Abteilung Bodenkunde

Kleinskalige und dynamische Analyse der mikrostrukturellen Rhizo- und Drillosphäreneigenschaften: Porosität und Physikochemie sowie deren Bedeutung für Wurzelwachstum, Nährstoffspeicherung und -lieferung

Ausprägung und Dynamik des Porenraumes haben eine große Bedeutung für den Transport von Gas, Wasser und darin gelösten Nährstoffen sowie als Lebensraum für Bodenmikroorganismen, die an der pedogenen Nährstoffnachlieferung beteiligt sind. Die Zugänglichkeit von Nährstoffen aus dem Unterboden ist dabei von der Entwicklung des Wurzelsystems und der intakten funktionalen Beziehung von mehr... biologischen, physikalischen und chemischen Prozessen abhängig. Daher kommt der Rhizosphäre (Wurzelraum) und der Drillosphäre (angrenzender Bereich eines Regenwurmganges) eine besondere Bedeutung zu, wenn es um die optimale Ernährung von Feldkulturen (Ernährungssicherheit) geht.
Das Projekt DFG PAK-888 knüpft an die Ergebnisse des Vorläuferprojektes FOR1320 an. In Zusammenarbeit mit „StrucDyn/Kassel“ werden die Morphologie des Bioporennetzwerkes auf der Einzelporenskala untersucht und zahlreiche Parameter bestimmt, die die Transportprozesse von Luft und Wasser beeinflussen. Neben bildgebenden Verfahren (Computertomographie, Kassel) liegt das Augenmerk von „RhyzPhy/Kiel“ auf der Erfassung von physikalischen (Sauerstoffdiffusion, Sorptivität, Eindringwiderstand) und physikochemischen Eigenschaften (Hydrophobizität). Zudem wird mit Hilfe der Rheometrie der Einfluss von natürlichen Wurzelexsudaten und Modellsubstanzen (z.B. Xanthan) auf den Boden innerhalb der Mikroskala untersucht.
Dabei werden die Untersuchungen, nicht nur in Abhängigkeit des Ursprungs der Biopore (Wurzel-, Regenwurmpore), sondern auch  im Verlauf des Alterungsprozesses dieser Pore, durchgeführt.
Die von „StrucDyn“ und „RhizPhy“ gewonnenen Daten werden zur Parametrisierung und Weiterentwicklung eines Wurzelwachstumsmodells („RootMod“) verwendet, mit dem die Effekte der mikroskaligen Strukturen und der hydraulischen/mechanischen Eigenschaften der Rhizodrillosphäre auf das Wurzelwachstum und die Wasser- und Nährstoffaufnahme untersucht werden.

Projektbearbeiter: MSc. Christoph Haas