnisse sollen im letzten Projektjahr zur Erstellung eines Schätzrahmens verwendet werden, mit dem sich die Wirkung eines Nitrifikationsinhibitors bei der Einarbeitung von Gemüse-Ernterückständen prognostizieren lässt. Das Werkzeug soll final als Progressive Web App für Smartphones und andere Endgeräte zur Verfügung stehen, mit denen Gemüseerzeuger bei der Entscheidung unterstützt werden, ob bzw. wann eine Anwendung von Nitrifikationshemmstoffen in der Nacherntephase sinnvoll ist.
