Autor:innen:
Mathias Stein | Arbeitsgruppe Silizium-Biogeochemie, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg | Germany
Wael Al Hamwi | Arbeitsgruppe Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg | Germany
Dr. Luis Barbosa | Arbeitsgruppe Silizium-Biogeochemie, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg | Germany
Kristian Berger | Arbeitsgruppe Technikeinheit PB1, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg
Dr. Maren Dubbert | Arbeitsgruppe Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg | Germany
Dr. Mathias Hoffmann | Arbeitsgruppe Isotopen-Biogeochemie & Gasflüsse, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg | Germany
Prof. Dr. Michael Sommer | Arbeitsgruppe Landschaftspedologie, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg | Germany
Dr. Gernot Verch | Experimentelle Infrastrukturplattform, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 17291 Prenzlau
Dr. Jörg Schaller | Arbeitsgruppe Silizium-Biogeochemie, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V., 15374 Müncheberg | Germany
Dürre ist eine der größten Bedrohungen für terrestrische Ökosysteme und die Agrarproduktion. Aufgrund des Klimawandels werden Dürrezustände sowohl an Häufigkeit als auch an Intensität zunehmen und somit die landwirtschaftliche Produktivität und die Leistungsfähigkeit von Ökosystemen gefährden. Die Düngung von Böden mit amorphem Siliziumdioxid (ASi) stellt eine Maßnahme zur Bewältigung dieser zukünftigen Herausforderungen dar, da die Zugabe von ASi zu Böden die Wasserhaltekapazität und den pflanzenverfügbaren Wassergehalt stark erhöhen kann. Diese Effekte können jedoch je nach Bodentyp variieren und wurden noch nicht systematisch untersucht.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Effekte von ASi auf die Wasserhaltekapazität und das pflanzenverfügbare Wasser in unterschiedlichen Bodentypen und unter Feldbedingungen zu untersuchen und zu klären inwieweit die positive Wirkung von Si-Düngung auf den Wasserhaushalt des Bodens vom Bodentyp/-art abhängig ist. Dazu wurden Feldexperimente auf unterschiedlichen Bodentypen durchgeführt.
Die Feldexperimente wurden im Landschaftslabor des ZALF, dem "AgroScapeLab Quillow" (Uckermark, Deutschland) durchgeführt. Es repräsentiert einen typischen landwirtschaftlichen Standort in einer trockenen und dürreanfälligen Region Mitteleuropas, welcher durch eine hohe räumliche Heterogenität des Bodens geprägt ist. Die ASi-Düngung erfolgte mit Aerosil 300, einem amorphem Siliziumdioxid, in zwei unterschiedlichen Treatments (Kontrolle – 0% ASi und 1% ASi) in jeweils vier Feldwiederholungen. Während der Vegetationsperiode wurden Bodenfeuchte, Leitfähigkeit und Bodentemperatur mittels FDR-Sensoren kontinuierlich aufgezeichnet. Die Messung und Bestimmung der Wasserretentionsfunktion und der hydraulischen Leitfähigkeit an gestörten und ungestörten Proben erfolgte mittels Hyprop®2.
Das Monitoring der Bodenfeuchte im Ap-Horizont zeigte einen deutlichen Effekt der Si-Zugabe für alle betrachteten Bodentypen, mit stets höherem volumetrischem Wassergehalt in den Si-gedüngten Parzellen verglichen mit den Kontrollparzellen. Des Weiteren zeigten die Hyprop-Messungen, dass die Zugabe von ASi zu einer Erhöhung des Wassergehaltes über das gesamte Matrixpotential und zur Erhöhung des Anteils an pflanzenverfügbarem Wasser führt. Das sind die ersten Untersuchungen auf der Feldskala, die einen deutlichen Effekt von ASi-Düngung auf die Wasserhalteeigenschaften von Böden zeigen.