Basiswissen, Nitrat, Grundwassersanierung, NO3,

1. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 1/9
g
Fachbeitrag
für das LK-Internet, Die Landwirtschaft,
Wasserrechtsbehörde NÖ, Wasserversorgungsunternehmen wie Gemeinden und
Beratungsunterlage für Landwirte und diverse Zeitschriften
Basiswissen zur Vermeidung von Nitratverlusten
ins Grundwasser
DI. Johann Humer, LK NÖ
Nitrat - natürlicher Nährstoff im Naturhaushalt und Baustein im
Pflanzenwachstum
Nitrat ist der wichtigste Baustein für die Proteinsynthese zum Aufbau von Blatt und Frucht.
Es entsteht in allen Böden durch die Verrottung proteinhältiger Pflanzenreste, abgestorbener
Bodenorganismen und aus Humusmineralisierung infolge der Lebenstätigkeit der
Bodenlebewesen und wird durch Bodenbearbeitung vermehrt freigesetzt. Geringe
Nitrateinträge ins Grundwasser finden in der Natur immer statt. Solange die Werte unter 50
mg Nitrat je Liter (Höchstmenge gemäß Trinkwasservorordnung, 1989-2012) liegen ist das
kein Problem.
Die heute hoch leistungsfähigen Pflanzenzuchtsorten bedürfen jedoch einer ausreichenden
Pflanzenernährung mit Düngestickstoff. Jeglicher Düngestickstoff wandelt sich letztlich in
gut tätigen Böden fast vollständig in das leicht lösliche Nitrat um. Ziel ist daher die Düngung
ja nach Ertragspotential so zu bemessen, dass der Düngestickstoff nach der Ernte
verbraucht ist. Mit der Bodenuntersuchung auf Nmin kann die Höhe des leichtlöslichen
Stickstoffs nach der Ernte festgestellt werden. In Wasserschutzgebieten sollte er nach der
Hauptfruchternte bis zum Anbau im Frühjahr gering sein, um den Nitrateintrag ins
Grundwasser möglichst gering zu halten. Wünschenswerte Zielgröße ist ein Wert unter 45
kg Nmin/ha. Zufriedenstellende Werte sind 10 bis 30 kg Nmin/ha.
Schlüsselfaktor: Bodenbedeckung
Der entscheidende Faktor für Nitratauswaschungen ist die Zeit des offenen Bodens nach der
Ernte (Abb. 1,2 und 6). Die für das Grundwasser problematischen Nitratmengen versickern
hauptsächlich im Herbst und Winter ins Grundwasser. Dementsprechend haben zu diesen
Zeiten Fließgewässer wie die Donau auch höhere Nitratgehalte (Abb. 3 und 4). Für den
Nitrateintrag ins Grundwasser sind daher vor allem vegetationslose also unbegrünte Böden
maßgebend. Auch jede Bodenbearbeitung fördert naturgemäß die Nitratfreisetzung. Wenn
nach der Ernte eine Bodenbearbeitung ohne Anbau einer Kultur erfolgt oder wenn sich diese
Kultur sich nicht gut entwickelt, findet man signifikant höhere Nmin-Mengen (Abb. 5). Die
Nitratverluste können daher durch eine Bodenbedeckung mit einer gut entwickelten

2. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 2/9
Pflanzendecke mit möglichst langer Vegetationszeit am effizientesten verhindert werden.
Dabei bindet das dichte, nährstoffsuchende Wurzelgeflecht nicht verbrauchtes Nitrat und
schützt so das Grundwasser. Gut entwickelte Pflanzenbestände egal ob Zwischenfrüchte
oder Kulturpflanzen bilden daher den effizientesten Grundwasserschutz (Abb. 6,7 und 8)..
R2
= 0,33
0
25
50
75
100
125
0 25 50 75 100
Abb.1: Nmin-Werte in Obergrafendorf (Okt. 2006). In der Regel steigt mit der Zunahme des
offenen Bodens der Nmin-Wert. Gut begrünte Flächen mit wenig offenem Boden
konservieren dagegen den austragsgefährdeten Nmin-Stickstoff in der Pflanzenmasse. Von
solchen Flächen geht keine Gefahr einer problematischen Nitratauswaschung aus.
R2
= 0,23
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Abb. 2
Nmin-Mengen Ende Nov.1996 von 36 begrünten Flächen in NÖ. Je mehr der Boden nach der
Hauptfruchternte durch Begrünungskulturen bedeckt ist umso mehr wird der wasserlösliche
Nmin-Stickstoff durch die Pflanzenmasse gebunden und unterliegt dementsprechend
weniger der Gefahr der Stickstoff-Verlagerung ins Grundwasser.

3. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 3/9
Abb. 3
zeigt den sinusförmigen
Jahresgang der
Stickstoffwerte der Donau,
zumeist infolge der
Nitratverluste von Böden. Die
niedrigsten Werte gibt es
immer gegen Ende der
Hauptfruchterntezeit im Juli.
Ab August steigen die
Stickstoffwerte, weil die
Pflanzen immer weniger
Stickstoff verbrauchen und
Äcker teils ohne
bodenbedeckender und damit
grundwasserschützender
Vegetation sind. Die höchsten
Verluste gibt es im März. Da,
oder schon vorher wird
gedüngt und die Pflanzen
haben meist noch keinen
nennenswerten
Stickstoffverbrauch.
Abb. 4
zeigt den jahreszeitlichen
Gang der Nitratwerte der
Donau wie sie Österreich bei
Wolfsthal verlässt. Die
höchsten Verluste varieren je
nach Jahr in den
Wintermonaten zwischen
Dezember bis Mai, wenn die
Pflanzen keinen
Stickstoffverbrauch haben.
Quelle: Wassergüte in
Österreich, Jahresbericht
2010.

4. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 4/9
Abb. 5:
Nmin-Bodenprobenahme in
Obergrafendorf am 23.10.2006
nach Mais. Offene Böden wie
dieser ohne Begrünungskultur
hatten am Beginn dieses
Projektes 2006 Nmin-Werte mit
einer Spannbreite von 20 bis
126 Nmin/ha. Wünschenswert
sind maximal 45 kg Nmin/ha.
Nach dem dritten Projektjahr
waren die Nmin-Werte bereits so
niedrig, dass keine Nmin-
Bodenprobenahme mehr
notwendig war
Durch die Pflanzenmasse wird der Nmin-Stickstoff gebunden und unterliegt
dementsprechend viel weniger der Gefahr der Stickstoff-Verlagerung ins Grundwasser. In
Projekten mit Nitrat-Grundwassersanierung bringt daher nur der möglichst frühe Anbau mit
einer guten Entwicklung der Begrünungskultur spürbare Nutzeffekte. Der zu späte
Begrünungsanbau nach Ende August bindet weniger Stickstoff. Er verursacht vielmehr die
Gefahr einer zusätzlichen Nitratfreisetzung durch die Bodenbearbeitung und ist damit sogar
kontraproduktiv. Eine schwache entwickelte Begrünung entwickelt von Natur aus keine
effiziente Bindekraft für Nitrat. Der zu späte Anbau einer Begrünungskultur ist an der
verminderten Wuchshöhe und Biomasseentwicklung erkennbar. Die Abnahme der
Wuchshöhe infolge weniger Vegetationstage bei spätem Anbau verdeutlicht anschaulich die
folgende Abbildung 8.
126
94
45
0 0
00
39
20
67
7
42
0
20
40
60
80
100
120
140
keine
Begrünung
im Sommer
Senf-
Mischung
Senf Grün-
Brache
So.Blume Zucker-
Rübe
min
Mittelwert
max
Abb. 6: Nmin-Wert-Bereiche in Obergrafendorf im ersten Laufjahr des Projektes (2006). Die
höchsten Nmin-Werte wurden erwartungsgemäß auf Flächen ohne Begrünung nach der
Ernte gefunden. Von diesen Flächen geht die größte Gefahr der Nitratauswaschung aus.

5. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 5/9
Abb. 7:
Nmin-
Bodenprobenahme in
Obergrafendorf am
23.10.2006 in einer
optimal entwickelten
Begrünungskultur mit
Gelbfsenf. Die Nmin-
Werte lagen 2006 bei
dieser Begrünungs-
kultur im Mittel beim
zufriedenstellenden
Wert von 20 kg
Nmin/ha. Eine derart
dichte Pflanzendecke
ist der beste
Grundwasserschutz.
Der leicht lösliche
Nitratstickstoff wird
dabei über den Winter
als organische
Pflanzenmasse
gebunden und steht
im nächsten Jahr als optimal langsam fließende Stickstoffquelle wieder zur Verfügung.
Derart üpppige Bestände können schon ab Dezember gehäkselt werden, um einen
reibungslosen Frühjahresanbau zu gewährleisten.
121
49
53
36
142
120
70
100
120
100
50
15
40
55
70
80
120
17
70
30
60
85
15
7
20
30
100
18
35
10
25
38
8
20
150
5
100
35
25
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Senfgehäck
Senf25kg
Senf,Phgeh
Senf
Senf,gehäck
Senf,Ph10+5
Senf
Senf11kg
Senf25kg
Erbse,SG
Senf
Senf,Wicke
Senf10kg
Senfgehäck
Senf,gehäck
Senf,gehäck
7Ölr,6Phaz
Snf,Ph,Erbse
Senf5kg
Erbse
Alex.Klee15kg
Senf,Ölrett.
Senf,BuWz
Senf14kg
Senf14kg
Senf
Senf
Senf,Ph6+6
Senf12kg
Senf12kg
Senf
Senf
Senf12kg
Senf14kg
Senf,Ph10+5
Senf
Senf,Phaz
WW
Senf15kg
0
50
100
150
200
250
300
Tage Anbau -
Probenahme
Höhe
in cm
Abb. 8
cm Wuchshöhe, Pflanzenarten und Saatmenge von Begrünungen in der landwirtschaftlichen
Praxis Ende Nov.1996 im Vergleich mit der Zahl an Vegetationstagen ab dem Anbau der
Begrünungen. Der deutliche Rückgang der Wuchshöhe und damit der stickstoffbindenden
Biomasse ist bei unter 80 Vegationsstagen ab Anbau sichtbar.

6. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 6/9
Zweiter Schlüsselfaktor: Düngeplanung:
Der zweite Schlüsselfaktor ist eine gut überlegte Düngeplanung. Um das hohe Ertragsniveau
unserer Ackerkulturen zu halten ist eine ausreichende Nährstoffversorgung Voraussetzung.
Sachgerecht eingesetzte Stickstoffgaben sorgen für diese Nährstoffzufuhr. Die „Richtlinien
für sachgerechte Düngung (SGD)“ enthalten die Grundlagen für die Düngeplanung in
Österreich. Für die betriebsindividuelle Umsetzung einer Düngeplanung steht das
Instrument des „lk-Düngerechner“ der Landwirtschaftskammern zu Verfügung (Abb. 9). Der
„lk-Düngerechner“ ist ein öffentlich downloadbares EDV-Programm. Im „lk-Düngerechner“
werden alle Faktoren berücksichtigt, die für die Düngehöhe entscheidend sind:
Bodeneigenschaften, Ertragslage, Vorfruchtwirkung, Bodenuntersuchungsergebnisse und
Wirtschaftsdüngergaben. Für jede Kultur kann dabei die zulässige Düngemenge ermittelt
werden. Gleichzeitig wird dabei überprüft, ob die Düngungshöhe gesamtbetrieblich
rechtskonform ist und die relevanten ÖPUL-Düngeauflagen erfüllt werden.
Abb. 9
Der „lk-Düngerechner“, ein öffentlich downloadbares
EDV-Programm aus EXCEL-Programmbasis auf:
www.landwirtschaftskammer.at -> NÖ/Pflanzen
Nmin-Werte je nach Vorfrucht von un- und begrünten Flächen in NÖ.
Der Vergleich von Nmin-Werten je nach Vorfrucht von un- und begrünten Flächen in NÖ von
39 Vergleichspaaren, Ende Nov. 1996 zeigte, dass bei unbegrünter Gerste und Mais die
höchsten auswaschbaren Nmin-Mengen festzustellen waren. Erwartungsgemäß hinterlassen
Kulturen mit längerer Vegetationszeit wie Körnerraps, Winterweizen, Ölkürbis und
Zuckerrübe im Herbst tendenziell weniger Stickstoff und wenn sie begrünt sind, zusätzlich
noch weniger auswaschbaren Stickstoff. Kulturen mit kurzer Vegetationszeit und lange
offenem Boden verlieren daher über den Winter am meisten leicht löslichen Nitratstickstoff.
Sie sollten daher auch aus Gründen der Konservierung des austragsgefährdeten
Düngestickstoff für die nächste Vegetationszeit sowohl aus Kostenersparnis als auch zur
Grundwasserschonung möglichst begrünt werden.

7. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 7/9
Abb. 8:
Nmin-Werte (Mittelwerte) von 0 bis 90 cm je nach Vorfrucht von in NÖ von 39 un- und
begrünten Vergleichspaaren, Ende Nov. 1996.
Grundlagenwissen über effiziente Begrünungen im vorbeugenden Gewässerschutz
Der beste Grundwasserschutz ist eine möglichst lange Bodenbedeckung mit einen gut
entwickelten Pflanzendecke. Je besser der Boden durchwurzelt ist und je länger eine
Pflanzendecke den Böden bedeckt, um so mehr Nitrat wird gebunden und entsprechend
weniger Nitrat ist auswaschungsgefährdet.
Beim Ackerbau muss aber der Boden eine zeitlang für die Saatgutablage geöffnet sein. Der
offene Boden ist notwendig für eine exakte Saatgutablage, wobei die Bodenvorbereitung
eine exakte Saattiefe, den notwendigen abgesetzten Boden samt gutem Bodenschluss
schafft. Das sichert einen raschen Pflanzenaufgang, der gleichzeitig den raschen
Unkrautwuchs verringert.
Je intensiver ein Boden bearbeitet wird, je länger er offen ist und je wärmer er ist, umso
mehr wandeln Mikroorganismen die organische Bodensubstanz in Nitrat um. In Jahren mit
niedrigen Ernteerträgen ist witterungsbedingt nach einer Ernte unverbrauchter, leicht
löslicher Stickstoff im Boden vorhanden. Je länger nach der Ernte Böden offen bleiben,
umso mehr Nitrat wird freigesetzt. Deshalb sollte die Zeit wo ein Boden offen ist so gering
wie möglich gehalten werden, soweit es pflanzenbautechnisch möglich ist.
Eine weitere Möglichkeit die Nitratwerte und die Bodenerosion sogar sehr deutlich zu
senken, besteht in einer wohldosierten Anwendung moderner Direktsäverfahren. Dazu
bedarf es jedoch besonderer pflanzenbaulicher Erfahrungen mit viel Fingerspitzengefühl.
Ansonsten kann es zu massiven Ernteausfällen durch überbordende Verunkrautung und
einer Verschleppung und Ausbreitung von Pflanzenkrankheiten durch die „grüne Brücke“
kommen.
Nicht vergessen werden darf, dass aber erst die Kunst unseres Ackerbaues mit der Öffnung
des Bodens unseren zivilisatorischen Wohlstand geschaffen hat. Der Ackerbau hat eine
Fülle und Qualität neuer Lebensmittel hervorgebracht, die die Natur nicht kennt. Dauernd
bodenbedeckende Kulturen können das nie hervorbringen. Dieser zivilisatorische Fortschritt
brachte es mit sich, dass sich in der westlichen Welt nur mehr rund 3% der Bevölkerung mit
der eigenen Nahrungsmittelbeschaffung beschäftigen müssen. Der Preis unseres

8. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 8/9
zivilisatorischen Fortschrittes ist aber die großflächige „offenen Wunde in der Natur“ – mit
dem zeitweise offenen Boden. Lange Zeit offener Boden ist deutlich erosionsanfälliger und
hat eine geringere Schutzwirkung für unerwünschte Stoffeinträge ins Grundwasser.
Aber mit Mitteln der Begrünung nach der Ernte kann der Preis der Wunde des offenen
Bodens bis auf ein witterungsbedingtes unvermeidbares Restrisiko so weit als möglich
dezimiert werden. Erst die perfekte Bodenbearbeitung und eine ausgereifte Kulturführung
schafft das Fundament den hoch anspruchsvollen Lebensmittelbedarf in unserem Land zu
decken. Der Preis dafür ist aber der zeitweilig offene Boden. Nicht von den Kulturpflanzen
verwerteter Düngestickstoff läuft dann Gefahr ins Grundwasser eingetragen zu werden,
wenn wichtige pflanzbauliche Grundregeln der sachgerechten Düngeplanung und der
Ackerbegrünung nicht beachtet werden.
Je nach Niederschlagsverteilung wird Nitrat mit Zunahme der Länge der Zeit des offenen
Bodens nach der Ernte unweigerlich nach unten verlagert. Sind genug Ernterückstände (mit
hohem C/N Verhältnis >20:1) da, wird ein Teil des Nitrats als neuer Humus aufgebaut (C/N
Verhältnis 10:1) und damit verbraucht. Ein Teil nicht verbrauchten Nitrates kann auch
gasförmig dem Boden entweichen. Bei bestimmten Bodenfeuchtebedingungen kann sich
Nitrat wieder zu Luftstickstoff (N2) umwandeln, teils auch in Lachgas (N2O). Zuletzt wandert
das Nitrat in den Grundwasserstrom. Infolge der erwähnten unabschätzbaren
Umwandlungsprozesse in Richtung Humus-Stickstoff, Luftstickstoff und Lachgas tritt im
Grundwasser oft eine wechselnde und schwierig vorhersagbare Menge an Nitrat auf.
Neben diesen vielschichtigen Gründen für die Höhe des Nitrataustrags kommt weiters dazu,
dass sich die Bahn der Flußrichtung des Grundwassers infolge unterschiedlicher
Niederschläge oder Trockenzeiten verlagern können. Damit können zeitweise unerklärbare
sprunghafte Nitratwerte auftreten, wenn mehrere Strombahnen von Grundwasser auftreten.
Fallbeispiel Obergrafendorf
Abb.9:
Nitratwerte von 2005 bis 2011 in Obergrafendorf. Ab 2006 wurde ein
Nitratsanierungsprojekt auf privatrechtlicher Basis durchgeführt. Der Fall zeigt die markante

9. Nitrat-Grundwassersanierung Basiswissen,2012feb7nSp2+L2,Teil2b 9/9
jährliche Abnahme der Nitratwerte mit stabil fallendem Trend auf Basis des
Maßnahmenkataloges von DI. Humer mit regelmäßiger Überprüfung der vereinbarten
Managementaufgaben der Landwirte. Zudem wurde eine spürbare Zufriedenheit der
Landwirte erreicht, da die landwirtschaftliche Produktionstätigkeit nur so gering wie möglich
eingeschränkt wurde. Quelle: Gemeinde Obergrafendorf
Fazit
Der Beitrag informiert über grundlegendes Basiswissen über Nitratverluste ins Grundwasser
im Zusammenhang mit der landwirtschaftlichen Flächennutzung. Nitratwerte im
Grundwasser können auf ein befriedigendes Niveau gesenkt werden, wenn effiziente
Begrünungsmaßnahmen im Sommer rasch nach der Ernte der Hauptfrucht gesetzt werden.
Dazu wurde ein Model von der Landwirtschaftskammer NÖ erarbeitet. Im Rahmen eines
privatrechtlichen vereinbarten Vertragswasserschutzes wurde das im Fall Obergrafendorf
erfolgreich bewiesen. Das Beispiel Obergrafendorf, wo seit 2006 die Nitratwerte mit
Begrünungen erfolgreich auf derzeit 26 mg Nitrat je Liter abgesenkt werden konnte, belegt
die Wirksamkeit effizienter Begrünungen.
Autor:
Dipl.-Ing. Johann Humer
NÖ Landeslandwirtschaftskammer
Wiener Straße 4, 3100 St. Pölten
Tel. 050 259 2502
johann.humer(et)lk-noe.at
12719 Zeichen