For­schungs­pro­jekt

Ko­ope­ra­tio­nen

in Kooperation mit der Universität Kiel

Be­deu­tung der Ge­fü­ge­dy­na­mik und Ar­chi­tek­tur von Po­ren- und Wur­zel­sys­te­men für den Gas-, Was­ser-, und Stoff­haus­halt

Pro­jekt­text

Ausprägung und Dynamik des Porenraumes haben eine große Bedeutung für den Transport von Gas, Wasser und darin gelösten Nährstoffen sowie für Lebensraumbedingungen für die an der Freisetzung beteiligten Bodenmikroorganismen. Insbesondere im Unterboden ist die Zugänglichkeit zu Nährstoffquellen von der Entwicklung des Wurzelsystems und der intakten funktionalen Beziehung von biologischen, physikalischen und chemischen Prozessen abhängig. Die Entwicklung des Bodengefüges steht dabei in engem Zusammenhang mit dem Wurzelwachstum, wobei Wurzeln einerseits neuen Porenraum schaffen und andererseits ein bereits angelegtes Gefüge (z. B. Schrumpfungsrisse und Bioporen) für ihr Wachstum nutzen. Kenntnisse über Architektur, Morphologie und Topologie des Porennetzwerkes, bestehend aus pedogen und biogen geformten Hohlräumen, sind Grundlage für ein besseres Verständnis hinsichtlich der Interaktion von biologischen, biochemischen und physikalischen Prozessen, die die Erreichbarkeit und Mobilisierung von Nährstoffquellen steuern.

Unser Beitrag zum langfristigen Forschungsziel, relevante Prozesse zur Nährstoff-mobilisierung zu identifizieren und zu quantifizieren, liegt in der detailierten nicht-invasiven Untersuchung der Gefügedynamik sowie davon abhängigen kleinräumigen physikalischen Eigenschaften. Aus der Kombination von röntgenstrahlenbasierter Mikrocomputer-tomographie (XR-µCT) mit 3D Bildanalyseverfahren und in situ Messungen zu Sauerstoffpartialdruckverteilungen (pO2), Redoxpotentialen, und Sauerstoffdiffusionsraten (ODR) auf der Mikro- und Makroskala, lassen sich funktionale Beziehungen zwischen Porenraumgeometrie, Gefügedynamik, Wurzelwachstum und Lebensraumbedingungen für Mikroorganismen quantifizieren.

Pro­jekt­trä­ger

DFG FOR 1320/DAAD-Fondecyt

Be­ar­bei­ter

  • MSc.S. Pagenkemper
  • MSc. D.Uteau-Puschmann