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Carbon and nitrogen mineralisation rates of fens in Germany used for agriculture. A review

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Wetlands in Central Europe

Abstract

A high proportion of German fens is, or has been, used as agricultural land including meadow, pasture and tillage. Drainage, liming and fertilising cause peat mineralisation and subsidence. Carbon dioxide emission from peatland tends to exacerbate the anthropogenic greenhouse effect and nitrogen leached from peatland could lead to the pollution of groundwater resources including drinking water. This article summarises information from studies in Germany and neighbouring countries on annual carbon and nitrogen mineralisation rates in fens used as meadows, pastures or tillage. Peat mineralisation is highest in peatland with a water table of about 0.8 to 1.2 m below the surface during the growing season. It is shown that some earlier studies give estimates of mineralisation rates that are too high. Even if it is clear that agricultural use of peatland has a negative environmental impact, this impact should not be over-estimated.

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References

  • Adam K, Stahr K (1997) C02-Emissionen aus Böden im württembergischen Allgäu. Mittigen Dtschen Bodenkundl Ges 85: 815–818

    Google Scholar 

  • Augustin J, Merbach W, Schmidt W, Reining E (1996) Effect of changing temperature and water table on trace gas emissions from minerotrophic mires. Angew Bot 70: 45–51

    Google Scholar 

  • Augustin J, Merbach W, Käding H, Schmidt W, Schalitz G, Russow R, Ende HP (1997) N balance experiments on fen grassland with 15N labelled fertiliser. Isotopes Environ Health Stud 33: 31–37

    Article  Google Scholar 

  • Bartels R, Scheffer B (1994) Wie läßt sich für Moorböden die Düngung des Grünlandes der extensiven Nutzung anpassen? In: Arbeitsgemeinschaft Grünland und Futterbau in der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften (ed) 38. Jahrestagung in Cursdorf, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft, Wandersieben, pp 58–64

    Google Scholar 

  • Bartels R, Scheffer B, Eilers T (1993) Stickstoff-Freisetzung nach Grünlandumbruch. In: Arbeitsgemeinschaft Grünland und Futterbau in der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften (ed) 37. Jah-restagung in Husum, Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein, Bredstedt, pp 149–152

    Google Scholar 

  • Behrendt A, Mündel Q, Hölzel D (1993) Nährstoffbilanzierung von Grünland- und Maisversuchen auf Niedermooren (Lysimeterversuche). In: Arbeitsgemeinschaft Grünland und Futterbau in der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften (ed) Tagungsband der 37. Jahrestagung 1993 in Husum, Land-wirtschaftskammer Schleswig-Holstein, Bredstedt, pp 35–43

    Google Scholar 

  • Behrendt A, Mündel Q, Hölzel D (1994) Kohlenstoff- und Stickstoffumsatz in Niedermoorböden und ihre Ermittlung über Lysimeterversuche. Z f Kulturtechnik und Landentwicklung 35: 200–208

    Google Scholar 

  • Behrendt A, Schalitz Q, Hölzel D (1996) Nährstoff- und Wasserdynamik von Gräserbeständen in Abhängigkeit vom Grundwasserstand. In: Arbeitsgemeinschaft Grünland und Futterbau in der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften (ed) Tagungsband der 40. Jahrestagung 1996 in Neu-ruppin/Paulinenaue, Lehr- und Versuchsanstalt für Grünland und Futterwirtschaft Paulinenaue e. V, pp 85–88

    Google Scholar 

  • Briemle G (1988) Nachlieferung an Mineralstickstoff aus dem Boden unter Wirtschaftsgrünland und Konsequenzen für die N-Düngung. Das wirtschaftseigene Futter 34 (2): 117–141

    Google Scholar 

  • Drachenfels O, Mey H, Miotk P (1984) Naturschutzatlas Niedersachsen. Naturschutz und Landschaftspflege in Niedersachsen 13: 1–267

    Google Scholar 

  • Eggeismann R (1976) Peat consumption under influence of climate, soil condition, and utilization. Proc 5th Int Peat Congress: 233–247

    Google Scholar 

  • Eggelsmann R (1990) Wasserregelung im Moor. In: Göttlich K (ed) Moor- und Torfkunde. Schweizer-bartsche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart, pp 321–349

    Google Scholar 

  • Eggelsmann R, Bartels R (1975) Oxidativer Torfverzehr im Niedermoor in Abhängigkeit von Entwässerung, Nutzung und Düngung. Mittigen Dtschen Bodenkundl Ges 22: 215–221

    Google Scholar 

  • Eno CF (1960) Nitrate production in the field by incubating the soil in polyethelene bags. Soil Sci Soc Am Proc 24: 277–279

    Article  Google Scholar 

  • Gäth S, Anthony F, Becker KW, Geries H, Höper H, Kersebaum C, Nieder R (1997) Bewertung des standörtlichen Denitrifikations- und Mineralisations-/Immobilisationspotentials von Böden. Mittigen Dtschen Bodenkundl Ges 85: 1373–1376

    Google Scholar 

  • Glenn S, Heyes A, Moore T (1993) Carbon dioxide and methane fluxes from drained peat soils, Southern Quebec. Global Geochemical Cycles 7: 247–257

    Article  Google Scholar 

  • Gotkiewicz J (1991) Intensity of nitrogen mineralisation in fen peat soils in the Biebrza river valley. Polish Ecological Studies 17: 111–122

    Google Scholar 

  • Grootjans AP, Schipper PC, van der Windt HJ (1985) Influence of drainage on N mineralisation and vegetation response in wet meadows. I. Calthion palustris stands. Acta Oecol/Oecol Plant 6: 403–417

    Google Scholar 

  • Grootjans AP, Schipper PC, van der Windt HJ (1986) Influence of drainage on N mineralisation and vegetation response in wet meadows. II. Cirsio-Molinietum stands. Acta Oecol/Oecol Plant 7: 3–14

    Google Scholar 

  • Hassink J (1994) Effects of soil texture and grassland management on soil organic C and N and rates of C and N mineralisation. Soil Biol Biochem 26: 1221–1231

    Article  Google Scholar 

  • Hauschild J, Scheffer B (1995) Zur Nitratbildung in Niedermoorböden in Abhängigkeit der Bodenfeuchte (Brutversuche). Z f Kulturtechnik und Landentwicklung 36: 151–152

    Google Scholar 

  • Hennings HH (1996) Zur Wiedervernäßbarkeit von Niedermoorböden. PhD thesis, University of Göttingen

    Google Scholar 

  • Hoffmann C, Lindén S, Koch HJ (1996) Influence of soil tillage on net N mineralisation under sugar beet. Z Pflanzenernähr Bodenk 159: 79–85

    Article  Google Scholar 

  • Jörgensen RG, Richter GM (1992) Carbon fractions and potential denitrification in drained peat soils. J Soil Science 43: 347–358

    Article  Google Scholar 

  • Kuntze H (1992a) Moorstandorte als Senke und Quelle von Nährstoffen. Vechtaer Studien zur Angewandten Geographie und Regional Wissenschaft 5: 93–102

    Google Scholar 

  • Kuntze H (1992b) Peat losses by liming and fertilisation of peatlands used as grassland. Proc 9th Int Peat Congress: 306–314

    Google Scholar 

  • Kuntze H (1993a) Moore als Senken und Quellen für C und N. Mittigen Dtschen Bodenkundl Ges 69: 277–280

    Google Scholar 

  • Kuntze H (1993b) Die Renaturierung von Mooren aus geowissenschaftlicher Sicht. In: Alfred-Wegener-Stiftung (ed) Die benutzte Erde, ökosysteme, Rohstoffgewinnung, Herausforderungen. Ernst & Sohn, Berlin, pp 283–291

    Google Scholar 

  • Kuntze H (1993c) Niedermoore als Senke und Quelle für Kohlenstoff und Stickstoff. Wasser und Boden 45: 699–702

    Google Scholar 

  • Kuntze H, Blankenburg J (1992) Der Dümmer im BMFT-Schwerpunktprogramm “Biotopmanagement Niedermoore”. NNA-Berichte 5 (2): 39–42

    Google Scholar 

  • Landwirtschaftsministerium Niedersachsen (Ministry of Agriculture, Niedersachsen) (1997) Klimaschutzprogramm Niedersachsen — Arbeitskreis Land- und Forstwirtschaft. Entwurf eines Abschluß-berichtes. Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, Abteilung 4

    Google Scholar 

  • Lenz A, Kleyn KP, Geller G (1992) Freisetzung von Stickstoff und Kohlenstoff durch Niedermoorentwässerung. Wasser und Boden 44: 61–62

    Google Scholar 

  • Lorenz WD, Sauerbrey R, Eschner D, Lehrkamp H, Zeitz J (1992) Zustand der landwirtschaftlich genutzten Niedermoore in der ehemaligen DDR. Wasser und Boden 44: 58–61

    Google Scholar 

  • Meyer K (1999) Einfluß von Maßnahmen zur Wiedervernässung eines nordwestdeutschen Niedermoores auf die Flüsse der klimarelevanten Gase Kohlendioxid-, Methan- und Distickstoffoxid. PhD thesis, University of Göttingen

    Google Scholar 

  • Mogge B, Kaiser EA, Munch JC (1998) Nitrous oxide emissions and denitrification N losses from forest soils in the Bornhöved Lake Region (northern Germany). Soil Biol Biochem 30: 703–710

    Article  Google Scholar 

  • Münchmeyer U, Koppisch D, Augustin J, Merbach W, Succow M (1998) Untersuchungen zur Stick-stoff-Netto-Mineralisierung unter Wald- und Wiesenstandorten des Niedermoores “Friedländer Große Wiese” in Mecklenburg-Vorpommern. In: Merbach W (ed) Pflanzenernährung, Wurzelleistung und Exsudation. 8. Borkheimer Seminar zur ökophysiologie des Wurzelraumes. Teubner, Stuttgart Leipzig, pp 13–20

    Google Scholar 

  • Mündel G (1976) Untersuchungen zur Torfmineralisation in Niedermooren. Arch Acker Pflanzenbau 20: 669–679

    Google Scholar 

  • Okruszko H (1989) Wirkung der Bodennutzung auf die Niedermoorentwicklung. Ergebnisse eines langjährigen Feldversuches. Z f Kulturtechnik und Landentwicklung 30: 167–176

    Google Scholar 

  • Raison RJ, Connell MJ, Khanna PK (1987) Methodology for studying fluxes of soil mineral-N in situ. Soil Biol Biochem 19: 521–530

    Article  Google Scholar 

  • Richter GM (1987) Die Bedeutung der Denitrifikation im Stickstoff-Umsatz von Niedermoorböden. PhD thesis, University of Göttingen

    Google Scholar 

  • Runge M (1970) Untersuchungen über die Mineralstickstoff-Nachlieferung am Standort. Flora 159: 233–257

    Google Scholar 

  • Scheffer B (1997a) Stickstoff- und Phosphorverlagerung in nordwestdeutschen Niederungsböden und Gewässerbelastung. Geolog Jahrb Reihe F 4: 203–243

    Google Scholar 

  • Scheffer B (1977b) Zur Frage der Stickstoffumsetzungen in Niedermoorböden. Landwirtschaftliche Forschung 33/11: 20–28

    Google Scholar 

  • Scheffer B (1994) Zur Stoffdynamik von Niedermoorböden. NNA-Berichte 7 (2): 67–73

    Google Scholar 

  • Scheffer B, Bartels R (1984) Ammonium- und Nitratumsetzungen in Niedermoorböden. Landwirtschaftliche Forschung 37: 306–314

    Google Scholar 

  • Scholz A, Hennings HH (1995) Grenzen der Beweidbarkeit bei der Wiedervernässung von Niedermooren. Z f Kulturtechnik und Landentwicklung 36: 162–164

    Google Scholar 

  • Schothorst CJ (1976) Subsidence of low moor peat soils in the Western Netherlands. Proc 5th Int Peat Congress: 206–217

    Google Scholar 

  • Schuch M (1977) Das Donaumoos und einige seiner gegenwärtigen Hauptprobleme. Telma 7: 167–173

    Google Scholar 

  • Schulz R (1995) Bodenschutz auf Niedermoorböden Nordostdeutschlands. Z f Kulturtechnik und Landentwicklung 36: 230–235

    Google Scholar 

  • Segeberg H (1962) Vorausberechnung der auf Moorkulturen durch den Schwund von Torfsubstanz zu erwartenden Höhenverluste. Z f Kulturtechnik 3: 356–367

    Google Scholar 

  • Succow M, Jeschke UL (1990) Moore in der Landschaft, Thun, Frankfurt/M

    Google Scholar 

  • Täte RL (1981) Microbial oxidation of organic matter of histosols. Advances Microbial Ecology 4:169–201

    Article  Google Scholar 

  • Trepel M (1996) Niedermoore in Schleswig-Holstein. Gegenwärtiger Zustand und Entwicklungsmöglichkeiten. — Eine Literaturstudie -. Landesamt für Natur und Umwelt des Landes Schleswig-Holstein, Flintbeck

    Google Scholar 

  • Tschirsich C (1994) Untersuchungen zur Quantifizierung von Denitrifikationsverlusten aus Niedermoorböden — dargestellt am Beispiel eines sauren Niedermoorbodens Nordwest-Deutschlands. PhD thesis, University of Göttingen

    Google Scholar 

  • Umweltministerium Schleswig-Holstein (Ministry of Environment, Schleswig Holstein) (1994) CO2-Minderungs- und Klimaschutzprogramm für Schleswig-Holstein. Landtagsbeschluß vom 27.05.1994, Drucksache 13/1957, Verlag Klausing & Schmidt, Kiel

    Google Scholar 

  • Weinzierl W (1997) Niedermoore in Baden-Württemberg — Bilanzierung der C02-Emission am Beispiel des Donaurieds. Mittigen Dtschen Bodenkundl Ges 85: 1059–1062

    Google Scholar 

  • Well R, Augustin J, Meyer K (2001) In situ measurement of denitrification and N2O production in the saturated zone of three Eutric Histosols and a Mollic Gleysol. In: Broil Q, Merbach W, Pfeiffer, E-M (eds) Wetlands in Central Europe. Soil organisms, soil ecological processes and trace gas emissions. Springer, Berlin

    Google Scholar 

  • Werner W, Scherer HW, Drescher D (1985) Untersuchungen über den Einfluß langjähriger Gülledüngung auf N-Fraktionen und N-Nachlieferung des Bodens. Z Acker Pflanzenbau 155: 137–144

    Google Scholar 

  • Wild U, Pfadenhauer J (1997) Stickstoffhaushalt auf Niedermoor-Renaturierungsflächen im Donaumoos. Verh Ges ökol 27: 235–242

    Google Scholar 

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Höper, H. (2002). Carbon and nitrogen mineralisation rates of fens in Germany used for agriculture. A review. In: Broll, G., Merbach, W., Pfeiffer, EM. (eds) Wetlands in Central Europe. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-05054-5_8

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