Neue konsistente Modelle für die effektive Beschreibung der Bodenwasseraufnahme durch Pflanzenwurzeln

• Antragsteller: Dr. Andre Peters
• Fachliche Zuordnung: Bodenwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 269561279

Eine genaue Kenntnis des Wassertransports im System Boden-Pflanze-Atmosphäre ist für viele Fragestellungen in den Umwelt- und Agrarwissenschaften von großer Bedeutung. An den Wassertransport sind sowohl Stoffflüsse als auch Energieflüsse gekoppelt, so dass Fehler in der Beschreibung des Wassertransportes zu Fehlern in der Vorhersage der Umsätze von Wasser, Stoffen und auch der Energie in den Systemkomponenten führen. Ein großer Teil des Wassers wird vom Boden über die Pflanze zur Atmosphäre transportiert, so dass die Beschreibung der Wasseraufnahme durch Wurzeln von entscheidender Bedeutung ist. Häufig werden die Transportvorgänge effektiv unter der Annahme eines repräsentativen Elementarvolumens (REV) beschrieben. In diesem Antrag wird gezeigt, dass die gängigen Modelle zur effektiven Beschreibung der Wasseraufnahme auf der REV-Skala physikalisch nicht konsistent sind. Es werden Verbesserungen vorgeschlagen, die zum einen zu einer physikalischen Konsistenz führen und zum anderen praktikabel sind. Letzteres bedeutet hier, dass die benötigten Informationen gering sind und die Modelle mit relativ geringem Aufwand in gängige Simulationssoftware implementiert werden können. Die Implementierung soll im Projekt erfolgen, um dann in mehreren Sensitivitätsstudien zu analysieren, wie sich die neuen Modelle im Vergleich zu den gängigen unter homogenen und heterogenen Verteilungen von Bodeneigenschaften für unterschiedliche Bodenarten und Randbedingungen verhalten. Im letzten Schritt sollen die neuen Modelle anhand von Literaturdaten getestet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen