Versuchsbeginn (Dochtlysimeter)
Beginn der Vegetationsperiode
Glasröhren und ATS-Rohr (PR2)
Fortgeschrittene Vegetationsperiode
Dendrometer f. Biomasse-Zuwachs

Untersuchung der Prozesse zwischen Boden/Pflanze/Atmosphäre an Robinie und Igniscum unter Verwendung von Dochtlysimetern, Bodenfeuchte-Sensoren und Logger-gesteuerter Bewässerung

Bodenfeuchte-Dynamik und der evaporativ atmosphärische Wasserbedarf sind die Schlüsselfaktoren für die Boden-Pflanze-Atmosphäre Interaktion in Verbindung mit der Primärproduktion. Das Ziel der Studie von Veste (CeBra e.V., Cottbus) et al war die Untersuchung der Relation von Biomasse-Transpiration bei unterschiedlicher Bodenwasserverfügbarkeit. Dafür wurde ein modifiziertes Dochtlysimetersystem entwickelt. Der volumetrische Wassergehalt der unterschiedlichen Behandlungen wurde mit SM200-Sensoren und GP1-Datenloggern von Delta-T Devices ermittelt – und basierend auf den Meßwerten wurden die jeweiligen Lysimeter automatisch über eine Tröpfchenbewässerung versorgt. Dabei wurden Wassergehalte von 7 Vol%, 14 Vol% und 20Vol% (niedrige, mittlere und hohe Bodenfeuchte) eingestellt. Mit PR2/4-Sonden in GfK-Röhren wurde diskontinuierlich die Bodenfeuchte in weiteren Horizonten innerhalb der Lysimeter bestimmt. Installierte Glasröhren in Verbindung mit einem Minirhizotron-System ermöglichen die Beobachtung der Wurzelentwicklung.

Die Reaktion der Pflanzen auf Wasserverfügbarkeit und Klimabedingungen wurde durch Ermittlung von Transpiration, Wachstumsrate, Blattfläche und Biomasse-Produktion ermittelt. Die erzielten Meßergebnisse sollten in die Entwicklung eines Boden-Pflanze-Atmosphäre-Modells eingehen. Um in kurzer Zeit Meßergebnisse zu gewinnen, wurden die Lysimeter mit Robinien (Robinia pseudoacacia L.) und Igniscum (Fallopia sachalinesis) bepflanzt, da sie sich durch einen hohen jährlichen Biomasse-Zuwachs auszeichnen.

Während der Vegetationsperiode von 161 Tagen konnten folgende Effekte beobachtet werden: Die Pflanzen, die bei 7 Vol% Bodenfeuchte kultiviert wurden, reduzierten ihren Wasserverbrauch um 60%, ihre Blattfläche um 40% und die gesamte oberirdische Biomasse um 46%. Es ließ sich mit einer linearen Korrelation (R²=0,98) ein Zusammenhang zwischen der relativ produzierten Biomasse und dem relativen Wasserverbrauch herstellen. Die berechnete relative Wasserverbrauchseffizienz (RWUE) für Robinie für die gesamte oberirdische Trockenbiomasse wurde mit 0.96 ermittelt. Das Design der Dochtlysimeter ermöglichte das Einhalten der definierten Randbedingungen – es wuchsen keine Wurzeln in die Drainage und die hydraulischen Eigenschaften des Lysimeters blieben konstant. Damit stellen die Dochtlysimeter eine interessante und preisgünstige Alternative für die Untersuchung von Jungpflanzen im Vergleich zu anderen aufwändig tensionsgesteuerten Lysimetern dar.

http://www.sisef.it/iforest/contents/?id=ifor0100-006 – beschreibt detailiert die Instrumentierung und den Aufbau der Dochtlysimeter, sowie die Meßergebnisse.

Literatur: 

  • Mantovani, D., Veste, M., Freese, D. Black locust (Robinia pseudoacacia L.) ecophysiological and morphological adaptations to drought and their consequence on biomass production and water use efficiency. New Zealand Journal of Forestry 44: 29.PDF file
  • Mantovani, D., Veste, M., Freese, D.  (2014): Effects of drought frequency on growth performance and transpiration of young  black locust (Robinia pseudoacacia L.). International Journal of Forestry Research, 2014, Article ID 821891, 11 pages.
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  • Veste, M., Kriebitzsch, W.-U. (2013): Einfluss von Trockenstress auf  Photosynthese, Transpiration und Wachstum junger Robinien (Robinia pseudoacacia L.). Forstarchiv 84: 35-42.
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  • Mantovani, D., Veste, M., Badorreck, A., Freese, D. (2013): Evaluation of fast growing tree transpiration under different soil moisture regimes using wicked lysimeters. iForest - Journal of Biogeosciences and Forestry 6: 190-200. 
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  • Veste, M., Böhm, C., Quinkenstein, A., Freese, D., (2013): Biologische Stickstoff-Fixierung der Robinie. AFZ-Der Wald 2/2013: 40-42. 
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  • Mantovani, D., Veste, M. Freese, D. (2011): How much water is used by black locust (Robinia pseudocacia L.) short-rotation plantation on degraded soil?  In: Jahrestagung der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft 2011 "Böden verstehen - Böden nutzen - Böden fit machen", 3. - 9. September 2011, Berlin, Germany, Berichte der Deutschen Bodenkundlichen Gesellschaft. DBG, 4p. 
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