Drittmittelprojekt

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


Zusammenfassung


Anknüpfend an die Ergebnisse des DFG-Projekts FOR1320 steht im Fokus der Untersuchung die Frage, welche Rolle die Qualität der Porenwandung für den Transport von Luft und Wasser und damit von Nährstoffen zwischen Boden und Biopore spielt. Komplementär zu den Porennetzwerkuntersuchungen, bedarf es einer genaueren Analyse der Porenwandung als Grenzfläche und damit Schnittstelle zwischen den Haupttransportwegen (Poren) und den Nebentransportwegen bzw. Lagerstätten (Boden). In einem kombinierten Ansatz (StrucDyn/Kassel, und RhizPhy/Kiel) wird (i) die Mikromorphologie des Bioporennetzwerkes auf Einzelporenskala (StrucDyn) und (ii) die physiko-chemischen, mikromechanischen und hydraulischen Eigenschaften der Porenwandung (Rhizphy) untersucht. StrucDyn erfasst nicht-invasiv die Bioporenarchitektur sowohl in Abhängigkeit von der Besiedlung (Wurm oder Wurzel) als auch im Verlauf des Alterungsprozesses einer Biopore. Mit Hilfe morphologischer Bildanalyse und digitaler Bildkorrelation kann die strukturelle Veränderung von Porenwandung und Rhizodrillosphäre hochaufgelöst erfasst werden. Als Eigenschaften der Porenwand mit besonderer Auswirkung auf ihre Eignung als Grenzfläche im Übergang zwischen Pore und Boden werden durch RhizPhy die Hydrophobizität (Benetzungshemmung), die Passierbarkeit für Wasser (Sorptivität, Mikroinfiltration) und Luft (Sauerstoffdiffusion, Redoxpotential) sowie mikromechanische Eigenschaften (Mikropenetrometer und Rheometrie) an ungestörten Bioporenwandungen und gewonnenen Wurzel- und Regenwurmexsudaten bzw. biologischen Modellsubstanzen erfasst. Die aus 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.



Zuletzt aktualisiert 2019-30-01 um 08:07