Wurzel-Boden-Interaktion

MRIxXRCT - Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Wurzeln und Boden anhand von städtischen Baumarten in unterschiedlichen Böden mittels MRT (MRI) und Röntgen-CT (X-ray CT)

Motivation und Ziele

Bepflanzte Böden spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Stabilität eines Hanges. Pflanzenwurzelsysteme tragen sowohl durch mechanische als auch durch hydrologische Prozesse zur Bodenverfestigung bei. Mechanisch erhöhen Wurzeln die Scherfestigkeit des Bodens, indem sie Bodenpartikel binden, für zusätzliche Kohäsion sorgen und flache Bodenschichten an stabilere Schichten verankern. Hydrologisch beeinflusst die Vegetation die Menge und Verteilung des Bodenwassers durch Abfang von Regenwasser und Wasseraufnahme der Wurzeln, wodurch die Bodenfeuchte und der Porenwasserdruck verringert werden. Darüber hinaus können Wurzeln die hydraulischen Eigenschaften des Bodens verändern und so die Wasserrückhaltung und Durchlässigkeit beeinflussen. Diese kombinierten Effekte verbessern die Hangstabilität und verringern das Risiko von oberflächlichen Erdrutschen.

Die räumliche und zeitliche Entwicklung von Wurzelsystemen und ihre Wechselwirkung mit dem umgebenden mehrphasigen Bodensystem unter sich ändernden Feuchtigkeitsbedingungen sind jedoch noch unzureichend untersucht.

Ziel des MRIxXRCT-Projektes ist es, die Entwicklung der Baumwurzelsysteme junger Robinien und Pappeln in städtischen Böden unter wechselnden Feuchtigkeitsbedingungen zu untersuchen. Es werden kontrollierte Wachstumsexperimente mit verschiedenen Bodensubstraten und Trockenszenarien durchgeführt, die für trockene städtische Sommerperioden repräsentativ sind. Durch die Kombination von nicht-invasiver MRT-Überwachung mit Röntgen-CT-Bildgebung zielt das Projekt darauf ab, das Wurzelwachstum und die Wurzelstruktur sowie die räumliche Verteilung von Boden-, Wasser- und Luftphasen zu charakterisieren. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Verständnis des Wurzelverhaltens und der Wechselwirkungen zwischen Wurzeln und Boden in dem sich entwickelnden mehrphasigen Bodensystem unter Trockenstress.