Publication Date:
2022-12-01
Description:
In Folge des Klimawandels kommt es in Mitteleuropa vermehrt zu Dürreperioden und Austrocknung von Böden. Indem tief- und flachwurzelnde Nutzpflanzen sinnvoll kombiniert werden, kann die Verfügbarkeit von Wasser teils auch ohne künstliche Bewässerungsmaßnahmen verbessert werden. Die Tiefwurzler erschließen tiefer gelegenes Wasser und können es so umverteilen (‚hydraulische Umverteilung‘), dass auch benachbarte Flachwurzler mit Wasser versorgt werden.
Mit dem Ziel eine solche Umverteilung von Wasser durch Pflanzen mithilfe geoelektrischer Methoden zu untersuchen, wurde in dieser Studie ein Versuchsaufbau entwickelt und getestet. Auf 23 Feldern wurden verschiedene Kombinationen der Pflanzen beobachtet. Dafür wurden sowohl Oberflächenmessungen mittels Gleichstromgeoelektrik, als auch Bohrlochmessungen mittels Spektraler Induzierter Polarisation (SIP) durchgeführt. Die Ergebnisse wurden mit konventionellen Bodenfeuchtemessgeräten (time domain reflectometry, TDR) verglichen, welche die Bodenfeuchte nur punktuell erfassen können.
Für die Bohrlochmessungen wurde ein experimenteller Aufbau zur Beobachtung der räumlichen Verteilung des Wassers im Untergrund umgesetzt. Um eine hohe Auflösung im Bereich der flachen Wurzeln zu erreichen, wurde ein bohrlochartiges System genutzt. Dieses besteht aus metallischen Ringelektroden, die an einem Holzstab befestigt sind, der senkrecht in den Boden eingebracht wird. Die Elektroden haben dabei nahe der Oberfläche die kleinsten Abstände (5cm), da in diesem Bereich die Wurzeln der Tief- und Flachwurzler gemeinsam vorkommen. Hier soll die Auflösung möglichst hoch sein, damit die Wasserumverteilung gut beobachtet werden kann. Mit zunehmender Tiefe nehmen die Elektrodenabstände zu. Hier ist eine geringere Auflösung ausreichend, da nur die Tiefwurzler Wasser aufnehmen.
Da die Stäbe bereits vor dem Sähen der Pflanzen in den Boden gebracht wurden, war ein Monitoring über mehrere Monate möglich: Zur Aussaat der Pflanzen Ende März, während des Wachstums und im September während eines finalen Bewässerungsexperimentes.
Die bisherigen Auswertungen der Ergebnisse zeigen, dass sich die zeitliche Entwicklung der Bodenfeuchte anhand der geoelektrischen Daten gut nachvollziehen lässt und im Gegensatz zu den TDR-Daten auch die räumliche Verteilung hoch aufgelöst (〈5cm) erfasst werden kann. Die Oberflächenmessungen zeigen, dass die Schichtung des Bodens über die Plots variiert, was sich auf die Vergleichbarkeit der Ergebnisse auswirken kann.
Description:
poster
Keywords:
ddc:550
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Geophysik
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Geoelektrik
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Monitoring
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Induzierte Polarisation
Language:
German
Type:
doc-type:conferenceObject
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