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Titelaufnahme

Titel
Cover cropping in water limited environments : a field and modelling study of hydrological and soil structural effects of cover crops and their impact on the water balance / submitted by Gernot Bodner
VerfasserBodner, Gernot
Begutachter / BegutachterinKaul, Hans-Peter ; Loiskandl, Willibald
GutachterKaul, Hans-Peter
Erschienen2007
Umfang137 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2007
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
Bibl. ReferenzOeBB
DokumenttypDissertation
Schlagwörter (DE)Zwischenfrüchte / Wasserbilanz / Evapotranspiration / Infiltration / Modellierung
Schlagwörter (EN)Cover crops / water balance / evapotranspiration / infiltration / modelling
Schlagwörter (GND)Trockengebiet / Zwischenfruchtbau / Wasserbilanz / Bodenwasserhaushalt / Bodengefüge / Modellierung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-18964 Persistent Identifier (URN)
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Cover cropping in water limited environments [2.4 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Zwischenfruchtbau ist eine verbreitete Agrarumweltmaßnahme zum Boden- und Grundwasserschutz. Ziel der Studie war die Analyse des Wasserverbrauchs durch Zwischenfrüchte unter semiariden Bedingungen für ein verbessertes Management an wasserlimitierten Standorten. Biomassebildung, Bodenbedeckung und Wurzelparameter von Phacelia, Winterwicke, Roggen und Senf wurden charakterisiert. Effekte auf die Wasserbilanz wurden mit einer Feldmessstelle untersucht und detaillierte Messungen der Infiltration im Makroporenbereich durchgeführt. Die Wasserdynamik wurde mit der FAO Pflanzen-Koeffizienten-Methode sowie dem Modell HYDRUS 1D analysiert. Biomassebildung und Bodenbedeckung von Senf, mit starker Haupt- und dichten Seitenwurzeln, erwiesen sich am stabilsten gegenüber Trockenheit. Wicke zeigte eine geringe Wurzeldichte, jedoch eine homogene Tiefenverteilung, die eine hohe Biomassebildung erlaubte. Das Wurzelsystem von Phacelia war nahe der Sprossbasis konzentriert und nahm in vertikale und horizontale Richtung rasch ab. Roggen erreichte auch unter günstigen Bedingungen eine geringe Bodenabdeckung im Herbst, zeigte jedoch eine hohe Durchwurzelungsintensität. Bei herbstlicher Trockenheit lag die Verdunstung der Begrünungen über der Brache, wobei der Pflanzenanteil nur zwischen 17,6 % und 52,6 % der gesamten Evapotranspiration ausmachte. Wasseranteilunterschiede zur Brache reduzierten sich über Winter auf 2,8 %. Die Infiltration im Makroporenbereich zeigte eine hohe räumliche und zeitliche Variabilität. Es konnte jedoch eine Makroporenstabilisierung durch die Zwischenfrüchte gezeigt werden. Die Ergebnisse bestätigen die Möglichkeit des Zwischenfruchtbaus in semiariden Gebieten ohne überhöhtes Risiko von Ertragsverlusten. Stabilisierung der hydraulischen Bodeneigenschaften über Winter und Verringerung der Bodenverdunstung durch eine rasche Bodenbedeckung im Spätsommer tragen zu einem Ausgleich des potentiell höheren Wasserentzugs während der Wachstumszeit der Begrünungen bei.

Zusammenfassung (Englisch)

Cover cropping is a common agro-environmental instrument for soil and groundwater protection. The objective of this study was to assess the risk of soil water depletion by cover crops in a semi-arid environment to improve management for water limited conditions. Aboveground biomass, soil cover and rooting parameters of phacelia, hairy vetch, rye and mustard were characterized. Soil water status under the cover crops and a fallow control was monitored with a field measurement site and infiltration in the macropore range was investigated in detail. Water dynamics were analysis using the FAO Dual Crop Coefficient method and the model HYDRUS 1D. Mustard was most stable under dry conditions with an intense vertical and lateral root system. Vetch had a low rooting density, but a homogeneous depth distribution of roots that could sustain a high biomass growth. The root system of phacelia was intense near the stem base with a high decrease in the vertical and horizontal direction. Rye had only low soil cover before winter, but provided a high root biomass and dense rooting of the soil. Cover crops showed a higher cumulative evapotranspiration compared to fallow under dry conditions in autumn. Plant transpiration accounted for only 17.6 % to 52.6 % of total evapotranspiration. Soil moisture differences to fallow during cover crop growth were reduced over winter to 2.8 % in spring. Water infiltration in the macropore range showed high temporal and spatial variability. A certain stabilization of macropores over winter was found for the cover crops. The study showed that cover cropping in a semi-arid region is feasible without higher risk of yield losses due to water storage depletion. Stabilization of soil structure related hydraulic properties over winter and the reduction of evaporation losses in late summer by plants with a fast canopy cover contribute to equilibrate potential higher water extraction from deep soil layers during the main growing period of the cover crops.