Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Agrarklimaschutz durchgeführt. Ziel ist die Nutzung der Ressource Unterböden in landwirtschaftlichen Produktionssystemen standortangepasst nutzbar zu machen. Im Projekt werden steuernde Faktoren für die Nutzung der Unterbodenressourcen analysiert, technische und pflanzenbauliche Optionen in Feldversuchen getestet und auf sozio-ökonomische Umsetzbarkeit geprüft. Im Teilprojekt des TI wird dazu ein Schlüsselparameter für die Ressourcennutzung analysiert: die Durchwurzelung. Basierend auf drei Ansätzen wird die kurz-, mittel- und langfristige Durchwurzelung in Abhängigkeit Bodenparametern, Klimaparametern und landwirtschaftlichen Management untersucht und bewertet. Standort- und regionalspezifische Optionen zum Unterbodenmanagement werden entwickelt und hinsichtlich deren Umsetzbarkeit in der Praxis evaluiert. Die Analysen basieren auf dem Proben- und Datensatz der Bodenzustandserhebung Landwirtschaft, die seit 2012 in DE durchgeführt wird und bisher zu Unterbodeneigenschaften nicht ausgewertet wurde. In einer multivariaten Datenanalyse wird der Datensatz zu Unterbodeneigenschaften (AP1) und steuernder Faktoren für die Potentiale und Limitierungen der Nutzung von Unterbodenressourcen analysiert (AP2). Dazu werden umfangreiche Laboranalysen zu stabilen Isotopen und Nahinfrarotspektroskopie nötig, um die Durchwurzelung ableiten zu können (2/6). Die gewonnen Indikatoren werden an Feldversuchen getestet (8). Basierend darauf werden regionsspezifisch und standortdifferenziert mögliche positive Wirkungen des Unterbodenmanagementsund Einschränkungen durch geogene, pedogene, klimatische, agrarstrukturelle und sozioökonomische Faktoren analysiert und bewertet (9). Die Ergebnisse dienen der Evaluierung technischer und pflanzenbaulicher Maßnahmen, die in der landwirtschaftlichen Praxis anwendbar sind um die Unterbodennutzung zu verbessern. Die Evaluierung umfasst sozio-ökonomische Aspekte und erlaubt Beratern und politischen Entscheidungsträgern für einzelne Maßnahmen standortsspezifische Bewertungen vorzulegen.
Das Projekt "Teilprojekt B: Bodenwasser, Durchwurzelung und Stoffdynamik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Bodenkunde und Waldernährungslehre durchgeführt. Ausgangspunkt des Projektes waren Berechnungen, nach denen möglicherweise ausgeprägte frühsommerliche Trockenheiten in den Jahren 1976 und 1983 Auslöser für die Entstehung von Magnesium-Mangelsymptomen an Fichten in den Hochlagen des Südschwarzwaldes gewesen sein könnten. Zur experimentellen Verifizierung dieser Hypothese wurden auf zwei Teilflächen des ARINUS-Projektes (Kontrolle und dolomitische Kalkung) zwei temporäre Trockendächer im Frühjahr 1997 installiert. Hiermit gelang es, jeweils im Zeitraum Mai - Juli in den Jahren 1997 und 1998 eine Austrocknung des Oberbodens zu induzieren. Anschließend wurden die Dächer jeweils wieder entfernt, so dass Artefakte durch 'Dacheffekte' vermieden wurden. Neben den Parametern des Bodenwasserhaushaltes und der Streuzersetzung wurden ebenfalls Radialveränderungen im Stammbereich sowie der Xylemfluss bei den Bäumen auf Versuchs- und Kontrollflächen gemessen. Die Nadelanalysen zeigten bisher noch keine signifikanten Veränderungen im Magnesium-Gehalt, jedoch wird eine diesbezügliche Reaktion auf Grund der bekannten Verzögerungseffekte erst in den kommenden 2 - 3 Jahren erwartet. Die begleitenden Untersuchungen werden entsprechend fortgesetzt.
Das Projekt "Untersuchungen zur Restabilisierung immissionsgeschaedigter Waelder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Mainz, Fachbereich Geowissenschaften, Geographisches Institut durchgeführt. Immissionsgeschaedigte Waldoekosysteme auf von Natur aus pufferschwachen Standorten sind durch eine fortschreitende Versauerung bzw. Basenverarmung auch in tieferen Teilen des Mineralbodens gekennzeichnet. Untersuchungen zeigen auch, dass sich ebenfalls in der Pflanze signifikant die Ca- und Mg-Gehalte verschlechtert haben. Bisherige Duengungsverfahren lassen entweder nur die Zugabe ueber die Bodenoberflaeche zu (mit allen nachteiligen vornehmlich bodenbiologischen und -chemischen Folgen) oder aber sind lediglich fuer eine sehr begrenzte Flaeche im Rahmen eines Tiefenumbruchs moeglich. Ziel der Untersuchungen ist es nun, mit Hilfe einer neuentwickelten Druckluftsonde ausgewaschene Elemente dem Boden in den erforderlichen Mengen und Tiefen wieder zuzufuehren und die Wirkungen dieses Verfahrens aus oekosystemarer Sicht zu beurteilen.
Das Projekt "Untersuchungen zu Schwermetallgehalten im Hafenschlamm sowie zur Schwermetallaufnahme durch landwirtschaftliche Kulturpflanzen auf Spuelfeldern aus Hafenschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Niedersächsisches Landesamt für Bodenforschung durchgeführt. Untersuchung der Schwermetallgehalte in Sedimenten des Bremer Hafens. Beobachtung der Bodenentwicklung im Zuge der Alterung von Spuelfeldern aus Hafenschlamm. Untersuchung der physikalischen, chemischen und physikochemischen Eigenschaften verschieden alter Boeden aus Hafenschlamm, insbesondere ihrer Schwermetallgehalte. Feld- und Gefaessversuche zur exakten Ermittlung der Schwermetallaufnahme verschiedener Kulturpflanzen auf ehemaligen Hafenschlammspuelfeldern in Abhaengigkeit von den Bodeneigenschaften sowie zur Erprobung geeigneter, praxisnaher Kulturmassnahmen, um die Schwermetallanreicherung in Pflanzen zu verringern. Erprobung bodenchemischer Methoden zur Ermittlung des pflanzenverfuegbaren Schwermetallanteils im Boden. Seit 1986 zusaetzliches Freilandexperiment zur Frage der Ueberdeckung von Hafenschlick mit unbelastetem Bodenmaterial zur Reduzierung der Schwermetallaufnahme durch Kulturpflanzen.
Das Projekt "Auswirkungen verschiedener Bodenbearbeitungssysteme auf die Populationsdynamik phytoparasitaerer, mycophager, bacteriophager und raeuberischer Nematoden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Phytopathologie und Angewandte Zoologie durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens war es, moegliche Auswirkungen unterschiedlicher Bodenbearbeitungssysteme auf die Nematodenfauna zu untersuchen, wobei neben den aus phytopathologischer Sicht wichtigen pflanzenparasitaeren Nematoden insbesondere auch mycophage und bacteriophage sowie Fadenwuermer weiterer Ernaehrungsgruppen erfasst wurden. Das im Boden vorhandene breitgefaecherte Spektrum unterschiedlichster Nematoden einschliesslich ihrer Wechselbeziehungen zu anderen Bodenlebewesen reagiert empfindlich auf diverse Einwirkungen, so dass auch die durch Bodenbearbeitung bedingten Veraenderungen Auswirkungen auf die Abundanz der Nematoden erwarten liessen, die unter Umstaenden positiv (Foerderung der insgesamt als nuetzlich anzusehenden nicht-phytoparasitaeren Nematoden) oder negativ (Beguenstigung phytoparasitaerer Fadenwuermer) sein konnten.- Es konnte nachgewiesen werden, dass unterschiedliche Bodenbearbeitungssysteme zu erheblichen Abundanzveraenderungen von Nematoden im Boden fuehren. Besonders die Vertikalverteilung wird in starkem Masse beeinflusst. Waehrend beim Pflug die absolut hoechsten Populationsdichten in Unterkrume und Unterboden nachgewiesen wurden, fanden sich bei den nichtwendenden Verfahren die hoechsten Werte in der Oberkrume. In der Pflugvariante zeigten sich nur relativ geringe Abweichungen der Besiedlungsdichte zwischen Ober- und Unterkrume. Insgesamt wurden im Boden der Direktsaat die niedrigsten Zahlen sowohl fuer phytoparasitaere als auch nichtphytoparasitaere Nematoden ermittelt. Zwischen der Verteilung endoparasitaerer Pratylenchus spp. und der Durchwurzelung im Boden konnte keine Korrelation nachgewiesen werden. In der Regel wurden auch bei mikrobiologischen Parametern aehnliche Tendenzen wie bei den Nematoden in Abhaengigkeit von der Bodenbearbeitung festgestellt.- Auf der Basis der vorliegenden Ergebnisse der nematologischen Untersuchungen koennen keine eindeutigen Empfehlungen fuer die Praxis gegeben werden. Abgesehen von der Direktsaat wirkte sich keine der geprueften Bodenbearbeitungsvarianten besonders guenstig oder besonders negativ auf die Nematodenfauna aus. Die Direktsaat-Variante fuehrte zwar zu einer deutlichen Reduktion schaedlicher pflanzenparasitaerer Nematoden, hatte aber den gleichen negativen Effekt auch auf die fuer das Bodenleben vorteilhaften nicht-pflanzenparasitaeren Fadenwuermer.
Das Projekt "CoRoS - Compressed Rooted Soil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berner Fachhochschule, Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften durchgeführt. Der Problematik von flachgründigen Hangrutschungen (gravitative und geotechnische Naturereignisse) werden unter anderem mit der Pflege des Waldes präventiv begegnet (forstliche Massnahmen). Durch die Quantifizierung der Bewehrungswirkung der Durchwurzelung in der Druckzone können die forstlichen Massnahmen, die heute empirirsch festgelegt werden, mittels eines neuen Modells quantifiziert werden. Ziel: Die Wirkung der Durchwurzelung in der Kompressionszone der Rutschmasse soll quantifiziert werden, wobei die Interaktion zwischen Bäumen und Boden im Vordergrund steht. Damit sollen waldbauliche Eingriffe effizienter gestaltet werden können. Ergebnisse: Mit einer realistischen Wurzelverteilung können im Druckbereich einer Rutschung die Kräfte um maximal 30Prozent erhöht werden und innerhalb der ersten 150 mm der Verformung kann die gesamte potenzielle Energie um 20Prozent zunehmen. Ausblick: Das Modell soll für andere Bodenbedingungen (Korngrössenverteilung, Wassergehalt) und Wurzelverteilungen kalibriert werden. Die Ergebnisse sollen zudem in ein numerisches Hangstabilitätsmodell implementiert werden.
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