Abteilung Bodenkunde

„Einfluss der K-, Mg-, Na- und S-Düngung auf die mechanische Bodenstabilität und modifizierte Wasserspeicherung in Böden – ein rheologischer Ansatz“

Die Betrachtung von Prozessen über mehrere Skalen hinweg findet in verschiedenen Disziplinen statt. Im Bereich der Bodenmechanik kann dieser Ansatz mit Hilfe der Rheometrie verfolgt werden, die eine Quantifizierung des Fließverhaltens vor allem viskoelatischer Substanzen auf der Ebene der Partikel ermöglicht.  mehr... Diese mikroskaligen Daten können dann für ein umfassendes Prozessverständnis mit den auf größeren Skalen erfassten Werten eingesetzt werden.

Form und Festigkeit der Partikel selber sowie der von ihnen gebildeten Mikroaggregate gehören ebenso zu den Einflussfaktoren wie Lagerungsdichte und physikochemische Eigenschaften der Bodenmatrix. Auch einzelne Potentialkomponenten wie Matrix- und osmotisches Potential verändern die wirksamen effektiven Spannungen zwischen einzelnen Bodenpartikeln und Gefügeverband. Dennoch liegen bislang weder in der Bodenmechanik noch in der Bodenkunde Erkenntnisse über die Bedeutung dieser Faktoren für die Eigenfestigkeit des Substrates oder des Bodens vor.

Mit Hilfe eines Rotationsrheometers werden daher Amplitudentests durchgeführt, um die Bedeutung der Einzelpotentiale auf der Ebene des Substrates und des Mikroaggregatverbandes zu quantifizieren. Im Rahmen des Promotionsverfahrens Markgraf (2006) wurde diese Methode entwickelt und deren Anwendbarkeit an mehreren Substarten getestet, so dass in diesem Projekt nunmehr der Einfluss der K-, Na- und Mg-Sättigung auch über die Gesamtgröße osmotisches Potential in Abhängigkeit von Bodenart, -struktur, Düngungsintensität und -zusammensetzung sowie Matrixpotential auf die mechanische Stabilität analysiert wird.

Mit der K+S Kali GmbH als Projekträger erfolgt im Rahmen dieses Vorhabens die Zusammenarbeit mit weiteren Arbeitsgruppen, welche die Bedeutung der Düngung nicht nur für den Ertrag, sondern vor allem auch für die Wasserversorgung und Speicherung als weitere wesentliche Kenngrößen quantifzieren soll. Dazu gehören die Arbeitsgruppen von Prof. Jahn in Halle zum Thema Tonmineralogie sowie von Prof. Schubert in Gießen im Bereich Pflanzenernährung.

Bearbeiter: Dörte Holthusen
Projektträger: K+S Kali GmbH