Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-01-12Bitstream added on 2014-06-13T20:17:00Z : No. of bitstreams: 1 campana_m_me_botfmvz.pdf: 694345 bytes, checksum: 5b95a0f43e56990d64086b8a724378b9 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Com objetivo de validar o uso no campo do coletor de espuma com ácido e politetrafluoroetileno que capta amônia volatilizada e quantificar essa perda oriunda de fontes e formas de aplicação de nitrogênio (N) em pastagens, realizou-se 2 experimentos. No experimento 1, para avaliação do coletor, utilizou-se fatorial 2 x 2 - doses de N (50 e 100 kg/ha) e coletores de amônia (coletor semi-aberto e absorvedor de espuma com ácido e politretafluoroetileno). O período experimental foi de 22 dias. No experimento 2 utilizou-se delineamento de blocos ao acaso e os tratamentos foram: uréia; Super N®; uréia + 12,5% de zeólita; uréia + 25% de zeólita; uréia + 50% de zeólita; uréia em pulverização foliar; 75% de uréia + 25% de sulfato de amônio; nitrato de amônio e sem N (testemunha). A avaliação das perdas por volatilização de amônia ocorreu em 3 épocas. No verão/07 e inverno/07 utilizou-se dose de 50 kg/ha de N para adubos sólidos e 15 kg/ha de N para pulverização foliar e para o verão/08 as doses foram duplicadas. As perdas diárias de amônia foram avaliadas em onze amostragens a cada dois dias para ambos os experimentos. Para o experimento 1, não houve diferença entre os coletores na perda acumulada e diária de amônia com a dose de 50 kg/ha de N. Entretanto, na dose de 100 kg/ha de N o coletor semi-aberto captou o maior pico de volatilização diária e maior acúmulo de amônia. No experimento 2 as menores perdas por volatilização foram detectadas para nitrato de amônio aplicado a lanço e uréia via pulverização foliar. Dessa forma poderia ocorrer melhor uso do fertilizante pela planta refletindo em aumento na produção e qualidade da forragem. / With the objective of validating the field use of the foam collector with acid and polytetrafluorethylene, which captures volatilized ammonia and quantify this loss when using sources and application forms of nitrogen (N) in pastures, 2 experiments were realized. In the experiment 1, to evaluate the collector a 2 x 2 factorial – N doses (50 and 100 kg/ha) and ammonia collectors (semi-open collector and foam absorber with acid and polytetrafluorethylene). The experimental period was 22 days. In the experiment 2, the experimental design was a randomized block design and the treatments were: urea; Super N®; urea + 12,5% of zeolite; urea + 25% of zeolite; urea + 50% of zeolite; urea leaf spraying, 75% of urea + 25% of ammonium sulfate, ammonium nitrate, and without nitrogen (control). The evaluation of the volatilization losses occurred in 3 periods. On summer/07 and winter/2007 a 50 kg/ha of N dose for solid fertilizers was used and a 15 kg/ha N dose for leaf spraying and on summer/2008 the doses were doubled. The daily losses of ammonia were evaluated in eleven samplings every two days for both experiments. In the experiment 1, there was no difference between the collectors in the accumulated and daily loss in the dose of 50kg/ha of N. However, with the dose of 100 kg/ha of N the semi-open collector showed the highest peak of daily volatilization and accumulated the highest volatilization loss. In the experiment 2, the lowest volatilization losses were detected for ammonium nitrate in soil application and urea in leaf spraying application. So, in this cases might happen the better use of the fertilizer by the plant, reflecting in the increase of the forage production and quality.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Gaseous losses of nitrogen (N) during composting of pig slurry (PS), mainly due to volatilization of ammonia (NH3), have important environmental and economic implications, requiring technological alternatives for their mitigation. The objective of this study was to evaluate the efficiency of natural zeolites clinoptilolite and stilbite at different doses and in different particle sizes and frequency of addition of clinoptilolite, to mitigate the losses of NH3 in the initial phase of PS composting. For this, experiments were conducted in a pilot scale, lasting between 14 and 17 days, wherein each zeolite was added at increasing doses of 5, 10 and 20% (w / v), the PS formed on a substrate by mixing sawdust (70%) and shavings (30%). In each experiment was performed three to four applications of PS, with or without addition of zeolites, followed by simultaneous plowing, plus three or four additional turnings in the compound. All these experiments were divided in two articles that make up this dissertation. NH3 emissions were reduced with Zeolites when compared to the control treatment only with the application of manure, and the efficiency was directly related to the dose and frequency for both zeolites addition to clinoptilolite. The clinoptilolite was more efficient in reducing ammonia emissions than stilbite and showed no differences between the analyzed particle sizes. The average of all experiments, the reduction in NH3 emissions that clinoptilolite and stilbite provided regarding PS without zeolites was between 24-76% and 8-37%, respectively. These results demonstrate the high potential of natural zeolites, mainly clinoptilolite in mitigating NH3 volatilization during composting of PS. / As perdas gasosas de nitrogênio (N) durante a compostagem de dejetos líquidos de suínos (DLS), principalmente por volatilização de amônia (NH3), têm implicações ambientais e econômicas importantes, necessitando de alternativas tecnológicas para sua mitigação. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência das zeólitas naturais clinoptilolita e estilbita utilizadas em diferentes doses, e variação de granulometria e frequência de adição da clinoptilolita, em mitigar as perdas de NH3 na fase inicial da compostagem de DLS. Para isso, foram conduzidos experimentos em escala piloto, com duração entre 14 e 17 dias, em que cada zeólita foi adicionada em doses crescentes, de 5, 10 e 20% (m/v), aos DLS, sobre um substrato constituído pela mistura de serragem (70%) e maravalha (30%). Em cada experimento foram realizadas entre três e quatro aplicações de DLS, com ou sem adição de zeólitas, seguidas de revolvimento simultâneo, além de três ou quatro revolvimentos adicionais no composto. Todos esses experimentos foram alocados nos dois artigos que compõem esta dissertação. Ambas zeólitas testadas reduziram as emissões de NH3 quando comparadas ao tratamento testemunha, somente com a aplicação de dejetos, sendo que a eficiência em mitigar a emissão de amônia esteve diretamente relacionada à dose utilizada para as duas zeólitas e também à frequência de adição para a clinoptilolita. A clinoptilolita apresentou maior eficiência em reduzir a emissão de amônia do que a estilbita e não apresentou diferença entre as granulometrias avaliadas. Na variação média de todos os experimentos, a redução nas emissões de NH3 que a clinoptilolita e a estilbita proporcionaram em relação aos DLS sem zeólitas foi entre 24 a 76% e 8 a 37%, respetivamente. Os resultados deste trabalho evidenciam o alto potencial das zeólitas naturais, principalmente da clinoptilolita, em mitigar a volatilização de NH3 durante a compostagem de DLS.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 5 uppsatser.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Composting of pig slurry (DLS) is an important strategy to mitigate the environmental damage of intensive pig farms. Despite being a promising strategy, one of the problems from composting is still the losses of nitrogen (N) by volatilization of ammonia (NH3). Acidification of DLS before to addition to the piles, reducing the pH and thus, the piles, may be a possibility to circumvent this problem. However, little is known about the effect of acidification of DLS, not only on emissions of (NH3) as with respect to emissions of greenhouse gases (GEE) (CO2, CH4 e N2O) during the process, especially in automated systems where the addition of manure and mixing of piles are frequent. This study was conducted with the objective of evaluating the effect of acidification of pig slurry on ammonia and greenhouse gases emissions during an automated composting process. The study was conducted at the Federal University of Santa Maria, RS, during 154 days in compost piles containing the mixture of wood shavings and sawdust as substrate, with weekly additions of DLS, followed by two revolving piles during the first 106 days. Between 107 and 154 days were made only weekly turnings piles. Two treatments were tested, one with manure acidification with H3PO4 to pH around 6.0 and another without acidification. The evaluation of emissions of NH3 was carried out in semi-open static chambers, while the GEE was performed in static chambers. The pH of DLS was reduced on average 0.87 units with acidification compared to the original values and the average value of all applications was 5.84. In compost piles, the pH decreased from 8.11 to 6.72 on average during all period of the experiment. The concentrations of NH4+ at the end of the experiment were, on an average of two evaluated layers, 102.98 mg kg-1 in the pile without acidification and 398.81 mg kg-1 in the pile with acidification, while the levels of NO3- were 13.37 mg kg-1 in the pile without acidification and 1371.04 mg kg-1 in the pile with acidification. The cumulative emission of NH3 in the treatment with acidification was 32.6 g m-2, 70% lower than the treatment without acidification (107.8 g m-2). Acidification of DLS also reduced the cumulative CO2 emissions to the atmosphere of 91.65 kg m-2 to 69.05 kg m-2 (25%) and the CH4 of 639.97 g m-2 to 227.13 g m-2 (65%). On the other hand, acidification of DLS at the time of addition to the substrate increased the cumulative emission of N2O by 30.4 g N-N2O m-2 (130%) at 154 days of composting. / A compostagem de dejetos líquidos de suínos (DLS) é uma importante estratégia para mitigar o passivo ambiental da suinocultura intensiva. Apesar de ser uma estratégia promissora, um dos problemas decorrentes da compostagem são, ainda, as perdas de nitrogênio (N) por volatilização de amônia (NH3). A acidificação dos DLS previamente a adição às pilhas, reduzindo seu pH e, consequentemente, das pilhas, pode ser uma possibilidade para contornar esse problema. Todavia, pouco se conhece sobre o efeito da acidificação dos DLS, não somente sobre as emissões de NH3 como no que tange às emissões de gases de efeito estufa (GEE) (CO2, CH4 e N2O) durante o processo, sobretudo, em sistemas automatizados, onde a adição de dejetos e o revolvimento das pilhas são frequentes. Esse trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da acidificação de dejetos líquidos de suínos sobre as emissões de amônia e gases de efeito estufa durante um processo de compostagem automatizada. O trabalho foi conduzido na Universidade Federal de Santa Maria, RS, durante 154 dias, em pilhas de compostagem contendo a mistura de maravalha e serragem como substrato, com adições semanais de DLS, seguidas de dois revolvimentos das pilhas durante os primeiros 106 dias. No período entre 107 e 154 dias foram efetuados apenas revolvimentos semanais das pilhas. Foram testados dois tratamentos, sendo um com acidificação dos dejetos com H3PO4 até pH próximo a 6,0 e outro sem acidificação. A avaliação das emissões de NH3 foi realizada em câmaras estáticas semi-abertas, enquanto a de GEE foi realizada em câmaras estáticas. O pH dos DLS foi reduzido em média 0,87 unidades com a acidificação em relação aos valores originais, sendo o valor médio de todas as aplicações de 5,84. Nas pilhas de compostagem, o pH reduziu de 8,11 para 6,72 na média de todo período de condução do experimento. Os teores de NH4+ ao final do experimento foram, na média das duas camadas avaliadas, de 102,98 mg kg-1 na pilha sem acidificação e 398,81 mg kg-1 na pilha com acidificação, enquanto os teores de NO3- foram de 13,37 mg kg-1 na pilha sem acidificação e 1371,04 mg kg-1 na pilha com acidificação. A emissão acumulada de NH3 no tratamento com acidificação foi de 32,6 g m-2, 70% inferior ao tratamento sem acidificação (107,8 g m-2). A acidificação dos DLS reduziu, também, as emissões acumuladas de CO2 para a atmosfera de 91,65 kg m-2 para 69,05 kg m-2 (25%) e CH4 de 639,97 g m-2 para 227,13 g m-2 (65%). Por outro lado, a acidificação dos DLS no momento da sua adição ao substrato aumentou a emissão acumulada de N2O em 30,4 g N-N2O m-2 (130%) em 154 dias de compostagem.

Les pratiques agricoles intensives de l’agriculture conventionnelle (AC) ont engendré des fuites d’azote dans l’environnement, via la lixiviation du nitrate (NO3-) et les émissions d’oxyde nitreux (N2O). Une hypothèse de ce travail était que l’agriculture biologique (AB) pouvait contribuer à réduire ces fuites. En conséquence, l’objectif principal de cette thèse a été de mesurer et de quantifier ces fuites d’azote à différentes échelles spatiales (processus, exploitation, bassin versant) et dans différentes systèmes de cultures (AB/AC) du bassin de la Seine.A l’échelle d’une exploitation, la rotation AB (7 ans) engendre 28% mois d’émission de N2O et 25% mois de lixiviation de NO3. A l’échelle du processus, la nitrification, la dénitrification et leurs émissions de N2O associées présentent, en fonction d’un gradient de températures (5-45°C), des courbes gaussiennes. De plus, à l’échelle du bassin versant de l’Orgeval, les bilans azotés ont montré que les pratiques de l’AB (mesure préventive) permettent de réduire les pollutions nitriques diffuses sans engendrer une augmentation d’émissions de N2O, ce qui n’est pas le cas lors de la création d’étangs (mesure curative). Enfin dix-huit exploitations agricoles (8 AB, 10 AC) ont été équipés en bougies poreuses dans le bassin de la Seine. A l’échelle de leurs rotations, les concentrations moyennes sont en AB de 10.1 ± 3.4 mg N l-1 et en AC de 16.6 ± 10.3 mg N l-1. Ces concentrations, converties en flux, aboutissent à des quantités d’azote lixivié en AB de 15.3 ± 9.7 kg N ha-1 et en AC de 27 ± 24.7 kg N ha-1 selon différents pôles pédoclimatiques. / In the past decades, intensive conventional farming (CF) has led to nitrogen (N) losses in the environment, due to nitrate (NO3-) leaching and to nitrous oxide (N2O) emissions. We assumed that organic farming (OF) could contribute in reducing these losses. Therefore, the main aim of this PhD study is to measure and quantify N losses in different spatial scales (process, farm, catchment) and different arable cops systems (OF/CF) in the Seine basin.At the farm scale, the OF rotation reduce by 28% N2O emissions and by 25% NO3 leached. At the processes scale, nitrification, denitrification and their N2O emissions associated, according to a range of temperatures (5-45°C) showed Gaussian curves. At the Orgeval basin scale, the N balance showed OF system (a preventive measure) would allow to reduce diffused N pollution without increasing N2O emissions, differently from the implementation of ponds (a curative measure).Finally, 18 arable crop systems (8 OF, 10 CF) have been equipped with ceramic cups in the Seine basin. At the rotation scale, the sub-root concentrations means were 10.1 ± 3.4 mg N l-1 for the OF systems (with alfalfa in the head of the rotation) and 16.6 ± 10.3 mg N l-1 for the CF systems. The sub-root concentrations converted in the N flow led to 15.3 ± 9.7 kg N ha-1 in OF and 27 ± 24.7 kg N ha-1 in CF, depending on farms in different soil and climate conditions.

Resumo: Com objetivo de validar o uso no campo do coletor de espuma com ácido e politetrafluoroetileno que capta amônia volatilizada e quantificar essa perda oriunda de fontes e formas de aplicação de nitrogênio (N) em pastagens, realizou-se 2 experimentos. No experimento 1, para avaliação do coletor, utilizou-se fatorial 2 x 2 - doses de N (50 e 100 kg/ha) e coletores de amônia (coletor semi-aberto e absorvedor de espuma com ácido e politretafluoroetileno). O período experimental foi de 22 dias. No experimento 2 utilizou-se delineamento de blocos ao acaso e os tratamentos foram: uréia; Super N®; uréia + 12,5% de zeólita; uréia + 25% de zeólita; uréia + 50% de zeólita; uréia em pulverização foliar; 75% de uréia + 25% de sulfato de amônio; nitrato de amônio e sem N (testemunha). A avaliação das perdas por volatilização de amônia ocorreu em 3 épocas. No verão/07 e inverno/07 utilizou-se dose de 50 kg/ha de N para adubos sólidos e 15 kg/ha de N para pulverização foliar e para o verão/08 as doses foram duplicadas. As perdas diárias de amônia foram avaliadas em onze amostragens a cada dois dias para ambos os experimentos. Para o experimento 1, não houve diferença entre os coletores na perda acumulada e diária de amônia com a dose de 50 kg/ha de N. Entretanto, na dose de 100 kg/ha de N o coletor semi-aberto captou o maior pico de volatilização diária e maior acúmulo de amônia. No experimento 2 as menores perdas por volatilização foram detectadas para nitrato de amônio aplicado a lanço e uréia via pulverização foliar. Dessa forma poderia ocorrer melhor uso do fertilizante pela planta refletindo em aumento na produção e qualidade da forragem. / Abstract : With the objective of validating the field use of the foam collector with acid and polytetrafluorethylene, which captures volatilized ammonia and quantify this loss when using sources and application forms of nitrogen (N) in pastures, 2 experiments were realized. In the experiment 1, to evaluate the collector a 2 x 2 factorial - N doses (50 and 100 kg/ha) and ammonia collectors (semi-open collector and foam absorber with acid and polytetrafluorethylene). The experimental period was 22 days. In the experiment 2, the experimental design was a randomized block design and the treatments were: urea; Super N®; urea + 12,5% of zeolite; urea + 25% of zeolite; urea + 50% of zeolite; urea leaf spraying, 75% of urea + 25% of ammonium sulfate, ammonium nitrate, and without nitrogen (control). The evaluation of the volatilization losses occurred in 3 periods. On summer/07 and winter/2007 a 50 kg/ha of N dose for solid fertilizers was used and a 15 kg/ha N dose for leaf spraying and on summer/2008 the doses were doubled. The daily losses of ammonia were evaluated in eleven samplings every two days for both experiments. In the experiment 1, there was no difference between the collectors in the accumulated and daily loss in the dose of 50kg/ha of N. However, with the dose of 100 kg/ha of N the semi-open collector showed the highest peak of daily volatilization and accumulated the highest volatilization loss. In the experiment 2, the lowest volatilization losses were detected for ammonium nitrate in soil application and urea in leaf spraying application. So, in this cases might happen the better use of the fertilizer by the plant, reflecting in the increase of the forage production and quality. / Orientador: Jozivaldo Prudêncio Gomes de Morais / Coorientador: Patrícia Perondi Anchão de Oliveira / Banca: Ciniro Costa / Banca: Fábio Luis Ferreira Dias / Mestre

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The application of dairy slurry (DS) to the soil surface in no-till can result in the ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O) emission to atmosphere, with negative repercussions both agronomical and environmentally. The magnitude of these emissions may reduce the expected benefits from the agricultural use of dairy slurry as a nitrogen (N) source to crops. The objective of this work was to evaluate the N2O and NH3 emission according to the method of DS application in soil (surface broadacast vs. shallow injection), with and without the use of the nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) at sowing, associated with the application of urea sidedress. The work was developed in the experimental area of the Department of Soils of the Federal University of Santa Maria (UFSM), in a Hapludalf. The experiment was established in a randomized complete block design with four replications and plots with dimensions of 33 m2 (5,5 m x 6 m). The treatments were: T1- Control; T2- Surface application of mineral fertilization in sowing and urea sidedress (NPK + U); T3- DS broadcast and urea (DSs + U); T4- DSs broadcast with DCD and urea (DSs + DCD + U); T5- DS injected and urea (DSi + U) and T6- DS injected with DCD and urea (DLBi + DCD + U). The N2O evaluations were performed using static chambers and the ammonia was evaluated in the wheat through semi-open static chambers and in the corn through semi-open collectors. Dairy slurry injection in sowing increase N2O emission in 2,198 g ha-1 (56%) in relation to the traditional way of urea use, applying 1/3 of the N at sowing and 2/3 in sidedress. The DCD addition to dairy slurry did not affect the annual N2O emission when the dairy manure was applied on the soil surface in sowing of wheat and corn, compare with exclusive use of urea. The results showed that the lower N2O emission occurred with the use combined of DCD with dairy slurry before its injection into the soil, in sowing of the cultures. NH3 cumulative emissions did not differ between the application of dairy manure in pre-sowing associated with sidedress urea from the traditional mode of exclusive use of urea. The results suggest that N2O and NH3 emissions factors preconized by IPCC are overestimated for dairy manure for Southern Brazil. / A distribuição dos dejetos líquidos de bovinos (DLB) na superfície do solo em plantio direto pode resultar na emissão para a atmosfera de amônia (NH3) e óxido nitroso (N2O), com reflexos negativos tanto do ponto de vista agronômico quanto ambiental. A magnitude destas emissões pode reduzir os benefícios esperados com o uso agrícola dos dejetos como fonte de nitrogênio (N) às culturas. O objetivo do trabalho foi avaliar a emissão de N2O e NH3 em função do modo de aplicação dos DLB no solo, em superfície ou injetado, com e sem o uso do inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD) na semeadura, associado com a aplicação de ureia em cobertura. O trabalho foi desenvolvido na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), em um Argissolo Vermelho Distrófico arênico. O delineamento experimental foi blocos ao acaso com 4 repetições. Os tratamentos foram os seguintes: T1- Testemunha, sem aplicação de fertilizantes; T2- Adubação mineral (NPK) aplicada na superfície do solo + ureia em cobertura (NPK + U); T3- DLB na superfície do solo + ureia em cobertura (DLBs + U); T4- DLB com DCD na superfície do solo + ureia em cobertura (DLBs + DCD + U); T5- DLB injetado no solo + ureia em cobertura (DLBi + U) e T6- DLB com DCD injetado no solo + ureia em cobertura (DLBi + DCD + U). Os tratamentos foram aplicados no trigo e reaplicados no milho. A emissão de N2O foi avaliada usando câmaras estáticas, desde a aplicação dos tratamentos no trigo até 22 dias após a colheita do milho, totalizando 364 dias de avaliação. A amônia foi avaliada no trigo através de câmaras semi-abertas estáticas e no milho através de coletores semi-abertos. A injeção dos DLB em pré-semeadura no trigo e no milho, com aplicação de ureia em cobertura, aumentou a emissão anual de N-N2O em 2.198 g ha-1 (56%), em relação ao modo tradicional de uso da ureia nas culturas, aplicando-se 1/3 do N na semeadura e 2/3 em cobertura. A adição de DCD aos DLB não afetou a emissão anual de N2O quando os DLB foram aplicados na superfície do solo em pré-semeadura do trigo e do milho, porém reduziu a emissão anual em 39% quando os DLB foram injetados, não diferindo do tratamento com uso exclusivo de ureia. Os resultados do estudo indicam que a menor emissão de N2O ocorreu com o uso combinado de DCD aos DLB antes da sua injeção no solo, na pré-semeadura das culturas. A volatilização acumulada de NH3 nos tratamentos em que os dejetos de bovinos foram aplicados em pré-semeadura associados à aplicação de ureia em cobertura não diferiu do modo tradicional de uso exclusivo de ureia nas culturas. Os resultados indicam que o fator de emissão de N2O e NH3 preconizado pelo IPCC está superestimado para a aplicação de dejetos de bovinos e ureia no trigo e no milho no Rio Grande do Sul.

In der vorliegenden Studie wurden zwei Fragestellungen bearbeitet, die beide das Ziel verfolgen, die Stickstoff(N)-Ausnutzungseffizienz in landwirtschaftlichen Systemen zu steigern: 1) Hat die langjährige organische Düngung einen Einfluss auf den Abbau kürzlich applizierter organischer Dünger? Die Hypothese war, dass relevante Effekte nur bei schwer abbaubaren organischen Düngern auftreten während bei leicht abbaubaren organischen Düngern die Düngungshistorie keine Rolle spielt. 2) Können die hohen N-Bilanzüberschüsse im intensiven Freilandgemüsebau durch den Einsatz von Winterzwischenfrüchten (ZF) deutlich reduziert werden? Die Hypothese war, dass ZF die Bilanzüberschüsse der betrachteten zweijährigen Fruchtfolgen um mindestens 30 kg N / ha reduzieren. Die erste Hypothese wurde überprüft, indem der Abbau organischer Dünger in Böden, die sich in ihrer organischen Düngungshistorie unterschieden, gemessen wurde. Es wurden ein Topfversuch im Gewächshaus sowie ein Inkubationsversuch im Labor durchgeführt. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass es Effekte der Historie auf den Abbau von Stallmist und Kiefernrinde gab, während es keine Effekte bei leicht abbaubarem Kohlmaterial gab. Daher wurde die Hypothese angenommen. Allerdings ergaben die beobachteten Effekte kein konsistentes Bild in Hinblick auf die Richtung der Effekte auf die Kohlenstoff(C)- und N-Mineralisierung und Effekte auf die Netto-N-Mineralisation waren generell sehr klein. Zur Überprüfung der zweiten Hypothese wurden an drei Standorten in Deutschland Feldversuche mit Gemüsefruchtfolgen und unterschiedlichen ZF durchgeführt. Die Ergebnisse ergaben, dass trotz der die mittleren Bilanzüberschüsse der Kontrollen (ohne ZF) von 217 kg N / ha die ZF die N-Bilanz im Mittel um nur 13 kg N / ha reduzierten. Daher wurde die Hypothese abgelehnt. Die Ergebnisse zeigten weiterhin, dass der verlustfreie Transfer der von der ZF aufgenommenen N-Menge an die Folgefrucht ein kritischer Schritt bei dieser Technik ist. / The current study dealt with two questions that target potential options to increase the nitrogen (N) use efficiency of agricultural systems: 1) Does long-term organic fertilization affect the decomposition of recently added organic fertilizers? The hypothesis was that effects only occur for recalcitrant organic fertilizers while for readily decomposable organic fertilizers, the fertilization history does not play a role. 2) Can the N balance surpluses in intensive field vegetable production systems be substantially reduced by cultivation of winter catch crops (CC)? The hypothesis was that the N balance surpluses of the investigated two-year crop rotations can be reduced by more than 30 kg N / ha. The first hypothesis was tested by applying organic fertilizers to soils that only differed in organic fertilization history. A greenhouse pot experiment and a laboratory incubation experiment were conducted. The results indicated that fertilization history had effects on the decomposition of farmyard manure and pine bark, not however on the decomposition of readily decomposable cabbage material. Hence, the hypothesis was accepted in that fertilization history effects depended on the type of fertilizer. However, fertilization history effects showed no consistent trend with respect to increase or decrease in carbon (C) and N mineralization and the effects on net N mineralization were minor in magnitude. The second hypothesis was tested by performing field experiments at three sites in Germany. Vegetable crop rotations were set up, testing different types of CC. The results suggested that in spite of high N surpluses in the control treatments (no CC) of 217 kg N / ha, CC reduced the N balance surplus on average by only 13 kg N / ha. Hence, the hypothesis was rejected. The findings further indicated that the transfer of N taken up by the CC to the succeeding crop is a critical step when adopting this technique.