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@TECHREPORT{Berns:1050275,
      author       = {Berns, Anne E. and Schnepf, Andrea and Selzner, Tobias and
                      Wu, Bei and Vanderborght, Jan},
      title        = {{S}oil³ - {N}achhaltiges {U}nterbodenmanagement;
                      {S}chlussbericht der {F}orschungszentrum {J}ülich {G}mb{H}},
      number       = {031B1066C},
      address      = {Hannover},
      publisher    = {Technische Informationsbibliothek},
      reportid     = {FZJ-2026-00087, 031B1066C},
      series       = {Forschungsberichte Pflichtabgabe (BMFTR)},
      pages        = {25 p},
      year         = {2025},
      abstract     = {Das Gesamtprojekt Soil3 untersucht die Rolle des
                      Unterbodens für die Ernährungssicherung und Produktion
                      gesunder Lebensmittel.Das Ziel ist, das gesamte Bodenvolumen
                      durch gezielte Unterbodenbearbeitung für die agrarische
                      Nutzung zu optimieren, da biszu 80 $\%$ der für Pflanzen
                      verfügbaren Nährstoffe und Wasser im Untergrund
                      gespeichert sind. In der dritten Phase des Projekteshat das
                      vorliegende Teilprojekt angestrebt, diese Effekte zu
                      quantifizieren und die Nachhaltigkeit der
                      Unterbodenmelioration zuuntersuchen.Im Zentralfeldversuch
                      CF3 in Thyrow wurden Elementkonzentrationen sowie
                      87Sr/86Sr-, δ26Mg- und δ56Fe-Werte in
                      verschiedenenBodenschichten sowie in Roggen- und
                      Maispflanzen untersucht. Die δ56Fe-Werte der
                      pflanzenverfügbaren Fe-Fraktion unter-schieden sich dabei
                      nicht zwischen den Varianten. Zwar erhöhte die geschlitzte
                      Variante mit Biokompost die Fe-Konzentrationenin
                      Roggenähren, doch blieben die δ56Fe-Werte unverändert.
                      Auch die Mg-Konzentration im Boden stieg durch den
                      Biokompost,ohne die Mg-Gehalte im Roggen zu beeinflussen;
                      Maispflanzen zeigten geringere, aber ausreichende Mg-Werte.
                      Insgesamtnahmen die Pflanzen nicht ausreichend Nährstoffe
                      aus der Kompostschicht auf, um eine Veränderung der
                      Stabilisotopen-verhältnisse in den Pflanzen
                      herbeizuführen, obwohl die Pflanzen in die Kompostschicht
                      hineinwuchsen. Die Nährstoffaufnahmeblieb auf die oberen 30
                      cm beschränkt. Die erhöhte Wasserverfügbarkeit führte
                      nicht – wie ursprünglich angenommen – zu
                      einerstärkeren Nährstoffaufnahme, sondern ermöglichte
                      Maispflanzen vor allem eine effizientere Nutzung des
                      vorhandenenMagnesiums. Insgesamt verbesserten die
                      Tiefenlockerung und der Biokompost vor allem die
                      Wasserrückhaltung und weniger dieNährstoffaufnahme in dem
                      trockenen Sandboden, was wiederum zu einer Verbesserung des
                      Ernteertrags führte.Das neue Boden-Wurzel-Modell erlaubt
                      die Berechnung der Wasser- und Nährstoffaufnahme auf
                      Grundlage dynamischer 3D-Simulationen und bestätigte, dass
                      der überwiegende Teil der Wasseraufnahme in den oberen 30
                      cm erfolgt. Nur in unmittelbarerNähe des mit Kompost
                      versehenen Meliorationsstreifens zeigte das Modell eine
                      deutliche Zunahme der Wasseraufnahme austieferen
                      Bodenschichten, die vor allem durch eine Verringerung des
                      Penetrationswiderstands bedingt war. Eine Metaanalyse
                      zeigte,dass Nährstoffmangel sowohl Wurzellänge als auch
                      Biomasse reduziert, jedoch die Wurzellänge pro
                      Sprossbiomasse erhöht. Zurpräziseren Beschreibung der
                      Wurzelwasseraufnahme wurden vereinfachte 1D-Senkenterme
                      entwickelt, die bodenhydraulischeEigenschaften der
                      Rhizosphäre berücksichtigen und Trockenstress
                      realitätsnäher abbilden. Damit lässt sich
                      dieWurzelwasseraufnahme allein aus Bodenwasserpotentialen
                      und potenzieller Transpiration ableiten; auch Kompensation
                      sowiehydraulische Umverteilung werden erfasst. Das virtuelle
                      Boden-Wurzel-System wurde erweitert, um das Wurzelwachstum
                      unterverschiedenen Unterbodenmaßnahmen simulieren zu
                      können. Durch die Implementierung der analytischen Lösung
                      der Fokker-Planck-Gleichung wurden zudem Szenarioanalysen
                      zur Langlebigkeit der Maßnahmen ermöglicht. Die
                      Simulationen zeigen, dassverbesserte bodenhydraulische
                      Eigenschaften selbst nach einer Rückverfestigung zu
                      günstigeren Wachstumsbedingungen führen,insbesondere durch
                      erhöhte Wasserspeicherkapazität und reduzierten
                      Penetrationswiderstand.},
      keywords     = {500 | Naturwissenschaften (Other) / Boden (Other) /
                      Unterboden (Other) / Landwirtschaft (Other) / Wasser (Other)
                      / Nährstoffe (Other) / Modellierung (Other) / Stabilisotope
                      (Other)},
      cin          = {IBG-3},
      cid          = {I:(DE-Juel1)IBG-3-20101118},
      pnm          = {2173 - Agro-biogeosystems: controls, feedbacks and impact
                      (POF4-217)},
      pid          = {G:(DE-HGF)POF4-2173},
      typ          = {PUB:(DE-HGF)3 / PUB:(DE-HGF)29},
      doi          = {10.34657/25924},
      url          = {https://juser.fz-juelich.de/record/1050275},
}