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Bodenverdichtung: Regeneration verdichteter Böden
Die Bodenverdichtung, wie sie von landwirtschaftlichen Maschinen verursacht wird, ist eine der grössten Risiken für die Bodenfruchtbarkeit. Das Projekt "Bodenverdichtung" untersuchte, wie schnell sich Bodenfunktionen nach einer Verdichtung erholen und welche Mechanismen diese Erholung beeinflussen.
Hintergrund (abgeschlossenes Forschungsprojekt)
Übersteigt die Belastung durch landwirtschaftliche Maschinen die Tragfähigkeit der Böden, wird der Boden verdichtet und es wird eine Reihe wichtiger Bodenfunktionen geschädigt. Da die Maschinen immer schwerer werden, gewinnt das Problem der Bodenverdichtung zunehmend an Bedeutung. Die ökologischen und ökonomischen Kosten der Bodenverdichtung hängen davon ab, wie schnell sich die Böden regenerieren. Allerdings besteht bisher nur wenig Wissen über die Regenerationsraten verdichteter Böden.
Ziel
Ziel des Projekts war es, die Mechanismen aufzuzeigen, die zur Regeneration verdichteter Bodenstrukturen beitragen und ihre Wirksamkeit zu messen. Ein Langzeitfeldversuch dient dazu, zu beobachten, wie sich die Bodenfunktionen nach einem Verdichtungsereignis in unterschiedlichen Bewirtschaftungsszenarien entwickeln. Ergänzende Detailstudien befassten sich mit der Interaktionen im Wurzelraum und der Bodenumwälzung (Bioturbation) durch Regenwürmer.
Ergebnisse
Die Regeneration verdichteter Böden ist ein langwieriger Prozess. Viele Bodenfunktionen haben sich in den ersten 18 Monaten nach dem Verdichtungsereignis im Langzeitversuch kaum erholt. Die Verdichtung veränderte die Wurzelarchitektur und -anatomie und beeinträchtigte die Produktivität der Pflanzen. Das Team bestimmte zudem die für die Durchwurzelung benötigte Energiemenge und die mechanischen Grenzen der Regenwurmaktivität.
Bedeutung für die Forschung
Der Langzeitversuch liefert einzigartige Erkenntnisse darüber, welche Prozesse unter verschiedenen Bewirtschaftungsformen die Regeneration verdichteter Bodenstrukturen bestimmen. Das Projekt zeigte, dass Wurzeln aktiv dorthin wachsen, wo sie den geringsten Widerstand und den höchsten Sauerstoffgehalt vorfinden. Ausgehend von der mechanischen Belastbarkeit der Böden, ihrem Wassergehalt und ihrem Gehalt an organischem Kohlenstoff konnten mit physikalisch basierten Modellen und in Laborversuchen die Grenzen der Regenwurmaktivität bestimmt werden.
Bedeutung für die Praxis
Um einen Boden zu verdichten, genügen wenige Sekunden. Es kann aber Jahrzehnte dauern, bis der Boden sich von diesen Schäden wieder erholt und seine volle Funktionalität und Produktivität wiedererlangt.
Originaltitel
Biophysical processes controlling restoration of compacted soil structure – long-term soil structure observatory and mechanistic studies