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Untersuchung des oberflächennahen Bodenwasserhaushaltes einer ausgewählten landwirtschaftlichen Nutzfläche nach Melioration mit Holzkohle

Hudribusch, Angela (2012) Untersuchung des oberflächennahen Bodenwasserhaushaltes einer ausgewählten landwirtschaftlichen Nutzfläche nach Melioration mit Holzkohle.
Diplomarbeit, University of Vienna. Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
BetreuerIn: Peticzka, Robert

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DOI: 10.25365/thesis.24678
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-30151.52813.671370-4

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Abstract in German

Von den tropischen "terra preta"-Böden ist seit längerem bekannt, dass durch die Applikation von Holzkohle Bodeneigenschaften für die landwirtschaftliche Nutzung verbessert werden. Im Gegensatz dazu, ist in temperierten Regionen wenig über den Einfluss von Holzkohle auf landwirtschaftlich genutzte Böden bekannt. Wissenschaftliche Studien über den Einfluss von Holzkohle auf den Bodenwasserhaushalt sind kaum vorhanden. Diese Arbeit untersucht daher, ob die Applikation von Holzkohle auf landwirtschaftliche Nutzflächen zu einem Unterschied in einigen Parametern des Bodenwasserhaushaltes führt. Das Untersuchungsgebiet befindet sich in der Katastralgemeinde Nonnersdorf, Niederösterreich. Im Dezember 2012 wurde auf einer Parzelle “junge” Holzkohle, mit möglicherweise hydrophoben Eigenschaften appliziert. Auf einer weiteren Parzelle wurde Holzkohle, welche mit Schweinemist und anderen Substanzen vermischt und kompostiert wurde, aufgebracht. Diese Meliorationsmaßnahmen beschränken sich auf den Oberboden und infolge der minimalen Bodenbewirtschaftung befinden sich die Produkte nahe der Oberfläche (0-5 cm). Zur Abklärung von möglichen Änderungen im Bodenwasserhaushalt durch die Holzkohleapplikationen, wurde eine Kombination aus bodenkundlichen Feld- und Labormethoden angewandt. Die Bestimmung der Infiltrationsrate erfolgte durch kleine Einzelringinfiltrometer (Ø = 150 mm), wodurch Messungen an einer Vielzahl von Standorten der Untersuchungsflächen ermöglicht wurden. An diesen Standorten wurden auch Bodenproben entnommen, mit welchen folgende Analysen durchgeführt wurden: hydraulische Leitfähigkeit, Wasserrückhaltevermögen, Aggregatstabilität, Gehalt des organischen Kohlenstoffs und Korngrößenverteilung. Die Holzkohle- Kompostfläche zeigt signifikant erhöhtes Wasserrückhaltevermögen, erhöhte hydraulische Leitfähigkeit und Infiltrationsrate im Vergleich zu der Referenzfläche. Die Ergebnisse der Holzkohlefläche sind hingegen widersprüchlich. Einerseits konnte eine verringerte hydraulische Leitfähigkeit und Infiltrationsrate festgestellt werden, was möglicherweise durch die hydrophoben Eigenschaften „junger“ Holzkohle erklärt werden kann. Auf der anderen Seite wurde das Wasserrückhaltevermögen signifikant erhöht. Diese Ergebnisse zeigen, dass der Bodenwasserhaushalt deutlich durch die durchgeführten Maßnahmen verändert wurde. Die Ursachen für diese Unterschiede konnte jedoch im Rahmen der Arbeit nicht abgeklärt werden. Dies liegt hauptsächlich an der zugeführten organischen Substanz, welche mit der Holzkohle kompostiert wurde. Diese Ergebnisse zeigen daher die Notwendigkeit zusätzlicher Studien vor allem in Hinblick auf das Forschungsdesign. Des Weiteren sollte der Einfluss der Zeit auf die Holzkohle und Mineralisierungsprozesse in den Fokus zukünftiger Untersuchungen rücken.

Schlagwörter in Deutsch

Holzkohle / Bodenwasserhaushalt / Wasserrückhaltevermögen/ Infiltration / Melioration

Abstract in English

From the tropical ‘terra preta‘ soils it is known that the application of charcoal on arable land may enhance soil characteristics. For temperate regions, there is less knowledge about the impact of charcoal on agricultural soils. Considering the effect of charcoal on the soil- water regime, studies are scarce in particular. The aim of this study was to determine if the application of charcoal to a soil under agricultural use has an impact on some characteristics of the soil- water regime. The study area is located in Nonnersdorf, Lower Austria. In December 2012, ‘young’, probably hydrophobic charcoal and a composted mixture of charcoal, manure and other ingredients have been applied to the top soil of two different plots. Due to no-tillage practice the charcoal is embedded near the surface (0- 5 cm). For the assessment of possible changes in the soil- water regime as a result of the charcoal, a combination of field and laboratory methods had been applied. The estimation of the infiltration rate was done by using small (Ø = 150 mm) single ring infiltrometers which were adequate to obtain measurements on numerous sites of the plots. Next to the infiltrometers, soil samples were taken, which had been used to analyze the following parameters: soil-hydraulic conductivity, soil water- retention characteristic, aggregate stability, total organic carbon, and particle size distribution. The charcoal- manure plot shows increased soil water- retention (significant), soil- hydraulic conductivity and a slightly elevated infiltration rate compared to the control. The results of the charcoal plot are ambiguous. On the one hand, in the infiltration rate and the soil- hydraulic conductivity were reduced which is maybe due to hydrophobic properties of ‘young’ charcoal. On the other hand, the soil water- retention was increased significantly. The results indicate that the soil- water regime was altered considerably as a consequence of soil modification. However, the study could not explain the responsible driver of the observed changes. This is mainly based on the influence the additionally applied organic matter which was composted with charcoal. These results reveal the need for further research regarding the study design. Furthermore, the impact of time on charcoal and mineralization processes should be in the focus of further research.

Schlagwörter in Englisch

Charcoal / soil- water regime / soil water characteristic / Infiltration / amelioration

Item Type: Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Author: Hudribusch, Angela
Title: Untersuchung des oberflächennahen Bodenwasserhaushaltes einer ausgewählten landwirtschaftlichen Nutzfläche nach Melioration mit Holzkohle
Umfangsangabe: XII, 90 S. : Ill., graph. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Publication year: 2012
Language: ger ... Deutsch
Supervisor: Peticzka, Robert
Assessor: Peticzka, Robert
Classification: 38 Geowissenschaften > 38.63 Bodeneigenschaften
AC Number: AC10681914
Item ID: 24678
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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