Subsoils are an often neglected nutrient source for crops. The mobilisation and use of this potential nutrient source is an important factor in sustainable land use. Nutrient accessibility, release, and transport are strongly dependent on soil structure and its dynamics controlled by spatiotemporally variable physical functions of the pore network. A well structured soil, for example, with numerous interconnected continuous biopores will enhance root growth and oxygen availability and hence nutrient acquisition. In contrast to soils with a poorly developed structure nutrient acquisition is limited by restricted root growth and reduced aeration. The goal of this research project is to investigate different preceding crops and crop sequences in developing characteristic biopore systems in the subsoil and to elaborate their effect on the functional performance of pore networks with respect to nutrient acquisition. The main research question in this context is how soil structure evolves during cultivation of different plant species and how structure formation influences the interaction of physical (water and oxygen transport, shrinking-swelling) biological (microbial activity, root growth) and geochemical processes (e.g. by creating new accessible reaction interfaces). In order to study and quantify pore network architectures non-invasively and in three dimensions X-ray computed microtomography and 3D image analysis algorithms will be employed. The results will be correlated with small- and mesoscale physical/chemical properties obtained from in situ microsensor (oxygen partial pressure, redox potential, oxygen diffusion rate) and bulk soil measurements (transport functions, stress-strain relationships) of the same samples. This will further our process understanding regarding the ability of various crop sequences to form biopore systems which enhance nutrient acquisition from the subsoil by generating pore network architectures with an efficient interaction of physical, biological and geochemical processes.
In the Bavarian Forest National Park a brief, but intense storm event on 1 August 1983 created large windfall areas. The windfall ecosystems within the protection zone of the park were left develop without interference; outside this zone windfall areas were cleared of dead wood but not afforested. A set of permanent plots (transect design with 10 to 10 m plots) was established in 1988 in spruce forests of wet and cool valley bottoms in order to document vegetation development. Resampling shall take place every five years; up to now it was done in 1993 and 1998. On cleared areas an initial raspberry (Rubus idaeus) shrub community was followed by pioneer birch (Betula pubescens, B. pendula) woodland, a sequence well known from managed forest stands. In contrast to this, these two stages were restricted to root plates of fallen trees in uncleared windfalls; here shade-tolerant tree species of the terminal forest stages established rather quickly from saplings that had already been present in the preceeding forest stand. Soil surface disturbances are identified to be causal to the management pathway of forest development, wereas the untouched pathway is caused by relatively low disturbance levels. The simulation model FORSKA-M is used to analyse different options of further stand development with a simulation time period of one hundred years.
Hoehere Pflanzen, die besonders in ihrem Wurzelraum entsprechenden Bakterien Schutz und Lebensmoeglichkeit bieten, koennten gemeinsam in der Lage sein, einen fuer sie voellig neuartigen Biotop zu veraendern; bestimmte Pflanzenanordnung und -auswahl verringern organische und anorganische Belastungen erheblich.
Im Zuge des Klimawandels steigt der Informationsbedarf zur Vitalitätsentwicklung von Wäldern und Baumarten sowie deren Reaktionen auf Störungsereignisse wie Sturm oder Kalamitäten. Da detaillierte Informationen häufig fehlen, sind die verbreiteten Abschätzungen hierzu teils widersprüchlich und spekulativ. Parallel zur terrestrischen Waldzustandserfassung ist die forstliche Fernerkundung bemüht, diese Informationslücke zu schließen. Allerdings ist die Unterscheidung von Baumarten und deren Vitalitätszustand noch immer problematisch. Zur Erhebung dieser Messwerte fehlen belastbare baumphysiologisch belegte Zusammenhänge. Dafür bieten sich Verfahren der Fernerkundung an, wenn über eine rein empirische Erhebung hinaus die Ableitung baumphysiologischer Parameter gelingt. Mit dem aktuellen Forschungsvorhaben soll eine Brücke zwischen den modernen Möglichkeiten der forstlichen Fernerkundung und Gehölzphysiologie geschlagen werden. Ein im Wald installierter 40 m hoher Drehkran am GFZ TERENO-Forschungsstandort im Raum Demmin (MV) bietet dabei für FeMoPhys einzigartige Möglichkeiten. Das Vorhaben verfolgt folgende Ziele: 1. Untersuchung von Zusammenhängen zwischen stressbedingten, physiologischen Veränderungen in Baumkronen, Stamm und Wurzeln und deren Quantifizierbarkeit durch 'Messung von außen' 2. Verknüpfung des methodischen Knowhow der baumphysiologischen Diagnostik und den Verfahren der hyper-/multispektralen und thermalen Diagnostik von Baumkronen 3. Identifikation klimasensitiver Areale auf der Basis von Flächendaten und baumphysiologischen Untersuchungen speziell für Hauptbaumarten 4. Entwicklung eines einfach zugänglichen Informationsproduktes zum baumartenspezifischen Waldzustand Das Projekt will einen Forest Vulnerability Index anvisieren, der Zielgrößen wie Anfälligkeit für Insektenbefall und Dürreschäden ausgibt. Dieser und weitere Indizes können kombiniert werden und so helfen, Risiken für Kaskadeneffekte und die Überschreitung von Kipppunkten abzuschätzen.
Kenntnisse über S-Bindungsformen und deren Flüsse in terrestrischen Ackerböden können nicht auf Sumpfreisböden übertragen werden, da nach deren Überflutung anaerobe Verhältnisse vorherrschen. Ergebnisse über die Bedeutung der einzelnen S-Fraktionen für die S-Nachlieferung in Sumpfreisböden und somit der S-Versorgung von Reis liegen kaum vor bzw. sind aufgrund des Trocknens der Bodenproben vor der Analyse nicht aussagefähig. Weiterhin wurde seither nicht berücksichtigt, dass in unmittelbarer Wurzelnähe von Reispflanzen im Gegensatz zum Restboden aerobe Verhältnisse vorherrschen. Aus diesem Grund soll in zwei typischen chinesischen Sumpfreisböden nach Dotierung mit 35S der Einbau des zugeführten Schwefels in definierte S-Fraktionen (SO42- in der Bodenlösung, adsorbiertes SO42-, FeS, FeS2, Sulfatester, Kohlenstoff gebundener S, Biomasse S) erfasst und in einer Zeitreihenuntersuchung Flüsse zwischen ihnen abgebildet werden. Dabei gilt es, zwischen der oberflächennahen aeroben Zone und der darunter liegenden anaeroben Zone bzw. dem wurzelnahen und wurzelfernen Boden zu differenzieren. Da Reisstroh häufig nach der Ernte in den Boden eingearbeitet wird, soll dessen Mineralisierungsverhalten mittels Einsatz von 35S markiertem Reisstroh untersucht werden. Des weiteren soll in speziellen Versuchsgefäßen, die das Gewinnen von Bodenproben in definierten Abständen von der Wurzeloberfläche erlauben, die Dynamik anorganischer und organischer S-Fraktionen in der Rhizosphäre erfasst werden.
Die Einflüsse von Bodenheterogenität und Managementpraktiken auf dynamische Veränderungen von ökophysiologischen Wachstumsmustern der wichtigen Kulturarten des Rur Einzugsgebiets werden charakterisiert. Auf einander abgestimmte experimentelle Ansätze, Modellierung und Skalierung werden angewandt, um die Vegetationscharakterisierung in TerrSysMP zu verbessern. Hierbei werden die Kopplung von Pflanzen- und Wurzelmodellen, Einflüsse von Landnutzungsänderung und Management auf Flussmuster, und die Einbeziehung von Fernerkundungsverfahren zur Bestimmung von funktionalen Pflanzentypparametern besonders berücksichtigt.
In den letzten Jahren wurden zunehmend Großkiefern als Gestaltungselement gepflanzt. Die Verwendung von Großkiefern im Stadtgrün ist nicht unproblematisch, da sie besonders während der ersten Standjahre durch den Befall mit Borkenkäfern gefährdet sind und absterben können. Vor allem Neupflanzungen in der Nähe von Altbäumen und in Waldrandlagen sind häufig von einem Befall betroffen. Ebenso hat der Witterungsverlauf der letzten Jahre die Entwicklung von Borkenkäfern äußerst begünstigt. Sie treten in bzw. nach warmen / heißen Trockenphasen/-jahren bevorzugt auf. Flugverlauf Lebensweise Erkennungsmerkmale Maßnahmen Am Standort Köpenick, der stark von Kiefern geprägt ist, konnte in dem Jahr 2023 kaum ein Waldgärtner nachgewiesen werden. Aufgrund der Witterungsbedingungen fand der Flug erst Ende April statt. Käfer konnten in der KW 17 bis KW 19 gefangen werden. Die hohen Fangzahlen der vergangenen Jahre konnten nicht bestätigt werden. Im Jahr 2024 konnte lediglich ein Waldgärtner in der KW 24 gefangen werden. Besonders anfällig sind Bäume die verstärkt unter Trockenheit leiden bzw. sich noch im Umpflanzschock befinden. Hier bohren sich die Käfer zur Paarung und Eiablage sowohl in die Stämme als auch in die Astansatzstellen im unteren Kronenbereich ein und beeinträchtigen den Wasser- und Assimilatstrom. In der Folge kann es, je nach Stärke des Befalls, zu Welkeerscheinungen in der Krone aber auch zum Absterben des gesamten Gehölzes kommen. Von einem Befall können frisch gepflanzte Kiefern-Großbäume, kleinere Kiefernbüsche, geschwächte oder absterbende Bäume betroffen sein. Kronenverlichtungen und -missbildungen, schüttere und büschelige Triebe sowie am Boden liegende Absprünge sind die Merkmale eines Befalls. Zunächst reagiert der Baum mit Zuwachsverlusten und Verbräunungen, später dann mit partiellen Absterbeerscheinungen bis hin zum kompletten Absterben. Hinweise für einen beginnenden Befall können neben den Kronensymptomen auch Befallsmerkmale am Stamm sein. Einbohrlöcher, Harztrichter und -fluss, Bohrmehl, abblätternde Rinde oder Spechthiebe weisen auf einen Befall mit Borkenkäfern hin. Eine direkte Bekämpfung der Käfer ist nicht möglich. Daher sind eine optimale Wasser- und Nährstoffversorgung und der richtige Standort die besten Maßnahmen im Sinne des vorbeugenden Pflanzenschutzes. Folgende Faktoren sollten möglichst vermieden werden: Pflanzungen in einem Altbestand oder in die Nähe von Altbäumen dergleichen Gattung, besonders bei vorhandenem Befall Nachpflanzungen in einer bereits befallenen Neupflanzung schlechter Zustand der Gehölze: zu groß, überständig, von geringer Qualität, unzureichende Wurzeln unvorbereitete Standorte: Verdichtungen, Vernässungen Pflanzstress: Pflanzung zu ungünstigen Zeiten, zu tiefe Pflanzung Wasserstress: zu wenig Wasser => Austrocknung der Pflanzen vor oder nach der Pflanzung zu viel Wasser => zu wenig Bodenluft, die Folge sind absterbende Wurzeln Konkurrenz durch Unkrautbesatz Beschädigungen am Stammgrund oder an der Wurzel durch Maschinen oder Wühlmäuse Stammschutz Um der Besiedlung von Borkenkäfern entgegenzuwirken, kann bei Neuanlagen und Neupflanzungen durch gewerbliche Betriebe (Garten- und Landschaftsbau, gärtnerische Dienstleitungen) eine Stammstreichung mit einem zugelassenen Insektizid durchgeführt werden. Aktuell (April 2024) stehen dafür nur die Präparate Karate Zeon, ZulassungsNr. 024675-00 und Kusti ZulassungsNr. 024675-60 mit dem Wirkstoff Lambda-Cyhalothrin zur Verfügung. Eine Genehmigung nach § 17 PflSchG (Pflanzenschutzgesetz) für die Anwendung im Streichverfahren liegt vor. (§ 17 PflSchG beinhaltet die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln auf Flächen, die für die Allgemeinheit bestimmt sind.) Vor und bei der Anwendung sind die Regelungen des Natur-, Landschafts- und Wasserschutzes zu beachten bzw. entsprechende Genehmigungen der zuständigen Behörden einzuholen; ebenso sind die Gebrauchsanleitung und die Anwendungsbestimmungen zu beachten. Soll darüber hinaus ein Stammschutz mit Baumfarbe erfolgen, dann ist die Pflanzenschutzanwendung im Streichverfahren erst nach dem Auftragen der Stammfarbe durchzuführen. Die zur Verfügung stehenden Pflanzenschutzmittel haben keine Zulassung im Haus- und Kleingartenbereich . Treten in diesem Bereich starke Schäden (u.a. Absterben einzelner Äste oder der Krone, beim Ablösen der Rinde, zahlreiche Ein- und Ausbohrlöchern im Stamm- und unteren Kronenbereich) auf, so ist keine erfolgreiche Bekämpfung oder Wiedererholung des Baumes mehr möglich. Bei entsprechenden Problemen im Haus- und Kleingartenbereich bitte unsere Beratung in Anspruch nehmen. Grundsätzlich ist nach der Pflanzung auf eine ausreichende Wasserversorgung zu achten. Trockene und geschwächte Gehölze werden zuerst befallen.
Die Messstelle Brücke bei Käs, St. 2094 (Messstellen-Nr: 176882) befindet sich im Gewässer Ischler Achen. Die Messstelle dient der Überwachung des biologischen Zustands, des chemischen Zustands.
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