Suitability of soil electrical conductivity as an indicator of soil nitrate status in relation to vegetable cultivation practices in the Yangtze River Delta of China

Shi, Yi-Chao; Hu, Zheng-Yi; Haneklaus, Silvia GND; Long, Wei-Guo; Xia, Xu; Zhao, Yan-Wen; Lin, Tian; Schnug, Ewald GND

In Bodenproben von Feldern auf denen Gemüse im Freiland und unter Folientunneln angebaut wurde, wurden elektrische Leitfähigkeit (EC), pH, NO3-N, NH4-N, Gesamt-N und der Gehalt an organischer Substanz bestimmt. Das Anbauverfahren hatte keinen Einfluss auf den pH-Wert im Boden. Böden unter Folientunneln wiesen mit 462,5 µS/cm eine signifikant höhere elektrische Leitfähigkeit auf als Böden im Freiland (251,2 µS/cm). Ungefähr ein Drittel (35 %) aller Proben unter Folientunneln und 9 % im Freiland wiesen mit >500 µS/cm eine sekundäre Versalzung auf. Bereits nach 4 Jahren kontinuierlichen Gemüseanbaus wurde der kritische Wert von 500 µS/cm überschritten. Es wurde eine hochsignifikante Korrelation (p< 0,001) zwischen NO3-N und EC unabhängig vom Anbauverfahren ermittelt, sofern die EC-Werte< 500 µS/cm lagen. Bei höheren EC-Werten bestand hingegen keine signifikante Beziehung. Der NO3-N Gehalt im Boden hatte einen starken Einfluss auf die elektrische Leitfähigkeit, während NO3-N für das komplexe Phänomen der sekundären Versalzung nur eine untergeordnete Rolle spielt. Dies bedeutet, dass eine Reduzierung des N-Düngemitteleinsatzes in diesem Produktionssystem nicht ausreichend ist, um die EC-Werte zu senken. Die elektrische Leitfähigkeit könnte nicht nur als Indikator für exzessive NO3-N Gehalte im Boden, sondern auch als Orientierungswert für standortspezifische N-Gaben dienen. Auf diese Weise ließen sich Ertrags- und Qualitätsparameter des Gemüses verbessern und die umweltbeeinträchtigende Wirkung durch den Austrag von N in Gewässer signifikant reduzieren.

In soil samples from sites where vegetables were grown in foil tunnels and open fields. Chemical soil analysis comprised the parameters electrical conductivity (EC), pH, NO3-N, NH4-N, total N and organic matter. Cultivation practices had no influence on soil pH values. In comparison, EC was significantly higher with 462.5 µS/cm in soils under foil tunnels than in open fields with a mean value of 251.2 µS/cm. About one third (35 %) of all samples showed secondary salinization with EC values >500 µS/cm under foil tunnels, and still 9 % of all samples from field-grown vegetables. Soil EC values increased with the time period of vegetable growing and exceeded 500 µS/cm after more than 4 years of continuous cultivation. A highly significant correlation p< 0.001) was determined between soil NO3-N and soil EC irrespective of the cultivation practice if EC was<500 µS/cm, while no relationship existed in soils with EC values >500 µS/cm. The results suggest that NO3-N is a main factor influencing EC values, but NO3-N is of minor relevance for the complex phenomenon of secondary salinization as found in soils under foil tunnels. This implies that a reduction of the N fertilizer input is not sufficient to decrease EC values in these production units. Soil EC values might be used as an indicator for excessive NO3-N soil contents and as a benchmark for calculating site-specific N rates. Thus crop productivity and quality parameters of vegetables can be improved and environmental burdens, for example N loads to water bodies significantly reduced.

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Shi, Yi-Chao / Hu, Zheng-Yi / Haneklaus, Silvia / et al: Suitability of soil electrical conductivity as an indicator of soil nitrate status in relation to vegetable cultivation practices in the Yangtze River Delta of China. 2009.

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