G.A. Harris-Stipendium

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Grant A. Harris-Stipendium
Frühere Empfänger

2024 EMPFÄNGER

DANIEL TUCKER: UNIVERSITÄT VON VICTORIA

Auszeichnung: Mehrere Arten von ATMOS Wetterstationen, PHYTOS 31 Blattnässesensoren, Pyranometer, TEROS 54 Bodenfeuchteprofilsonde, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Regenwälder und Trockenstress: Auswirkungen auf altes Wachstum und sekundäre Baumkronen in der Küstenregion von British Columbia

OLANIYI AFOLAYAN: UNIVERSITÄT AUBURN

Auszeichnung: Mehrere Arten von TEROS Bodenfeuchtesensoren, HYDROS 21 Wassertiefensensoren, ATMOS 41W drahtlose Wetterstation, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Einfluss der Bodenverrohrung auf die hydromechanische Reaktion von flachen Erdrutschen

JACK CAMBERIO: RUTGERS UNIVERSITÄT

Preis: TEROS 12 Sensoren für den Bodenwassergehalt, TEROS 21 Sensoren für das Bodenwasserpotenzial, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Anwendung von Geophysik und Wassersensoren zur Quantifizierung der Wasserressourcen in den bofedales der peruanischen Anden

JACOB MEEUWSEN: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

Auszeichnung: Mehrere Arten von TEROS Bodenfeuchtesensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Innovative Anbaupraktiken zur Verbesserung der Wassernutzung bei Kartoffeln und des Ertrags für den Landwirt bei Hitze und Wasserstress

KATHERINE MCCOOL: OREGON STATE UNIVERSITY

Preis: TEROS 12 Bodenwassergehaltssensoren, TEROS 21 Bodenwasserpotentialsensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Untersuchung der interaktiven Auswirkungen des Wiederkehrintervalls von Waldbränden und der Schwere der Bodenverbrennung auf die Bodenhydrologie nach einem Brand

CHARLES SOUCEY: UNIVERSITÄT VON MINNESOTA

Preis: HYDROS 21 Wassertiefensensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Verstehen des Verbleibs und des Transports von Salz und Nitrat in Karstsystemen mit dreifacher Porosität

SHELBY WILLIFORD: UNIVERSITÄT VON NORTH CAROLINA

Preis: TEROS 11 Bodenfeuchtesensoren, ATMOS 41W drahtlose Wetterstation, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Triebkräfte der Savannenstruktur: Auswirkungen des Klimawandels auf die Koexistenz von Bäumen und Gräsern in der LLP

CHARLIE CHEN: UC DAVIS

Preis: TEROS 54 Bodenfeuchtigkeitsprofilsonde, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Untersuchung des Einflusses von Deckfrüchten auf den Bodenwasserhaushalt in jungen Pistazienplantagen

ANDREW WALKER: UNIVERSITÄT VON IDAHO

Preis: ATMOS 41 W drahtlose Wetterstationen und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Wassernutzungseffizienz bei verschiedenen Kartoffelsorten

2023 EMPFÄNGER

GREGORY VERKAIK: MCMASTER UNIVERSITÄT

Preis: TEROS Bodenfeuchtesensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Kontrolle des Feuerwetters und Schwellenwerte für die Anfälligkeit von Torfschwelbränden in natürlichen und bewirtschafteten borealen Torfgebieten

CHIHIRO DIXON: UTAH STATE UNIVERSITY

Auszeichnung: HYPROP und KSAT Laborgeräte für Hydrologie

Thema: Entwurf und Charakterisierung der hydraulischen Eigenschaften von bewurzelten Pflanzensubstraten für Anwendungen mit reduzierter Schwerkraft unter Verwendung modernster Messungen

ROBIN KIM: UNIVERSITÄT VON VIRGINIA

Preis: TEROS Bodenfeuchtesensoren, ATMOS 41 Wetterstationen, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Modellierung von Permafrost und saisonal gefrorenen Bodentemperaturprofilen in den Himalayas

ARIA DUNCAN: UNIVERSITÄT STANFORD

Preis: TEROS Bodenfeuchtesensoren, ATMOS 41 Wetterstationen, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Schutz von Reis vor gekoppelten Bedrohungen durch Klima und Bodenkontamination

EMMANUEL ADEYANJU: DIE UNIVERSITÄT VON NORTH CAROLINA

Preis: HYDROS Wassertiefensensoren, TEROS Bodenfeuchtesensoren, ATMOS 41 Wetterstationen, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Abschwächung der Frosteinwirkung in granulierten Straßen durch technische Wasserabweisung bei MnROAD

JACOB STID: MICHIGAN STATE UNIVERSITY

Auszeichnung: HYPROP labor hydrologie instrumente

Thema: Zum Verständnis der Auswirkungen von Freiflächen-Solaranlagen auf die lokale Hydrologie und die Bodenverhältnisse

2022 EMPFÄNGER

LAUREN TUCKER: STAATLICHE UNIVERSITÄT VON IDAHO

Preis: TEROS Bodenfeuchtesensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Untersuchung der langfristigen Wasserspeicherung in Bäumen und ihrer Bedeutung für den Wasserhaushalt des gesamten Baumes

CECILIA R. HELLER: UNIVERSITÄT VON FLORIDA

Preis: TEROS Bodenfeuchtesensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Wurzeln des Wandels: Heidelbeerproduktion für ein sich veränderndes Klima

MD ILIAS MAHMUD: UNIVERSITÄT VON MISSISSIPPI

Preis: TEROS Bodenfeuchtesensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Modellierung des Einflusses der hydraulischen Eigenschaften natürlicher Böden auf ihre akustischen Reaktionen zur Detektion von Landminen

SCOTT CARPENTER: YALE UNIVERSITÄT

Preis: PHYTOS 31 Blattnässesensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Untersuchung der interaktiven Auswirkungen von Klimawandel und Beweidung auf die Stabilität von Big Sagebrush Pflanzengemeinschaften

SADIE KELLER: OREGON STATE UNIVERSITY

Preis: TEROS Bodenfeuchtesensoren, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Entwicklung eines Kulturpflanzen-Wasserstress-Index für Rotahorn

NINA FERRARI: OREGON STATE UNIVERSITY

Preis: ATMOS 41 All-in-One-Wetterstationen, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

Thema: Vertikale Variabilität des Mikroklimas und Besiedlung durch Vögel in gemäßigten Wäldern

2021 EMPFÄNGER

AASHISH KHANDELWAL & JUSTIN NICHOLS: UNIVERSITÄT VON NEW MEXICO

Auszeichnung: PAR-Sensoren (photosynthetisch aktive Strahlung), HYDROS 21 Sensoren zur Wasserstandsüberwachung, ZL6 Datenlogger und Abonnements für ZENTRA Cloud

VERSTÄNDNIS DES LÖSEMITTELTRANSPORTS DURCH EULERSCHE UND LAGRANGESCHE ÜBERWACHUNG

Die Erforschung des Stofftransports in Flusssystemen hat zu beträchtlichen Fortschritten in unserem grundlegenden Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Oberflächen- und Grundwasser, der Fließwege, der Verweilzeiten und der Zonen oder Bedingungen für eine optimale biochemische Reaktivität der gelösten Stoffe geführt. Zum Beispiel haben frühere Programme zur Überwachung von gelösten Stoffen 956.500 Tonnen pro Jahr an anthropogenen Nitrateinträgen in den Mississippi quantifiziert, die die jährliche Eutrophierung im Golf von Mexiko vorantreiben (Val et al., 2006; Heisler et at., 2008; Sobota et al., 2015).

Die bisherigen Forschungsarbeiten haben zwar einen großen Erkenntnisgewinn gebracht, aber sie nutzten in erster Linie Eulersche Probenahmeverfahren und beschränkten sich oft auf Oberflächengewässer. Solche Probenahmemethoden berücksichtigen oft nicht die räumliche Heterogenität, die von Natur aus in Wassereinzugsgebieten vorhanden ist (Blaen et al., 2016; Krause et al., 2017). Daher beabsichtigen wir, den HYDROS 21 Sensor von METER mit dem neuartigen Navigator, einer schwimmenden Multiparameter-Sonde, zu integrieren, um Lagrange-Ansätze zu nutzen, um gelöste Stoffe zu verfolgen, diffuse und punktuelle Quellen zu quantifizieren und Bereiche mit beschleunigter Verarbeitung in Flusssystemen zu identifizieren. Wir würden auch Hydros 21 Sensoren in geringer bis großer Tiefe in der hyporheischen Zone neben den bereits vorhandenen Sonden für die Oberflächenwasserqualität einsetzen, um den Fluss von Grund- zu Oberflächenwasser während der Navigator-Feldexperimente zu quantifizieren (Boano et al., 2014). Durch die Kopplung von Lagrange-, Euler- und Oberflächen-zu-Grundwasser-Überwachung wollen wir die Unsicherheiten angehen, die mit der Heterogenität des Wassereinzugsgebiets und den daraus resultierenden Auswirkungen auf den Transport gelöster Stoffe verbunden sind.

ALEXANDER FOX: UNIVERSITÄT VON WYOMING

Preis: ATMOS 22 Ultrasonic Anemometer, TEROS 11 Bodenfeuchte- und Temperatursensoren und ATMOS 14 Vier-in-Eins-Stationen für Temperatur/RH/barometrischen Druck/Dampfdruck.

MODELLIERUNG DES WASSER-/NÄHRSTOFFKREISLAUFS UND DES ERTRAGS FÜR EINE MEHRJÄHRIGE GETREIDEPFLANZE

Kernza®, die erste mehrjährige Getreidepflanze, die jemals entwickelt wurde, hat das Potenzial, die Landwirtschaft in den High Plains wiederzubeleben. Es ist jedoch nicht bekannt, wie sich diese neuartige Pflanze an eine so trockene Umgebung anpassen wird. Im Rahmen eines von der University of Wyoming (UW) finanzierten Projekts wird Kernza auf sieben Farmen im Osten Wyomings angebaut, um seine langfristige Rentabilität, Nachhaltigkeit und Auswirkungen auf die Bodengesundheit, den Nährstoffkreislauf und die Wasserverfügbarkeit zu untersuchen. Dieses Stipendium wird zu diesem Projekt beitragen, indem es uns ermöglicht, drei Jahre lang die Bodenbedingungen und das Mikroklima in Kernza, einjährigem Weizen und wiederhergestellten Präriefeldern zu messen.

Wir werden ein biophysikalisches Modell, den Terrestrial Regional Ecosystem Exchange Simulator (TREES), mit den Daten von Kernza und Weizen konfrontieren, um die Vorhersage darüber zu verbessern, wie sich Unterschiede in der Wasser- und Nährstoffnutzung auf ihre langfristige Lebensfähigkeit auswirken. Der biophysikalische Ansatz eignet sich besonders gut, um unsere Hypothese zu testen, dass ein enger Nährstoffkreislauf und tiefe, mehrjährige Wurzeln den Erfolg von Kernza als nachhaltige Kulturpflanze im östlichen Wyoming und in der Ökoregion High Plains ermöglichen werden. Wir werden mit Landwirten zusammenarbeiten, um sie in die Lage zu versetzen, wissenschaftlich fundierte Entscheidungen über die Verwendung von Kernza als Ersatz für Weizen zu treffen.

KAI LEPLEY: UNIVERSITÄT VON ARIZONA

Preis: TEROS 12 Sensoren für Bodenfeuchte, Temperatur und elektrische Leitfähigkeit sowie ZL6 Datenlogger

NUTZUNG DER AGRIVOLTAIK ZUR SCHAFFUNG VON NACHHALTIGKEIT BEI NAHRUNGSMITTELN, ENERGIE UND WASSER IN EINER SICH VERÄNDERNDEN WELT

Unsere Lebensmittel-, Wasser- und Energiesysteme sind durch das Bevölkerungswachstum und den Klimawandel stark gefährdet. Hier erforschen wir eine hybride landwirtschaftlich-photovoltaische (PV) 'agrivoltaische' Lösung. Wir sind dabei, die größte agrivoltaische Anlage in den USA zu errichten - eine 1,2-MW-Gemeinschaftssolarfarm mit einer Fläche von 6 Hektar in Longmont, Colorado, genannt Jack's Solar Garden. Der Landwirt wird Pflanzen für den Markt anbauen und gleichzeitig PV-Energie erzeugen. Er hat unser Team eingeladen, verschiedene Aspekte der Agri-Photovoltaik zu untersuchen.

Insbesondere plant unser Team, die Optimierung des Pflanzenwachstums und der Bewässerung durch Präzisionsüberwachung der Bodenfeuchtigkeit und der elektrischen Leitfähigkeit sowie der Photosynthese, der Biomasse und des Ertrags der Pflanzen zu untersuchen. Wir werden mit Partnern des National Renewable Energy Laboratory, der Colorado State University, Audubon Rockies, Sprouts City Farms und lokalen Behörden zusammenarbeiten. Öffentliche Farmbesichtigungen, die im Frühjahr 2021 beginnen, werden durch das Forschungsgebiet unserer Gruppe führen und einen direkten Einblick in die Wissenschaft geben. Agrivoltaik ist ein neuartiges Mittel, um sich an den Klimawandel anzupassen und ihn abzuschwächen, und wir hoffen, dass wir auch weiterhin die wissenschaftlichen Entdeckungen auf diesem Gebiet vorantreiben werden.

JENNIFER ALVAREZ: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN

Auszeichnung: HYPROP 2 Retentionskurve Instrumentierung

DIE WASSERRÜCKHALTEKURVE DES BODENS IST DER SCHLÜSSEL ZUM VERSTÄNDNIS DER BODENDYNAMIK UNTER VARIABLEN FEUCHTIGKEITS- UND TEMPERATURBEDINGUNGEN

Die Reduzierung unserer atmosphärischen Kohlenstoff (C)-Emissionen ist wohl eines der dringendsten Probleme, mit denen wir weltweit konfrontiert sind. Es hat zu instabilen klimatischen Bedingungen geführt, die den Verlust lebenswichtiger Ressourcen und die Zerstörung von Gesellschaften zur Folge haben. Böden regulieren durch die Speicherung von C und können von massiven Senken zu bedeutenden C-Quellen werden, wenn die Rate der C-Mineralisierung den C-Eintrag übersteigt. Daher ist das Verständnis der wichtigsten Triebkräfte für die C-Mineralisierungsraten unerlässlich, um genaue Modelle zu entwickeln, die bei der Abschwächung des Klimawandels und bei Anpassungsplänen helfen. Die physikalische Umgebung des Bodens ist besonders wichtig für die Regulierung der C-Mineralisierungsrate, aber sie ist nach wie vor nur unzureichend verstanden [4].

Die vorgeschlagene Forschung zielt darauf ab, eine quantitative Verbindung zwischen der räumlich-zeitlichen Variabilität von Bodenwasser und -temperatur und der mikrobiellen Atmungsrate herzustellen. Insbesondere wollen wir neue Messtechniken entwickeln, um zu erklären, wie die Bodenstruktur die Kopplung zwischen hydrologischen, thermischen und biogeochemischen Prozessen beeinflusst.

ADAM SIBLEY: OREGON STATE UNIVERSITY

Preis: PHYTOS 31 Blattnässesensoren, IRT-Infrarotthermometer, ATMOS 41 Wetterstationen, TEROS 21 Matrizenpotentialsensoren und ZL6 Datenlogger

VORHERSAGE DER ANFÄLLIGKEIT FÜR TROCKENHEIT IN EINER BERGLANDSCHAFT: VERKNÜPFUNG VON TAUPUNKT, WASSERAUFNAHME DER BLÄTTER UND BODENWASSER MIT TROCKENSTRESS IN ALTEN WÄLDERN

Das Wohlergehen von Pflanzen- und Tierarten, die alte Wälder im pazifischen Nordwesten bewohnen, ist untrennbar mit dem Wohlergehen der hohen Bäume verbunden. Hohe Bäume schaffen mikroklimatische Refugien und verteilen während der sommerlichen Trockenzeit, wenn Wasser- und Hitzestress zunehmen und das Brandrisiko steigt, tiefes Bodenwasser an die Oberfläche. Während dieser Perioden kann der Zugang (oder das Fehlen desselben) zu tiefem Bodenwasser einen großen Einfluss auf den Feuchtigkeitsstress der Bäume haben. Die Zufuhr von Feuchtigkeit in die Baumkronen durch nächtliche Tauereignisse mildert nicht nur den Trockenstress durch Wasseraufnahme über die Blätter, sondern hilft auch, mikroklimatische Refugien durch Verdunstungskühlung aufrechtzuerhalten, moduliert das Brandrisiko durch das Austrocknen von Brennstoffen und erhält den Wasser- und Kohlenstoffhaushalt der Epiphyten.

Darüber hinaus gibt es immer mehr Belege dafür, dass unbewirtschaftete, ältere Wälder widerstandsfähiger gegen Waldbrände sind als bewirtschaftete Plantagen. Zusammengenommen wird deutlich, dass Bewirtschaftungspläne, die darauf abzielen, die Widerstandsfähigkeit der Wälder und die Ökosystemleistungen zu maximieren, die Muster der Anfälligkeit alter Wälder gegenüber dem Klimawandel berücksichtigen müssen.

Jüngste Arbeiten im H.J. Andrews Versuchsforst, bei denen PHYTOS 31 Sensoren verwendet wurden, haben gezeigt, dass die Spitze (56m Höhe) des Discovery Tree, einer alten Douglasie, die in 450m Höhe in einem engen Tal wächst, in ~30% der Sommernächte mit Tau benetzt wurde, ein Muster, das mit dem traditionellen Penman-Ansatz kaum erfasst werden konnte, selbst wenn die Messdaten an einem anderen Ort gemessen wurden (Abb. 1), was den großen Nutzen der Daten der Blattnässesensoren verdeutlicht. Ende August 2020 führten wir am Discovery Tree ein Tau-Benetzungsexperiment durch, das zeigte, dass die Nadeln des Baumes das gesprühte Wasser aufnahmen, obwohl die Aufnahme keinen großen Einfluss auf die Wasserverhältnisse des Nadelgewebes hatte, da der untersuchte Baum nicht unter übermäßigem Wasserstress stand. Dies ist wahrscheinlich auf die Lage des Baumes auf dem Schwemmlandplateau eines mehrjährigen Flusses zurückzuführen - alte Baumbestände in höheren Lagen, die der trockeneren Luft der unteren Troposphäre stärker ausgesetzt und in felsigeren Böden verwurzelt sind, waren zum Zeitpunkt unseres Experiments möglicherweise einem deutlich größeren Feuchtigkeitsstress ausgesetzt. Es ist jedoch nicht klar, ob diese Faktoren durch die allgemein kühleren Höchsttemperaturen im Sommer oder die anhaltende Schneedecke bis in den späten Frühling hinein in höheren Lagen ausgeglichen werden könnten, was weiter untersucht werden sollte.

Die von uns vorgeschlagene Forschung würde ein Netzwerk von METER-Sensoren an strategischen Positionen in unserem bergigen Untersuchungsgebiet schaffen, das es uns zusammen mit sommerlichen Feldkampagnen ermöglichen würde, zu quantifizieren, wie Unterschiede in der Tauhäufigkeit, in der Wasseraufnahme der Blätter und im Feuchtigkeitsdefizit des Bodens zu unterschiedlichen Niveaus von Trockenheitsstress in der Landschaft führen.

NEILL PROHASKA: UNIVERSITÄT VON ARIZONA

Preis: PHYTOS 31 (5) Blattnässesensoren und ATMOS 41 All-in-One Wetterstationen

VERSTÄNDNIS DER AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS AUF DEN WASSERKREISLAUF DES AMAZONASWALDES DURCH DEN EINSATZ VON MESSSENSOREN ZUR ERMITTLUNG DER EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE WASSERFLÜSSE AUF ZWEIGEBENE

Tropische Wälder haben einen größeren Kohlenstoff- und Wasserkreislauf als jedes andere terrestrische Ökosystem. Die derzeitige Forschung hat sich nicht ausreichend damit befasst, wie Mikroklima und Biologie zusammenwirken, um die Energieverteilung zwischen latentem Wärmefluss (LHF, d.h. Evapotranspiration) und sensiblem Wärmefluss (SHF, d.h. Konvektionswärme) innerhalb der Baumkronen zu bestimmen. Dies ist der Schlüssel zum Verständnis und zur Vorhersage der zukünftigen Richtung und des Ausmaßes der Wasserflüsse in tropischen Wäldern unter dem Klimawandel. Mit den Sensoren ATMOS-41 und PHYTOS-31 von METER kann ich einen einzigartigen Langzeitdatensatz von Blatteigenschaften, Feuchtigkeit, Temperatur und Mikroklima auf Zweigebene erstellen. Dieser Datensatz wird zeigen, wie der Energiehaushalt der Blätter durch das Mikroklima beeinflusst wird und wie das Mikroklima Veränderungen im Energiehaushalt der Blätter über Gradienten der Baumkronenhöhe und des Lichts beeinflusst.

2020-EMPFÄNGER

PETER A. TERESZKIEWICZ: UNIVERSITÄT VON SÜDCAROLINA

Preis: NDVI und PRI SRS Sensoren, ZL6 Datenlogger und ZENTRA Cloud

QUANTIFIZIERUNG DES EINFLUSSES DER SAISONALEN VEGETATION AUF DIE VOLUMETRISCHE VERÄNDERUNG VON KÜSTENDÜNEN

Küstendünen, die sich unter dem Meeresspiegel befinden, bilden eine gewaltige Barriere gegen Sturmfluten und Überschwemmungen, die die Küstengemeinden vor wirtschaftlichen Verlusten schützen. Die Wechselwirkungen zwischen Vegetation und Sediment stellen eine Schlüsselkomponente für das Verständnis des Wachstums von Küstendünen und der Erholung nach einem Sturm dar. Trotz dieser Bedeutung haben die traditionellen Methoden zur Überwachung der Vegetation zu widersprüchlichen Daten und qualitativen Annahmen geführt. In der hier vorgeschlagenen einjährigen Feldstudie werden NDVI und PRI SRS-Sensoren zur spektralen Überwachung der Dünenvegetation gleichzeitig mit digitalen Erosionspins (DEPs) vor Ort eingesetzt. Zum ersten Mal werden Vegetation und Erosionsdynamik mit der gleichen Auflösung gemessen, was einen bedeutenden Fortschritt in der Küstengeomorphologie darstellt.

Das Zusammenspiel von Wind, Sediment und Vegetation formt Dünen durch äolische (windgetriebene) Prozesse (Sherman, 1995). Die Vegetation bringt Turbulenzen in das Windfeld ein, die den Sedimenttransport stören und häufig die Ablagerung und das Wachstum der Düne begünstigen (Hesp, 1981). Traditionelle Methoden zur Bewertung der Dünenvegetation stützten sich entweder auf die qualitative Schätzung von Vegetationsquadraten (Stalter, 1974; Kim und Yu, 2009) oder erfassten lediglich die räumlichen Eigenschaften der Vegetationsdichte anhand von Fotos (Gillies et al., 2002; Renkin, 2015). Mit diesen Methoden ist es schwierig, eine kontinuierliche Zeitreihe von Vegetationsdaten zu entwickeln, und oft bleiben den Forschern nur zeitliche Momentaufnahmen der Vegetationsvariabilität.

Das Hauptziel dieser Studie ist es, den Einfluss der saisonalen Vegetationsdichte und des Zustands der Vegetation auf die Veränderung des Dünenvolumens zu quantifizieren.

Diese Studie wird eine neue Methodik in die Küstengeomorphologie einführen, die NDVI und PRI SRS Sensoren zur Quantifizierung der Vegetationsdichte und -belastung verwendet. Die Erstellung eines kontinuierlichen Vegetationsdatensatzes gepaart mit In-situ-Messungen der Erosion und der Akkumulation wird dazu beitragen, die Zusammenhänge zwischen Vegetation und Sediment sowie die Dünenbildung zu verstehen.

JACLYN FIOLA: VIRGINIA TECH

Preis: SATURO infiltrometer, TEROS bodenfeuchtesensoren, ECRN-100 rain gauge, ZL6 Datenlogger und ZENTRA Cloud

NIEDERSCHLAGSPAUSEN: INNOVATIVE METHODEN ZUR BEGRENZUNG DER REGENINFILTRATION IN WEINBERGSBÖDEN

Die Weinindustrie in Virginia leidet häufig unter der übermäßigen Verfügbarkeit von Wasser im Boden, was sich negativ auf die Weinqualität auswirken kann. Wir schlagen vor, METER-Instrumente einzusetzen, um verschiedene infiltrationsreduzierende Verbindungen auf ihre Fähigkeit zu testen, die in die Weinbergsböden eindringende Wassermenge zu reduzieren. Die Begrenzung der Infiltration sollte das Wachstum der Reben und die Qualität der Früchte für die Weinherstellung verbessern und könnte den Weinbau in den Weinregionen der Welt mit hohem Niederschlag verändern.

Bedeutung der Forschung: Im Jahr 2015 lag Virginia bei der Rebfläche auf Platz 8 in den Vereinigten Staaten und hatte einen wirtschaftlichen Einfluss von 1,37 Milliarden Dollar.

1 Virginia erhält durchschnittlich 108,4 cm Niederschlag pro Jahr, wobei die höchsten Niederschläge in den Monaten Mai, Juli und August fallen.

2 Diese hohen Niederschlagsmengen führen zu einer übermäßigen Wasserverfügbarkeit in vielen Weinbergsböden in Virginia, was zu einem starken Wachstum der Reben führen kann (z.B. zu einer Destabilisierung des Gleichgewichts zwischen vegetativem Wachstum und der Entwicklung der Pflanzen) und sich nachteilig auf die Fruchtqualität auswirkt. Die Qualität der Weintrauben wird positiv beeinflusst, wenn milde Wasserdefizite das Wachstum der Reben begrenzen, insbesondere in feuchten Klimazonen wie Virginia. Die Weinbauern in dieser Region sind bestrebt, die Bodenbewässerung zu reduzieren, insbesondere in übermäßig nassen Jahren, und es gibt derzeit keine wirtschaftlichen und nachhaltigen Methoden.

Es wurden bereits viele Strategien zur Reduzierung des Bodenwassers im Weinberg erprobt, wie z.B. Drainagen, Abdeckkulturen (die um Wasser konkurrieren) und Plastikabdeckungen. Diese Maßnahmen haben jedoch alle ihre Grenzen, angefangen bei den hohen Kosten für die Installation von Drainagen über den oft vernachlässigbaren Nettowasserverbrauch von Deckfrüchten bis hin zu den negativen Umweltauswirkungen von Kunststoffabfällen. Die Verdichtung von Böden zur Begrenzung der Regeninfiltration wurde ebenfalls vorgeschlagen, könnte aber die Verdunstung aus dem Boden verhindern und Probleme mit der Drainage, der Wurzelatmung/dem Gasaustausch und der Erosion verursachen.

Ziele und Zielsetzungen: Der ideale Eingriff in das Bodenwasser im Weinberg würde die Infiltration in den Boden begrenzen und gleichzeitig die Erosion minimieren und den Dampf- und Gasaustausch ermöglichen. Um diese ideale Maßnahme zu erreichen, schlagen wir vor, mehrere umweltfreundliche polymere Verbindungen zu testen, die von der Transportindustrie entwickelt wurden, um die Infiltration in den Boden zu verringern: DirtGlue (Salem NH) und Soiltac (Soilworks, Scottsdale AZ). Wir werden auch Stearinsäure testen, eine natürlich vorkommende hydrophobe Fettsäure, die die Infiltration verringern und gleichzeitig den Wasserdampfverlust aus dem Boden erhöhen kann.4 Solche Verbindungen wurden bisher noch nicht als Mittel zur Kontrolle des Bodenwassers in Weinbergen getestet. Unser Ziel ist es, Gegenüberstellung die Wirksamkeit von Bodenverbindungen zur Verringerung der Infiltration in den Boden zu testen und dann die Auswirkungen auf das Wachstum der Reben und die Fruchtqualität zu quantifizieren.

DANIEL HASTINGS: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN, SANTA CRUZ

Preis: TEMPOS Analysator für thermische Eigenschaften, SC-1 leaf porometer, TEROS 21 Wasserpotentialsensoren, TEROS 10 Bodenfeuchtesensoren, ZL6 Datenlogger und ZENTRA Cloud.

IST DIE UNTERIRDISCHE WASSERSPEICHERUNG EIN SCHLÜSSEL ZUM ÜBERLEBEN DER JOSHUA-BÄUME?

Der Joshua-Baum, eine Ikone des amerikanischen Westens, ist durch den Klimawandel bedroht. Während einige Aspekte der Joshua-Bäume gut erforscht sind, wissen wir nur wenig über ihr Wassermanagement in Zeiten von extremem Wasserstress. Die Ziele dieser Forschung sind

1) die Rolle der Wasserspeicherung im Wasserhaushalt von Joshua-Bäumen zu bewerten,

2) die jährlichen Schwankungen der Wasserspeicherung in den Geweben von Joshua-Bäumen zu dokumentieren, und

3) ein integriertes Modell der Anatomie und der Wasserverhältnisse des Joshua-Baums zu entwickeln, um die hydraulischen Reaktionen der gesamten Pflanze auf verschiedene Klimabedingungen zu simulieren.

Diese Daten können verwendet werden, um die künftige Verbreitung der Joshua-Bäume zu modellieren, die Naturschutzplanung zu unterstützen und unser Verständnis der Ökohydrologie in der Mojave-Wüste zu verbessern.

Der Joshua-Baum ist eine charismatische Spezies und eine lebenswichtige wirtschaftliche Kraft, die Besucher in seinen beliebten Namensgeber-Nationalpark lockt. Er ist auch eine grundlegende Art, die Dienstleistungen für die Ökosysteme der Mojave-Wüste erbringt. Es wird erwartet, dass die Joshua-Bäume aufgrund des Klimawandels auf 10 % ihres derzeitigen Verbreitungsgebiets zurückgehen werden, da die Temperaturen steigen und die Trockenheit zunimmt1. Obwohl viel über die natürliche Geschichte der Joshua-Bäume bekannt ist, wissen wir nicht viel über ihren Wasserhaushalt. Das Verständnis der Wasserspeicherung und ihrer Schwankungen in Joshua-Bäumen, sowohl auf Tages- als auch auf Jahresskala, wird uns neue Erkenntnisse darüber liefern, wie sie auf einzelne und aufeinander folgende Dürren reagieren können.

Erste Ergebnisse: Beobachtungen und mikroCT-Aufnahmen von Joshua-Baumwurzeln sowie eine Dürrestudie deuten darauf hin, dass die Wasserspeicherung nicht wie erwartet im Stamm erfolgt, sondern in spezialisierten Wurzelgeweben.

Hypothesen:(H1): Der Wassergehalt, das Wasserpotenzial und die Transpiration von Joshua-Bäumen schwanken täglich und jährlich in einer Weise, die die Nutzung des Bodenwassers und der Wasserspeicher der Pflanzen widerspiegelt.(H2): Die Transpiration von Joshua-Bäumen enthält Wasser, das in spezialisierten Geweben in den Wurzeln gespeichert wurde.(H3): Joshua-Bäume benötigen nach langen Trockenperioden mehrere Niederschlagsimpulse, um das Wasser in den Speichergeweben wieder voll aufzufüllen.

NATALIE M. AGUIRRE: TEXAS A&M UNIVERSITÄT

Preis: SC-1 Blattporometer, PAR-Sensoren, ein ZL6 Datenlogger und ZENTRA Cloud

UNTERSUCHUNG DES ZUSAMMENHANGS ZWISCHEN DEM PRIMING VON PFLANZEN UND stomatäre Leitfähigkeit

Pflanzenfresser dringen häufig in landwirtschaftliche Felder ein und können zu verheerenden Ertragsverlusten führen. Nach einem Angriff geben Pflanzen charakteristische Mischungen von pflanzenfresserinduzierten flüchtigen Stoffen (HIPVs) ab, die eine wichtige Rolle bei der Pflanzenabwehr spielen. Kürzlich hat man entdeckt, dass Pflanzen HIPVs auch wahrnehmen und darauf reagieren. Einige Pflanzen erkennen HIPVs, die von ihren geschädigten Nachbarn abgegeben werden, und reagieren darauf, indem sie ihre eigenen Abwehrkräfte verstärken, um sich auf einen zukünftigen Angriff vorzubereiten, was als Priming bezeichnet wird. Das so genannte Defense Priming wurde bei einer Vielzahl von Pflanzenarten dokumentiert, darunter auch bei mehreren landwirtschaftlich wichtigen Nutzpflanzen wie Mais und Baumwolle. Den physiologischen Grundlagen dieses Prozesses wurde jedoch bisher wenig Aufmerksamkeit geschenkt.

Im Allgemeinen erfolgt der Gasaustausch bei Pflanzen durch die Spaltöffnungen, und Berechnungen deuten darauf hin, dass flüchtige Verbindungen unter Lichtbedingungen durch die Spaltöffnungen in die Pflanze gelangen können4. Zwei wichtige unbeantwortete Fragen im Bereich der pflanzlichen Verteidigungsbereitschaft sind:

1) Wie nehmen Pflanzen flüchtige Verbindungen für das Priming auf?

2) Wie beeinflusst die Exposition von Pflanzen gegenüber flüchtigen Verbindungen physiologische Prozesse wie den Gasaustausch?

Bisher hat sich noch keine Forschung mit den physiologischen Auswirkungen der pflanzlichen Abwehrbereitschaft befasst. Ein besseres Verständnis der pflanzlichen Reaktionen könnte neue Strategien zur Verbesserung der Pflanzenresistenz gegen Schädlinge aufzeigen.

Ziele und Fragestellungen

Das Ziel dieses Projekts ist es, die SC-1 Leaf Porometer zu nutzen, um

1) zu bestimmen, ob Stomataöffnungen für das Priming von Pflanzen durch HIPVs erforderlich sind und

2) festzustellen, ob das Priming von Pflanzen durch HIPVs stomatäre Leitfähigkeit beeinflusst. Wir sagen voraus, dass HIPVs durch die Spaltöffnungen in die Pflanzenblätter gelangen und dass ein erfolgreiches Priming positiv mit stomatäre Leitfähigkeit korreliert ist.

Wenn das Priming über die Spaltöffnungen aufgenommen wird, könnten die Pflanzen außerdem stomatäre Leitfähigkeit erhöhen, um ihren Zugang zu Informationen zu verbessern, während sie in höchster Alarmbereitschaft sind. Frühere Arbeiten unseres Labors ergaben eine positive Korrelation zwischen Priming und Expositionsdosis5. Da die Investitionen der Pflanzen in die Verteidigung Kohlenstoffspeicher und Energie erfordern, sagen wir außerdem voraus, dass die Exposition der Pflanzen gegenüber HIPVs die Regulierung von stomatäre Leitfähigkeit beeinflusst, um den Gasaustausch und die Photosynthese der Pflanzen zu verbessern.

RYAN C. HODGES: UTAH STATE UNIVERSITY

Preis: PARIO Bodenbeschaffenheitsanalysator und ein WP4C Wasserpotential-Laborgerät

BODENENTSTEHUNG IN EINER KLIMATISCHEN LITHOSEQUENZ DES WESTLICHEN HALEAKALĀ

An den nördlichen und westlichen Hängen des Vulkans Haleakala auf der hawaiianischen Insel Maui gibt es eine enorme Klimavariabilität (200 bis >2000 mm Niederschlag) und Bodenvielfalt (sieben Bodenordnungen der Bodentaxonomie). Dieses wenig untersuchte Gebiet bietet einen idealen Standort, um den Einfluss von Klima und Vulkanasche auf die Bodenentwicklung auf Basaltlavaströmen zu untersuchen. Da sich die Landnutzung auf Maui von Zuckerrohr-Monokulturen zu Viehweiden und Ökotourismus verlagert, wächst zudem das Interesse an der Bindung von Kohlenstoff im Boden und der Entwicklung von Märkten für Nischen-Spezialkulturen. Die Probenahmestellen (19) wurden auf der Grundlage ähnlicher Geologie und Reliefs ausgewählt und manuell ausgegraben, beschrieben und nach genetischen Horizonten für eine ganze Reihe von Laboranalysen beprobt. Aufgrund des Vorhandenseins von Schlackenkegeln im gesamten Untersuchungsgebiet erwarten wir eine hohe Variabilität bei der Nährstoff- und Wasserhaltekapazität, dem Elementverlust und dem Kohlenstoffgehalt. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, die Verbreitung dieser aschebeeinflussten Böden zu bestimmen. Sie können unser Verständnis der Bodenentwicklung verbessern und gleichzeitig nützliche Bodeninformationen für Landverwalter liefern.

Primäre Ziele und Zielsetzungen: Unser Ziel ist es, den Einfluss von Niederschlag und Vulkanasche auf die Morphologie, Mineralogie und Zusammensetzung der Böden über einen klimatischen Gradienten des westlichen Haleakalā zu bestimmen. Dies wird es uns ermöglichen, die Beziehungen zwischen Niederschlag, Temperatur, Verwitterungsstadium, Mineralogie und Elementverlust dieser vulkanischen Böden zu modellieren (Chadwick et al., 2003; Chorover et al., 2004).

KARLY SOLDNER: DREXEL-UNIVERSITÄT

Preis: ATMOS 41 All-in-One-Wetterstationen, Infrarot-Radiometer, ZL6 Datenlogger und ZENTRA Cloud

BEKÄMPFUNG DES STÄDTISCHEN HITZESTRESSES MIT EINER KLEINEN GRÜNEN REGENWASSERINFRASTRUKTUR IN DEN HITZEANFÄLLIGSTEN VIERTELN VON PHILADELPHIA

In Philadelphia und anderen städtischen Gebieten verschärft der urbane Hitzeinsel-Effekt (UHI) die mit extremer Hitze verbundenen Risiken aufgrund von wärmeabsorbierenden Oberflächen und begrenzter Vegetation. Diese Auswirkungen sind nicht gleichmäßig über die Stadtlandschaft verteilt, sondern konzentrieren sich auf Gebiete mit einem erhöhten Anteil an wärmeabsorbierenden Materialien und geringerem Baumbestand. Karten der Oberflächentemperatur zeigen, dass einige Stadtteile im Durchschnitt heißer sind als andere, manchmal mit Unterschieden von bis zu 8 °F. Diese wärmsten Viertel werden überproportional häufig von People of Color und Menschen mit Armutserfahrungen bewohnt.

Es wird erwartet, dass sich das Klima in Philadelphia im kommenden Jahrhundert stetig erwärmen wird. Bis zum Jahr 2100 wird mit vier- bis zehnmal so vielen Tagen mit Temperaturen von 95+ °F pro Jahr gerechnet. Diese Zunahme der extremen Hitzeereignisse wird voraussichtlich zu sechsmal so vielen hitzebedingten Todesfällen führen.

Ein Mittel zur Bekämpfung des städtischen Wärmeinseleffekts ist die grüne Infrastruktur. Philadelphia verfügt über einen langfristigen Plan für grüne Infrastruktur, der dezentrale Umweltanlagen nutzt, die die Ökologie der Landschaft vor der Bebauung nachahmen, um die Verschmutzung durch städtisches Regenwasser zu reduzieren. Die Wiederherstellung der natürlichen ökologischen Prozesse der Bodenbedeckung beinhaltet die Reduzierung der undurchlässigen Oberflächen, die ebenfalls die Wärme zurückhalten, und die Wiedereinführung von Vegetationsflächen, die die Temperaturen durch Verdunstungskälte weiter senken.

Philadelphias Plan für grüne Infrastruktur mit dem Namen Green City, Clean Waters ist im Wasserwirtschaftsamt angesiedelt und dient in erster Linie dazu, die Überläufe der Mischwasserkanäle zu reduzieren. Durch diese enge Fokussierung auf ein einziges Ziel wird das grüne Infrastrukturnetz nur unzureichend genutzt und die Auswirkungen auf die städtische Hitze werden vernachlässigt. Die Nebeneffekte der Nutzung grüner Infrastruktur, die in erster Linie zur Verringerung der Regenwasserverschmutzung konzipiert wurde, um den städtischen Wärmeinseleffekt abzuschwächen, sind nicht gut erforscht. Durch die Messung von Temperaturunterschieden in und um ein grünes Infrastrukturgelände versucht diese Studie, die Auswirkungen von grüner Infrastruktur mit geringem Platzbedarf zur Reduzierung der Regenwasserverschmutzung auf die städtischen Oberflächen- und Lufttemperaturen besser zu quantifizieren.

2019-EMPFÄNGER

KELLEY DRECHSLER: UC DAVIS

BEWÄSSERUNGSMANAGEMENT VON VERSCHIEDENEN MANDELSORTEN INNERHALB DERSELBEN OBSTANLAGE WÄHREND DER SAISON UND NACH DER ERNTE

Der Mandelanbau in Kalifornien ist mit einzigartigen Wasserproblemen konfrontiert. Dazu gehören die Notwendigkeit der Nacherntebewässerung und das Vorhandensein von abwechselnden Reihen verschiedener Sorten innerhalb derselben Obstanlage, um eine effektive Bestäubung zu gewährleisten. Viele Mandelplantagen sind in Reihen angeordnet, in denen abwechselnd eine ertragreiche Sorte (z.B. Nonpareil) und eine oder zwei Bestäubersorten (z.B. Butte, Aldrich) stehen.

Traditionell haben die Landwirte ihre Bewässerungssysteme so eingerichtet, dass sie den gesamten Obstgarten gleich bewässern und die verschiedenen Mandelsorten nicht unabhängig voneinander bewässern können. Stattdessen basieren die Bewässerungsentscheidungen auf der ertragreichsten Sorte (normalerweise Nonpareil). Da jede Mandelbaumsorte kritische Wachstumsstadien (z.B. Schalenaufteilung, Ernte, Knospendifferenzierung) zu unterschiedlichen Zeiten durchläuft, haben sie möglicherweise auch einen unterschiedlichen Wasserbedarf und können von einem unabhängigen Bewässerungsmanagement profitieren. In diesem Projekt wird untersucht, wie die verschiedenen Sorten unabhängig voneinander bewässert werden können, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung ihrer verschobenen Wachstumsstadien und Ernteaktivitäten kommt.

Ziel: Evaluierung des Wachstums, des Ertrags, der Nussqualität und der Wasserproduktivität von Mandelplantagen in Abhängigkeit von der Sorte, die während und außerhalb der Saison unabhängig voneinander bewässert wird. Die Überwachung des Bodenwassers mit den Sensoren TEROS 12 und TEROS 21 wird Rückmeldungen über die Angemessenheit der Bewässerung liefern. In-situ-Wasserrückhaltekurven werden unter Verwendung des volumetrischen Wassergehalts und des Bodenwasserpotenzials erstellt, um die Wasserrückhalteeigenschaften des Bodens bei jeder Behandlung zu verstehen.

EMEKA NDULUE: UNIVERSITÄT VON MANITOBA

WASSERMANAGEMENT VON RAPS UND SOJABOHNEN UNTER FLIESENDRAINAGE IN DEN KANADISCHEN PRÄRIEN

Ein effizientes Wassermanagement zur Steigerung der Pflanzenproduktion ohne Beeinträchtigung der ökologischen Nachhaltigkeit ist notwendig, um der weltweiten Nahrungsmittelknappheit, der Wasserknappheit, der Versalzung und den zunehmenden Klimaextremen zu begegnen. Das südliche Manitoba ist ein wichtiges Anbaugebiet, das mit fruchtbaren Böden und einer flachen Topographie gesegnet ist. Die größten Probleme, die die maximale Produktion in der Region einschränken, sind jedoch Staunässe, die durch die Infiltration der Schneeschmelze und ungleichmäßige Niederschlagsmuster verursacht wird.

Eine angemessene Bewirtschaftung des Grundwasserspiegels (WTM) bietet die doppelte Funktion der Bewässerung und/oder Entwässerung. Wie bei den meisten natürlichen Systemen, die komplexe und miteinander verknüpfte Prozesse beinhalten, ist jedoch auch bei der Wasserbewirtschaftung der Einsatz von Modellen für landwirtschaftliche Systeme erforderlich. Die Ziele dieses Vorschlags sind (i) die Bewertung verschiedener Techniken des Grundwassermanagements unter Verwendung von Unterbewässerung und Drainage auf den Ertrag von Raps und Sojabohnen (ii) die Kalibrierung und Validierung des HYDRUS (2/3D)-Modells unter Verwendung des gemessenen Bodenwassergehalts in der Wurzelzone in räumlicher und zeitlicher Hinsicht.

Feldparzellen mit drei wiederholten Behandlungen (kontrollierte Drainage (CD), freie Drainage (FD) und keine Drainage (ND)), die bereits in einem Streifenparzellendesign im südlichen Manitoba angelegt wurden, werden über drei Vegetationsperioden (2019-2021) verwendet. Jede Behandlung wird dreimal wiederholt, so dass insgesamt 18 Parzellen für die beiden Kulturen in der Fruchtfolge zur Verfügung stehen. Die Raps- und Sojabohnenerträge werden gemessen und mit den geernteten Reihen in jeder Behandlung verglichen. Die Phosphat- und Nitratmengen werden im Boden und im Drainagewasser gemessen. Die Tiefe des Grundwasserspiegels wird mit Hilfe von Beobachtungsbrunnen gemessen, die mit Pegelmessern ausgestattet sind (Eigentum).

Ziel: Untersuchung von Techniken zur Bewirtschaftung des Grundwasserspiegels, um den Anbau von Raps und Sojabohnen in den kanadischen Prärien zu steigern. Zu den ausgezeichneten Produkten gehören das TEROS 10, ZL6 und das TEROS Bohrloch-Installationsgerät (Miete).

AMMARA TALIB: UNIVERSITÄT VON WISCONSIN

VERBESSERTE BEWÄSSERUNGSPLANUNG UND FRÜHZEITIGE VORHERSAGE FÜR LANDWIRTSCHAFTLICHE DÜRRE IN WISCONSIN

Die Risiken von Klimaextremen wie Hitzewellen und Dürren nehmen zu und bedrohen das landwirtschaftliche System im nördlichen Mittelamerika in Form von längerer Dauer und Intensität der Dürre und geringeren Ernteerträgen. Die aktuellen Dürrevorhersagen decken große Regionen ab und sind nicht auf einzelne Betriebe zugeschnitten. Die Fähigkeiten zur Vorhersage von Dürren müssen erheblich verbessert werden. Hier schlagen wir vor, die Vorhersage darüber zu verbessern, wie sich der Stress der Pflanzen im Laufe der Zeit und in den verschiedenen Wachstumsphasen verändert. Dies soll durch eine fortschrittliche Kartierung der Evapotranspiration (ET) mit neuen weltraumgestützten Sensoren der NASA geschehen. Dieses Ziel wird durch die hochauflösende (30 m) Kartierung der Oberflächentemperatur und des Wasserverlustes von Nutzpflanzen in den zentralen Sanden Wisconsins mit der kürzlich gestarteten NASA ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment (ECOSTRESS) Mission und dem polarumlaufenden NASA Soil Moisture Active Passive (SMAP) und ESA Sentinel Mikrowellensatelliten erreicht.

Auf der Grundlage dieser beiden Produkte werden wir ein neues ET-Produkt entwickeln, kalibrieren und anhand von Feldmessungen der ET durch ein Netzwerk von Eddy-Kovarianz-Flux-Türmen und Bodenfeuchtesensoren bewerten. Diese Türme sind derzeit in einer bewässerten Farm von Heartland Farms (wo Kartoffeln, Mais und Sojabohnen im Wechsel angebaut werden) und in einer Kiefernplantage im Tri-county School Forest von WI in Betrieb. Neue wöchentliche ET-Karten im Feldmaßstab zeigen an, wann die Pflanzen unter Stress stehen und die Landwirte können Maßnahmen ergreifen und die begrenzten Wasserressourcen effizient nutzen, um die Produktivität zu erhalten.

Ziel: Verwendung bodengestützter Messungen zur Validierung der modellierten Evapotranspiration (ET) aus dem ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station (ECOSTRESS) der NASA bei der Untersuchung des Wasserverbrauchs von Kartoffeln, Mais und Sojabohnen. Zu den ausgezeichneten Produkten gehören die TEROS 12, ZL6 und ATMOS 41.

DALYN MCCAULEY: UNIVERSITÄT VON IDAHO

ENTWICKLUNG EINES WETTERBASIERTEN KRANKHEITSWARNSYSTEMS FÜR DEN WEINBAU IN IDAHO

Die Erzeuger benötigen eine Echtzeit-Erkennung von pflanzenschädigenden Ereignissen, um das Ressourcenmanagement im Betrieb zu optimieren. Es wird eine Studie vorgeschlagen, um ein standortspezifisches Entscheidungsinstrument support für das Management von Wetterereignissen zu entwickeln, die der Ernte schaden. In einem Weinberg in Idaho werden Wetterstationen über zwei Felder mit unterschiedlichen Landschaften verteilt, um Umweltfaktoren zu identifizieren, die mit der Krankheit Falscher Mehltau (Plasmopara viticola) in Verbindung stehen. Die Baumkronen der Weinberge werden vermessen, um die physiologische Reaktion der Pflanzen auf Wasser und krankheitsbedingten Stress zu ermitteln. Karten der spektralen Reflexion von Weinbergsdächern werden mit verteilten Wetterdaten verglichen. Die Fähigkeit von Algorithmen des maschinellen Lernens, die Krankheitsvorhersage zu verbessern, wird bewertet.

Ziel: Sammlung von Umweltdaten zur Entwicklung von Vorhersagemodellen und zur frühzeitigen Erkennung von Falschem Mehltau in Weinbergen für das Krankheits- und Risikomanagement. Zu den ausgezeichneten Produkten gehören die PHYTOS 31, ATMOS 41, TEROS 21 und TEROS 12.

EUREKA JOSHI: UNIVERSITÄT VON IDAHO

RÄUMLICH-ZEITLICHE VARIABILITÄT DER ENTWÄSSERUNG UND DES NÄHRSTOFFFLUSSES IN WASSERRÜCKGEWINNUNGSWÄLDERN

Die Ausbringung von gereinigtem Wasser auf bestehende Wälder ist eine kosteneffektive und umweltfreundliche Entsorgungsalternative, insbesondere in Idaho, wo das Baumwachstum durch die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen im Boden begrenzt ist. Ein erhöhtes Risiko der Nährstoffsättigung und -auswaschung wurde jedoch auf eine erhöhte Belastung mit Inhaltsstoffen durch eine längere Anwendung von aufbereitetem Wasser zurückgeführt (Barton et al., 2005; Hook und Kardos, 1978). Der Sättigungspunkt ist ein Indikator für die Lebensdauer von Waldgebieten, in denen gereinigtes Wasser ausgebracht wird.

In Idaho gibt es zahlreiche genehmigte Anlagen zur Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser. Diese Anlagen umfassen Bewirtschaftungseinheiten, die über verschiedene Zeiträume von bis zu 50 Jahren mit aufbereitetem Wasser versorgt werden. Diese variablen Betriebszeiten bieten die Möglichkeit, Gegenüberstellung die räumlich-zeitliche Variabilität der Entwässerung und der Nährstoffflüsse zu untersuchen, was letztendlich dazu beitragen würde, ihre Langlebigkeit zu bestimmen. Für die vorgeschlagene Forschung werden METER G3s verwendet, um die Variation der Nährstoffentwässerung im Rahmen einer Reihe anderer Messungen zu messen.

Ziel: Untersuchung der Auswirkungen der Ausbringung von gereinigtem Wasser auf etablierte Wälder und deren Wirksamkeit als "Senken" für eine längere Entsorgung von gereinigtem Wasser. Zu den ausgezeichneten Produkten gehören das Abflussmessgerät G3 lysimeter , der Tiefensensor G3 und die automatische PumpeG3 .

JOSEPH GALEN KORNOWSKE: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

NÄHRSTOFFBELASTUNG DES GRUNDWASSERS DURCH ABWASSERBEWÄSSERUNG IN EINEM SEE IN NORD-IDAHO

Die Wasserqualität von Seen wird durch anthropogene Quellen in neu erschlossenen Gebieten ständig beeinträchtigt. Die Begrenzung der Nährstoffbelastung von Seen kann die Auswirkungen der Eutrophierung verringern. Die Identifizierung der Nährstoffquelle ist daher ein Schritt zur Verbesserung der Wasserqualität.

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Hauptpfade zu identifizieren, über die das Wasser von Quellen mit hohen Nährstoffkonzentrationen in den See gelangt. Die Instrumente dieses Stipendiums werden es ermöglichen, die Auswaschung von Nährstoffen durch den Boden in das Grundwasser zu quantifizieren, um eine Belastungsgrundlage und einen Ausgangspunkt für ein reaktives Transportmodell zu schaffen. Ergänzende Ergebnisse werden die Identifizierung von Wassertransportraten und die Verweildauer von Nährstoffen anhand einer Isotopensignatur umfassen.

Ziel: Untersuchung der Nährstoffbelastung von Stickstoff und Phosphor in lokalen Seensystemen als Ergebnis des unterirdischen Transports (Tiefenentwässerung). Zu den vergebenen Produkten gehören der Abflussmesser G3 lysimeter , der CTD+DG Tiefen-, EC- und Temperatursensor für die G3, ATMOS 41, ZL6 und ZENTRA Cloud.

2018-EMPFÄNGER

CHRISTOPHER L. DUTTON: YALE UNIVERSITÄT

RÄUMLICHE UND ZEITLICHE DYNAMIK VON HYPOXISCHEN ÜBERSCHWEMMUNGEN UND FISCHSTERBEN IN EINEM TROPISCHEN FLUSS

Hypoxie in Flüssen ist aufgrund der hohen Wiederaufbereitungsraten in fließenden Gewässern eher selten. Wenn sie auftritt, ist sie in der Regel mit einer hohen anthropogenen Nährstoffbelastung verbunden. Hypoxische Überschwemmungen können für die Flussbiota katastrophale Folgen haben. Sie führen oft zu weit verbreiteten Fischsterben oder anderen Veränderungen in der Zusammensetzung und dem Verhalten der Fischgemeinschaft.

Ich habe häufige hypoxische Überschwemmungen (13 in 3 Jahren) und Fischsterben (5 in 9 Jahren) im Mara-Fluss in Ostafrika dokumentiert, und meine Forschungen haben gezeigt, dass sie durch die Spülung von Flusspferdbecken verursacht werden. Es gibt über 4000 Flusspferde im kenianischen Teil des Mara-Flusses, die täglich über 3500 kg organischen Kohlenstoff in das aquatische Ökosystem einbringen. Ich habe gezeigt, dass die Nilpferdbecken in den 3 Nebenflüssen des Mara bei geringem Abfluss anoxisch werden und ein Anstieg des Abflusses die Nilpferdbecken ausspült und einen hypoxischen Wasserimpuls durch den Fluss flussabwärts trägt. Die räumliche und zeitliche Dynamik dieser hypoxischen Überschwemmungen bleibt jedoch unbekannt.

Meine Forschung zielt darauf ab, die Ursachen für die Variabilität dieser hypoxischen Überschwemmungen zu verstehen und wie sich diese hypoxischen Überschwemmungen flussabwärts ausbreiten. Dieses Verständnis ist entscheidend für die Vorhersage, wie die Häufigkeit und Intensität dieser Ereignisse durch Klima- und Landnutzungsänderungen beeinflusst werden. Unterschiede im Ausmaß der Hypoxie bei verschiedenen Überschwemmungen sind wahrscheinlich auf Unterschiede in der Zeit zurückzuführen, die verstrichen ist, seit die Flusspferdbecken in einem bestimmten Gebiet ausgespült wurden, sowie auf die Größe des Regenereignisses, das die Überschwemmung verursachte. Da die Niederschläge in der Mara-Region innerhalb und zwischen den Einzugsgebieten stark lokalisiert sind und die Biogeochemie, die die Hypoxie verursacht, zwischen den Tümpeln und Nebenflüssen variieren kann, sind für das Verständnis dieser Dynamik räumlich und zeitlich fein abgestufte Daten über die Niederschlagsmuster im gesamten Einzugsgebiet erforderlich. Um den Ursprung hypoxischer Überschwemmungen zu dokumentieren, müssen wir die Triebkräfte für ihre Variabilität verstehen und wie sie sich im Flussnetzwerk ausbreiten. Ich werde die Biogeochemie der Flusspferdebecken sowie die Abflussmenge und die Reaktion des gelösten Sauerstoffs (DO) in den Nebenflüssen und im Hauptstamm des Mara-Flusses als Reaktion auf die Niederschlagsintensität und -häufigkeit in den einzelnen Teileinzugsgebieten des Mara dokumentieren.

Ich werde in jedem der drei Teileinzugsgebiete des Mara-Flusses eine Wetterstation METER ATMOS 41 installieren, um Intensität, Häufigkeit und Dauer der Niederschläge zu überwachen. Ich werde weiterhin das Auftreten von hypoxischen Hochwasserereignissen im Mara-Fluss mit einer Wasserqualitätssonde dokumentieren, die flussabwärts von allen Flusspferdbecken installiert wird. Außerdem werde ich die Biogeochemie aller Flusspferdbecken (ca. 20-30) in den 3 Teileinzugsgebieten der Mara kartieren und untersuchen. Ich werde den Grad der Hypoxie bei jedem Hochwasserereignis als Funktion der Biogeochemie der Flusspferdbecken, der Zeit seit der letzten Spülung sowie des Zeitpunkts und der Menge der Niederschläge in jedem Teileinzugsgebiet modellieren.

LEENA SHEVADE: DREXEL-UNIVERSITÄT

AUSWIRKUNG DER PFLANZENWURZELKONFIGURATION AUF DIE LEISTUNG STÄDTISCHER DEZENTRALER GRÜNER REGENWASSERBEWIRTSCHAFTUNGSANLAGEN AUFGRUND DER RÄUMLICH-ZEITLICHEN VARIATION VON FELDMESSUNGEN DER EFFEKTIVEN GESÄTTIGTEN HYDRAULISCHEN LEITFÄHIGKEIT

Bei der Planung grüner Infrastrukturen (GI) wird häufig eine konstante Infiltrationsrate angenommen. Verschiedene Studien deuten jedoch darauf hin, dass die Versickerungsrate dynamisch ist und während nasser Wetterereignisse räumlich und zeitlich variiert. In dieser Studie wird die Auswirkung der Konfiguration der Wurzelzone (sowohl Typ als auch Dichte) auf die räumliche Variabilität der Werte der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit (Kfsat) im Feld mit Hilfe des METER SATURO Infiltrometer innerhalb des Geländes. Die Studie wird auch Gegenüberstellung Kfsat und die ungesättigte hydraulische Leitfähigkeit (Kfs), die mit dem MiniDisk Infiltrometer von METER gemessen wurden, unter verschiedenen hydrologischen Bedingungen und über drei Vegetationsperioden hinweg untersuchen.

Die Untersuchung wird an vier vollständig überwachten städtischen GI-Standorten mit etablierter Vegetation durchgeführt. Die Ergebnisse werden statisch analysiert, um verallgemeinerbare Regeln abzuleiten, die den Bedarf an in-situ GI-Überwachung reduzieren, und um 2D/3D-Modelle zu kalibrieren.

Die vorgeschlagene Forschung zielt darauf ab, die Auswirkungen der Konfiguration der Wurzelzone (sowohl Typ als auch Dichte) und die Auswirkungen von Pfützenbildung und Einlauftiefen auf die Infiltrationsleistung von städtischen GI zu bewerten.

KATIE MARCACCI: UNIVERSITÄT VON TENNESSEE - KNOXVILLE

EINFLUSS VON PFLANZENWURZELN UND MYKORRHIZA-HYPHEN AUF BODENHYDRAULISCHE PARAMETER

Die vorgeschlagene Forschung wird sich darauf konzentrieren, wie Pflanzenwurzeln und Mykorrhiza-Hyphen die hydraulischen Eigenschaften des Bodens beeinflussen. Es werden Laborexperimente zur Messung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit (KSAT) und die Wasserrückhaltung im Boden (HYPROP) in Gegenwart und Abwesenheit von Wurzeln, mit und ohne Mykorrhiza. Die Neutronenbildgebung wird zur Visualisierung und Quantifizierung der Wurzel- und Mykorrhiza-Längendichte und -Morphologie eingesetzt. Die resultierenden Datensätze werden parametrisiert, um sie in Modelle zur Vorhersage von Fluss und Transport in der vadosen Zone einzubeziehen. Diese Arbeit wird eine zentrale Forschungsunsicherheit in unserer Fähigkeit, die hydraulischen Beziehungen zwischen Pflanze und Boden angemessen zu modellieren, beheben.

Das Ziel dieser Forschung ist es, die Auswirkungen von Pflanzenwurzeln und Mykorrhiza-Hyphen auf die hydraulischen Eigenschaften des Bodens zu bewerten. Die Ziele sind die Messung der Wasserrückhaltekurve und der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit in Böden mit Wurzeln (mit und ohne Mykorrhiza) im Vergleich zu Böden ohne Wurzeln sowie die Visualisierung und Quantifizierung der räumlichen Verteilung von Wurzeln und Hyphen. Nach Durchsicht der Literatur stelle ich die Hypothese auf, dass sich Wurzeln und Hyphen verändern, indem sie die Wassermenge erhöhen, die bei einem gegebenen Matrixpotential, insbesondere nahe der Sättigung, gehalten wird. Ich stelle außerdem die Hypothese auf, dass Wurzeln und Hyphen im Vergleich zu Böden, in denen sie nicht vorhanden sind, zunehmen werden.

ELIZABETH MCNAMEE: UNIVERSITÄT VON WISCONSIN

QUANTIFIZIERUNG DER WIRKSAMKEIT DER BEWÄSSERUNGSPLANUNG ZUR STEIGERUNG DER WASSERNUTZUNGSEFFIZIENZ IN DEN WI CENTRAL SANDS

Das Grundwasser aus einem flachen, nicht begrenzten Aquifer in den Wisconsin Central Sands (WCS) füllt wertvolle aquatische Ökosysteme auf und liefert gleichzeitig Bewässerungswasser für support , eine 450 Millionen Dollar schwere Agrarindustrie. Um diese wertvollen Ökosystemleistungen erfolgreich auszugleichen, müssen wir unbedingt die Wirksamkeit von Bewässerungsmanagementstrategien zur Verringerung des verbrauchenden Grundwasserverbrauchs bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung akzeptabler Erträge quantifizieren.

Die von mir vorgeschlagenen Forschungsarbeiten werden die Fähigkeit des Wisconsin Irrigation Scheduling Program (WISP) - ein Instrument, das den Landwirten zur Verfügung steht, aber nur unzureichend genutzt wird - zur Steigerung der Wassernutzungseffizienz (WUE) und zur Verringerung des Grundwasserverbrauchs in der Landwirtschaft formell testen.

Kartoffel- und Maiskulturen werden während der Vegetationsperioden 2018 und 2019 auf vier Feldern untersucht. In einem gepaarten Feldexperiment wird die Hälfte der Felder mit dem frei verfügbaren WISP (https://wisp.cals.wisc.edu/) bewässert, während Isherwood Farms die übrigen Felder nach Intuition und Erfahrung bewässert.

Die Eingaben der Nutzer werden wie folgt gemessen: prozentuale Überdachung mit der Canopeo-Telefonanwendung, Bodenfeuchtigkeit mit METER 5TM Sensoren/ProCheck und Bewässerung/Niederschlag mit METER ECRN-100. Zuvor installierte METER G3 Abflussmessgeräte (3-5 pro Feld) und tägliche ET-Messungen (ET = Niederschlag + Niederschlag - Δ Bodenspeicherung - Abfluss) werden die WISP-Tiefenentwässerung und ET-Berechnungen validieren. Ein METER EM60G pro Feld wird die Daten für Bewässerung/Niederschlag(ECRN-100), Bodenfeuchte (10, 20, 40, 80 cm mit 5TM; Eigentum) und Tiefenentwässerung (G3 drain gauge; Eigentum) aufzeichnen. Die automatische Datenerfassung des EM60G ist entscheidend für die konsistente Verfolgung der täglichen Niederschlags-/Bewässerungseinträge und den genauen Betrieb des WISP. EM50s wird Daten von zusätzlichen Lysimetern und Bodenfeuchtesensoren (2-3 je nach Feld) sammeln, um die gesamte Bandbreite der Variabilität zu erfassen. Der Ertrag wird bestimmt, indem 6 Meter Reihen von 15 Feldern am Ende eines Wachstumszyklus geerntet werden. Die Unterschiede bei der Tiefenentwässerung, dem Ertrag, der ET und der Bodenfeuchte werden zwischen WISP-Intuitionsbewässerungsregimen und WISP-Agro-IBIS-Modellen verglichen, um potenzielle Wassereinsparungen und Möglichkeiten zur Verbesserung von WISP zu bewerten.

2016-EMPFÄNGER

CHRISTOPHER BELTZ: UNIVERSITÄT VON WYOMING

DIE AUSWIRKUNGEN VON UMWELTVERÄNDERUNGEN AUF DEN KOHLENSTOFFKREISLAUF IM SEMIARIDEN WESTEN

Eine erhöhte Verfügbarkeit von Stickstoff (N) hat das Potenzial, viele Ökosystemfunktionen zu verändern - und tut dies auch bereits. Dies liegt vor allem an der weit verbreiteten Reaktion der Nettoprimärproduktivität (NPP) und der Bodenatmung auf Stickstoff. Die anthropogene Fixierung von Stickstoff hat den Eintrag in die Biosphäre von 0,5 kg N ^ha-1 pro ^Jahr auf über 10 kg N ^ha-1 pro ^Jahr erhöht. In semiariden Umgebungen sind die Beziehungen zwischen dem verfügbaren Stickstoff und den Ökosystemprozessen besonders komplex, da sie durch den geringen - und stark schwankenden - Niederschlag stark eingeschränkt werden. Dies führt zu einer zeitlich komplexen Ko-Limitierung durch Wasser und N. Außerdem hat die Temperatur bekanntermaßen erhebliche Auswirkungen auf die Bodenatmung. Angesichts der IPCC-Projektionen, in denen sowohl Stickstoff als auch Niederschlag verändert werden, bietet die derzeitige Entwicklung der Energieressourcen im Westen der USA die Gelegenheit, grundlegende und angewandte Forschungsfragen im Zusammenhang mit den Auswirkungen der erhöhten Stickstoff- und Wasserverfügbarkeit auf den Kohlenstoffkreislauf zu stellen. Um diese Auswirkungen besser zu verstehen, werde ich die interaktiven Auswirkungen der Stickstoff- und Wasserausbringung auf den Kohlenstoffkreislauf untersuchen und die relativen Auswirkungen von Pflanzen- und mikrobiellen Gemeinschaften auf den Kohlenstoffkreislauf und das Kohlenstoffbudget bewerten. Die Implementierung einer METER-Wetterstation wird es mir ermöglichen, die Standortbedingungen (d.h. Niederschlag, Lufttemperatur, Bodenfeuchtigkeit und Bodentemperatur) mit hoher zeitlicher Auflösung zu überwachen, was die Aussagekraft dieser Studie erhöht.

DANIEL ADAMSON: UNIVERSITÄT VON WYOMING

ABBAU VON IM BODEN AUSGEBRACHTEN HERBIZIDEN BEI BEGRENZTER BEWÄSSERUNG

Bodenherbizide sind für die Unkrautbekämpfung in vielen Kulturen wichtig, da sie ein breiteres Bekämpfungsspektrum und eine größere chemische Vielfalt bieten, insbesondere wenn weniger POST-Herbizide zur Verfügung stehen. Wenn jedoch die im Boden ausgebrachten Herbizide zu lange im Boden verbleiben, besteht die Gefahr, dass sie in den Folgejahren anfällige Fruchtfolgekulturen schädigen. Da der Herbizidabbau im Boden in hohem Maße vom Wasser abhängt, könnte die bevorstehende Notwendigkeit, die landwirtschaftliche Wassernutzung in Zukunft zu reduzieren, zu einem begrenzten Herbizidabbau und einem größeren Risiko der Verschleppung führen. In diesem Projekt soll untersucht werden, wie sich eine begrenzte Bewässerung auf die Wirksamkeit und Verschleppung von im Boden ausgebrachten Herbiziden in den bewässerten Fruchtfolgen von Wyoming auswirkt. Derzeit wird eine zweiteilige Feldstudie durchgeführt, bei der vier bodengebundene Herbizide auf Trockenbohnen und vier bodengebundene Herbizide auf Mais ausgebracht werden. Im Jahr 2015 wurden drei Bewässerungsbehandlungen (100%, 80%, 69% der Evapotranspiration der Pflanzen) auf beide Kulturen angewandt und die Bodenfeuchtigkeit mit zehn METER Em50 Datenloggern mit jeweils vier GS-1 Bodenfeuchtesensoren überwacht. Der volumetrische Bodenwassergehalt der drei Bewässerungsbehandlungen lag während der gesamten Vegetationsperiode bei durchschnittlich 22%, 18% und 17%. Die Ernteerträge sanken, als die Bewässerung reduziert wurde. Die nach der Herbizidausbringung in regelmäßigen Abständen entnommenen Bodenproben werden 2016 auf den Herbizidgehalt analysiert und zur Durchführung eines Gewächshaus-Bioassays verwendet, um die Reaktion der Pflanzen auf das Restherbizid zu bestimmen. Die Reaktion der Pflanzen wird auch im zweiten Jahr auf dem Feld bewertet werden, wenn Zuckerrüben, Sonnenblumen und trockene Bohnen oder Mais auf den ursprünglichen Parzellen angepflanzt und auf Herbizidschäden untersucht werden.

DAVID SULLIVAN: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

STRIP TILLAGE UND DECKFRUCHTANBAU FÜR EINE EFFIZIENTERE WASSERNUTZUNG IN BIOLOGISCHEN GEMÜSEBETRIEBEN IN WESTWASHINGTON

Wachsende Bedenken hinsichtlich der Bodengesundheit und des Wasserverbrauchs bei konventioneller Bodenbearbeitung haben zu einem verstärkten Interesse an reduzierten Bodenbearbeitungsmethoden geführt, da diese die Bodenqualität verbessern, die Feuchtigkeit zurückhalten und die Erosion verringern. Ein ausgewogener Ansatz, bei dem Streifenbodenbearbeitung und Deckfrüchte mit hohem Rückstand eingesetzt werden, hat das Potenzial, diese negativen Auswirkungen zu verringern und gleichzeitig die Bodengesundheit zu schützen und Wasser zu sparen. Es hat sich gezeigt, dass Pflanzen mit hohem Rückstandsgehalt, die durch im Frühjahr ausgebrachte Deckfrüchte erzeugt werden, Unkraut in ökologischen Systemen unterdrücken und die Bodenfeuchtigkeit im Vergleich zu konventionellen Bodenbearbeitungssystemen erhöhen. In diesem Projekt wird untersucht, wie diese auf Deckfrüchten basierenden Strip-Till-Systeme die Wassernutzungseffizienz verbessern können, indem die Wasserdynamik der geschlegelten Mulchschicht im Vergleich zu Systemen mit nacktem Boden untersucht wird.

Eine im Herbst gepflanzte Roggen-Deckfrucht, die in der Mitte der Anthese durch Schlegelmähen vernichtet wurde, wird vor dem Umpflanzen von Kürbissen einer Streifen- oder Vollbodenbearbeitung unterzogen. Für jede Behandlung wird ein separater Zeitplan für die Tropfbewässerung erstellt. Dazu wird die WSU AgWeathernet-Plattform für die Bewässerungsplanung verwendet, die mit den volumetrischen Feuchtigkeitssensoren METER 5TM gekoppelt ist und in Echtzeit mit den drahtlosen Em50G-Loggern überwacht wird. Die Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten werden in zwei Bodentiefen und an zwei Stellen des Beetes gemessen. Nach seiner Fertigstellung wird dieses Projekt dazu beitragen, den Zusammenhang zwischen Nahrungsmitteln, Energie und Wasser anzugehen. Es hat das Potenzial, die Widerstandsfähigkeit des landwirtschaftlichen Systems gegenüber dem Klimawandel zu erhöhen, indem es die Wasserressourcen im Staat Washington schont.

ELISE CONNOR: UNIVERSITÄT VON TEXAS IN AUSTIN

ÜBERDENKEN DER MESSUNGEN DES WASSERSTATUS VON PFLANZEN ALS REAKTION AUF TROCKENHEIT

Trockenheit ist ein Hauptfaktor, der die Pflanzenproduktivität einschränkt und sich von der molekularen bis zur physiologischen Ebene negativ auf die Pflanzen auswirkt. Viele Studien haben die Auswirkungen von Trockenheit untersucht, aber nur wenige berücksichtigen die Auswirkungen von Pilzsymbionten. Dabei können endophytische Pilze, die Blätter besiedeln, die Dürretoleranz von Pflanzen um eine Größenordnung oder mehr verbessern. So können Pilzendophyten beispielsweise den Wasserverlust der Pflanzen verringern, indem sie die Spaltöffnungen schließen und die Austrocknung der Zellen verhindern, indem sie gelöste Stoffe in den Pflanzenzellen anreichern. In einigen Fällen hebt die Anwesenheit eines Pilz-Endophyten die Auswirkungen von Trockenheit auf das Pflanzenwachstum und die Transpirationseffizienz vollständig auf. Pilzsymbionten können daher dazu führen, dass Forscher die Mechanismen der Trockentoleranz bei Pflanzen falsch identifizieren. Darüber hinaus könnten die Auswirkungen von Pilzen erklären, warum aktuelle Leitfähigkeitsmodelle nicht in der Lage sind, die beobachteten Reaktionen der Stomata auf Wasserstress vorherzusagen. Um die Dynamik von Pflanzen bei Trockenheit besser zu verstehen, schlage ich daher vor, METER SC-1 Leaf Porometer zu nutzen, um die Auswirkungen von Bodenfeuchtigkeit und Endophyten auf die Pflanze stomatäre Leitfähigkeit aufzuteilen.

ELISABETH ERNST: TECHNISCHEN UNIVERSITÄT MICHIGAN

VERSTÄNDNIS DER BODENBEDINGUNGEN IN BOREALEN TAIGA-ÖKOSYSTEMEN UND DEREN EINFLUSS AUF AUSMASS, SCHWERE UND VERTEILUNG VON WALDBRÄNDEN

Die arktisch-boreale Region erfährt einen bedeutenden Klimawandel mit einem Trend zu wärmeren, längeren Sommern. Es wird erwartet, dass diese höheren Temperaturen die Brennstoffe austrocknen und sie dadurch anfälliger für Entzündungen und Brände während längerer Waldbrandperioden werden. Waldbrände sind die größte Störung in den kanadischen Nordwest-Territorien (NWT), und das Auftauen des Permafrostes ist der zweitgrößte Störungsfaktor. Es ist wichtig, die Beziehung zwischen diesen beiden Störungen zu verstehen, da sie sich in einer positiven Rückkopplungsschleife gegenseitig antreiben und beeinflussen. Diese Prozesse werden von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter Wetter und Klima, Topographie und Bodenbeschaffenheit. Um zu verstehen, wie die Auswirkungen von Waldbränden in den verschiedenen ökologischen Zonen und Permafrostbedingungen variieren, werden die Muster der Boden- und Brennstofffeuchtigkeit sowohl vor Ort als auch mit Hilfe der Fernerkundungstechnologie untersucht. Langfristige Trends bei der Bodenfeuchtigkeit im Vorfeld der Feuersaison 2014 in der Nähe von Yellowknife, NWT, werden mit Feldmessungen im Sommer 2016 verglichen. Die 5TM-Sensoren von METER und die Procheck-Handgeräte werden zur Messung der Bodenbedingungen, einschließlich Feuchtigkeit und organischer Substanz, eingesetzt. SATURO wird die feldgesättigte hydraulische Leitfähigkeit testen, um abzuschätzen, wie viel Wasser für den Abfluss und die Regeneration der Vegetation zur Verfügung steht. Die Messungen werden unter verschiedenen Bedingungen nach dem Brand (unverbrannt bis hochgradig verbrannt) und unter verschiedenen Permafrost-Interaktionen (kontinuierlich, diskontinuierlich und sporadisch) durchgeführt. Diese Ergebnisse werden dazu beitragen, die Anfälligkeit der Boreal-Taiga-Ökosysteme für zunehmende Waldbrände in einem sich verändernden Klima zu verstehen.

LEANDER ANDEREGG: UNIVERSITÄT VON WASHINGTON

DIE SUCHE NACH CO2-DÜNGUNG

Bäume sind Händler; sie verkaufen Wasser an die Atmosphäre im Austausch für das_CO2, das_siefür die Photosynthese von Zucker benötigen. Die Austauschrate oder 'Wassernutzungseffizienz', die den Kohlenstoff-Wasser-Marktplatz der Pflanzen antreibt, ist eine Funktion der atmosphärischen_{CO2-Konzentration}. Theoretisch müssten also die menschlichen Kohlenstoffemissionen, die den atmosphärischen_CO2-Gehalt seit 1850 um 40% erhöht haben, die Wassernutzungseffizienz der Pflanzen erhöhen, was zu einer "_CO2-Düngung " unserer Wälder und Nutzpflanzen führt. Die Beweise für eine_CO2-Düngung sind jedoch äußerst uneinheitlich. Ich versuche zu verstehen, wann, wo und warum Bäume_CO2-Düngung erfahren, indem ich die Umweltbedingungen (z.B. die Verfügbarkeit von Wasser, Licht, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit) von zwei Baumarten, Abies lasiocarpa und Populus tremuloides, in ihren Höhenlagen im Südwesten Colorados mit METER-Geräten quantifiziere. Durch die Kombination dieser Umweltdaten mit vorhandenen Aufzeichnungen über das Baumwachstum und die Wassernutzungseffizienz aus Baumkernen werde ich ein parametrisiertes Waldwachstumsmodell (3-PG) verwenden, um festzustellen, wie die Umweltbedingungen bestimmen, ob und wie stark die Bäume von steigenden Kohlendioxidkonzentrationen profitieren.

JESSICA STEVENS: UNIVERSITÄT VON TENNESSEE KNOXVILLE

LEICHENZERSETZUNGS-HOTSPOTS: ÜBERWACHUNG VON VERÄNDERUNGEN IN GRABBÖDEN

Die Verwesung von Leichen oder Kadavern ist sowohl aus forensischer als auch aus ökologischer Sicht von großem Interesse. Unsere Forschung konzentriert sich auf die mikrobielle Ökologie bei der Zersetzung von Wirbeltierleichen auf dem Land, wobei der Schwerpunkt auf Veränderungen in der Bodenbiologie und -chemie liegt. Wir planen den Einsatz von METER Bodenfeuchtesensoren, um in Labor- und Feldexperimenten sowohl die Bodenfeuchtigkeit als auch den Fett-/Lipidgehalt in diesen Zersetzungsböden vorherzusagen. Dies wird neue Erkenntnisse über diese Sensoren und ihre potenziellen Anwendungen in der forensischen Wissenschaft liefern.

REBECCA SHERIDAN: UNIVERSITÄT VON IDAHO

HYDRAULISCHE PHYSIOLOGIE VON GEPFLANZTEN DOUGLAS-FIR SETZLINGEN ALS REAKTION AUF WASSERLIMITIERENDE BEDINGUNGEN

In diesem Projekt wird die hydraulische Leitfähigkeit von Douglasien-Setzlingen gemessen und festgestellt, wie sich die hydraulische Leitfähigkeit der Setzlinge unter einschränkenden Bodenwasserbedingungen verändert. Hunderttausende von Douglasien-Setzlingen werden jedes Jahr im Bundesstaat Idaho gepflanzt und sind dabei einer Vielzahl von Umweltbedingungen ausgesetzt. Feldbeobachtungen zeigen, dass die gepflanzten Douglasien-Setzlinge nicht überleben. Eine Ursache für das Absterben der Setzlinge ist vermutlich die begrenzte Bodenfeuchtigkeit an den Pflanzstellen. Das Projekt wird ein forstwirtschaftliches Problem angehen, nämlich das Nichtüberleben der gepflanzten Setzlinge, und zwar mit den Werkzeugen und Mechanismen der hydraulischen Pflanzenphysiologie, einschließlich eines Hochdruck-Durchflussmessers, einer Sperry-Apparatur und METER-Instrumenten. Wir werden die morphologischen und physiologischen Eigenschaften der Setzlinge vor und nach der Pflanzung messen. Die Kontrollkeimlinge werden während des gesamten Experiments gut bewässert, während die Behandlungskeimlinge mäßiger oder extremer Trockenheit ausgesetzt werden. Die Ergebnisse werden mit Hilfe der Varianzanalyse ausgewertet. Die Ergebnisse werden Aufschluss darüber geben, wie die Hydraulikphysiologie der Setzlinge auf die Pflanzung reagiert. Dies wird dazu beitragen, das Überleben der Setzlinge zu verbessern und sicherzustellen, dass die Ziele der Wiederaufforstung und Wiederherstellung erreicht werden.

THOMAS GRÜN: MICHIGAN STATE UNIVERSITY

AUSWIRKUNGEN DER PARTIKELGRÖSSE DER KIESSCHICHT UND DER NEIGUNG DES UNTERGRUNDS AUF DIE GRÖSSE DES RÄUMLICHEN MUSTERS DES BODENWASSERS IN EINEM USGA-SPEZIFISCHEN PUTTING GREEN MIT VARIABLER TIEFE

Die gleichmäßige Verteilung des Bodenwassers in Putting Greens mit hohem Sandanteil ist ein wichtiges Anliegen der Golfplatzverwalter. Obwohl üblicherweise Kies als Bestandteil einer sandbasierten Wurzelzone verwendet wird, um die Feuchtigkeitsspeicherung zu erhöhen, beeinflussen Kontur und Neigung von Putting Greens die Feuchtigkeitsspeicherung aufgrund der Schwerkraft erheblich. Infolgedessen werden grob strukturierte Böden in höheren Lagen vorzeitig trocken und in niedrigeren Lagen übermäßig nass. Diese ungleichmäßige Befeuchtung des Bodens könnte nicht nur die Leistung des Putting Greens beeinträchtigen, sondern auch den Wasser- und Arbeitsaufwand erhöhen. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen der Partikelgröße der Kiesschicht und des Gefälles auf den Wassergehalt des Bodens in einer Wurzelzone mit variabler Tiefe (flacher am Scheitelpunkt des Hanges, aber tiefer an der Basis des Hanges) und hohem Sandgehalt zu untersuchen. Aufgrund des Mangels an veröffentlichter Forschung und der weitreichenden Spezifikationen der United States Golf Association (USGA) für die Auswahl eines Kieses, der auf dem Material der Wurzelzone basiert, ist die Bestimmung der optimalen Faktoren für Überbrückung, Filterung, Durchlässigkeit und Gleichmäßigkeit, die die Gleichmäßigkeit der Bodenfeuchtigkeit in der Wurzelzone über die Wellen eines Putting Greens mit variabler Tiefe und hohem Sandgehalt erhöhen können, entscheidend. Unser Ziel ist es, die Auswirkungen der Partikelgröße der Kiesschicht und der Neigung des Untergrunds auf die Größe und das räumliche Muster des Bodenwassers in einem Putting Green mit variabler Tiefe und USGA-Spezifikation zu bewerten. Unsere Hypothese lautet: Eine Vergrößerung des Korngrößenunterschieds zwischen der Kiesschicht und der Wurzelzone in Kombination mit einer Wurzelzone mit variabler Tiefe wird die Gleichmäßigkeit der Bodenfeuchtigkeit in einem hügeligen Putting Green verbessern.

2015-EMPFÄNGER

ANDREW GREEN: KANSAS STATE UNIVERSITY

EIN WIEDERHOLBARES SCREENING VON WEIZEN UND SEINEN WILDEN VERWANDTEN AUF FEUCHTIGKEITSTOLERANZ

In früheren Studien wurden "trockentolerante" Akzessionen der wilden Weizenarten Aegilops geniculata Roth und Weichweizen (Triticum aestivum, L.) in kontrollierter Umgebung identifiziert. Das Screening unter kontrollierten Bedingungen ist notwendig, um nicht angepasste Keimlinge zu züchten und um Feuchtigkeitsstress von zusätzlichen Belastungen im Feld zu isolieren. Viele Trockenscreenings im Gewächshaus werden durch Faktoren wie Bodentyp und den daraus resultierenden Feuchtigkeitsgehalt des Bodens, Schüttdichte und genetische Unterschiede bei Merkmalen wie Wurzelmasse, Wurzeltiefe und Pflanzengröße beeinträchtigt. Die Überwachung des Wasserpotenzials im Boden und in der Pflanze ist die einzige quantifizierbare Möglichkeit, eine konsistente und wiederholbare Behandlung durchzusetzen. Mit der Entwicklung einer Bodenfeuchte-Retentionskurve für ein homogenes Wachstumsmedium könnte die Feuchtigkeitsbehandlung auf einem biologisch relevanten Matrixpotential gehalten werden und die entsprechenden Wasserpotentiale der Pflanzen könnten aufgezeichnet werden. METER EC-5 volumetrische Wassergehaltssensoren, METER MPS-6 Matrixpotentialsensoren sowie Säulen-Tensiometer werden zur Überwachung der Bodenfeuchtigkeit in einem Gewächshausexperiment mit 182 cm hohen Polyvinylchlorid (PVC)-Wachstumsröhren unter Verwendung des homogenen Wachstumsmediums Profile Greens Grade eingesetzt. Zuvor charakterisierte Weizensorten werden in einer Pilotstudie angebaut, und eine fortgeschrittene Sammlung von Aegilops geniculata wird in dem größeren System getestet. Gemessen werden die Tage bis zur Seneszenz, die Biomasse, das Verhältnis von Spross zu Wurzel, die Bewurzelungseigenschaften, die Ertragskomponenten, das Wasserpotenzial der Blätter, der relative Wassergehalt der Blätter und andere physiologische Beobachtungen im Vergleich zwischen feuchtigkeitsbegrenzten und Kontrollbehandlungen. Diese Daten könnten ein quantifizierbarer Weg sein, um Genotypen hinsichtlich ihrer Reaktion auf Feuchtigkeitsstress zu klassifizieren.

Vergabe von 13 MPS-6 Wasserpotential- und Temperatursensoren und 26 EC-5 Bodenfeuchtigkeitssensoren

BENJAMIN CARR: UNIVERSITÄT DES BUNDESSTAATES IOWA

THERMISCHE UND HYDRAULISCHE EIGENSCHAFTEN DES BODENS FÜR DIE DYNAMISCHE SCHÜTTDICHTE WÄHREND BEFEUCHTUNGS- UND TROCKNUNGSZYKLEN NACH DER BODENBEARBEITUNG

Der Boden ist eine komplexe, dynamische Schnittstelle, die den Massen- und Energietransfer zwischen Land und Atmosphäre bestimmt und den Wasserfluss und die Verteilung im Wasserkreislauf festlegt. Die Eigenschaften des Bodens gelten als dynamisch, da sie zum Teil durch den Wassergehalt des Bodens gesteuert werden, der sich bei Befeuchtungsereignissen schnell oder über längere Zeiträume der Entwässerung, Pflanzenaufnahme und Verdunstungstrocknung langsam ändern kann. Eine gängige Annahme in hydrologischen Studien, die dynamische Bodenoberflächeneigenschaften berücksichtigen, ist, dass die Schüttdichte des Bodens statisch ist. Natürliche Prozesse (z.B. Frost-Tauwetter) und anthropogene Veränderungen (z.B. Bodenbearbeitung) beeinflussen die Schüttdichte des Bodens. Wenn also die vorübergehende Schüttdichte quantifiziert werden kann, lassen sich die Auswirkungen auf die thermischen und hydraulischen Eigenschaften des Bodens messen. Um die Veränderungen der thermischen und hydraulischen Eigenschaften des Bodens in einem bearbeiteten Feld kontinuierlich zu überwachen, schlage ich vor, Thermo-TDR-Sensoren zu verwenden, um den Wassergehalt und die thermischen Eigenschaften des Bodens sowie die latenten und sensiblen Wärmeflüsse in situ zu bestimmen und zusätzlich den Zustand der Schüttdichte und Porosität des Bodens zu bewerten. Ich beantrage Sensoren für das Wasserpotenzial und den Wassergehalt, um die Wasserrückhalteeigenschaften und die hydraulischen Leitfähigkeiten des Feldes zu bestimmen.

Wir haben 18 MPS-6 Wasserpotenzial- und Temperatursensoren, neun EC-5 Bodenfeuchtigkeitssensoren

RACHEL RUBIN: UNIVERSITÄT VON NORD-ARIZONA

BEEINFLUSSEN DIE BODENMIKROBEN DIE REAKTION DER PFLANZEN AUF HITZEWELLEN?

Hitzewellen und Dürren stören die Ökosysteme und nehmen an Häufigkeit und Intensität zu. Dennoch wird ihnen viel weniger Aufmerksamkeit geschenkt als der langfristigen, allmählichen Erwärmung. Die akuten Auswirkungen dieser Ereignisse sind tiefgreifend und haben die oberirdische Produktivität auf dem europäischen Kontinent im Jahr 2003 um 30 % verringert. Obwohl die Auswirkungen von Hitzewellen und Dürren noch nicht ausreichend erforscht sind, werden sie wahrscheinlich durch die mikrobielle Gemeinschaft im Boden weitergegeben. Ich werde Rhizosphären-Gemeinschaften in vivo manipulieren und die Leistung von einheimischen Gräsern bewerten, die unter einer Hitzewelle auf dem Feld verpflanzt wurden - ein zunehmendes Szenario im Südwesten und eine wachsende Herausforderung bei der ökologischen Wiederherstellung. Ich gehe davon aus, dass Hitzewellen die Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft im Boden verändern werden, indem sie die Häufigkeit von Bakterien verringern, aber die Häufigkeit von Pilzen erhalten. Zweitens erwarte ich, dass der Anbau von Gräsern mit Hitzewellen-Inokulum die Pflanzen durch die Akklimatisierung der Mikroben in der Rhizosphäre auf Hitzetoleranz "vorbereitet". Die METER-Instrumente werden neue Einblicke in die abiotischen Faktoren geben, die mit Hitzewellen verbunden sind, einschließlich der damit verbundenen Auswirkungen auf das mikrobiell und pflanzlich verfügbare Wasser.

Acht MPS-6 Wasserpotential- und Temperatursensoren, acht GS1 Bodenfeuchtesensoren, vier Em50 Datenlogger

STEPHANIE FULTON: UNIVERSITÄT VON GEORGIEN

KONTINUIERLICHE ÜBERWACHUNG, UM FESTZUSTELLEN, WIE DIE HYDRAULISCHEN FLIESSWEGE DIE WASSERQUALITÄT UND -QUANTITÄT WÄHREND DES KOHLETAGEBAUS UND DER TALAUFFÜLLUNG ERHALTEN

Forscher haben herausgefunden, dass der Salzgehalt - gemessen an der Leitfähigkeit, die stellvertretend für die Gesamtbelastung mit gelösten Feststoffen (TDS) steht - der stärkste Indikator für die Verschlechterung der Wasserqualität in den Flüssen unterhalb des Kohletagebaus und der Talauffüllung (SCM/VF) in den zentralen Appalachen ist. Wir untersuchen derzeit die Wirksamkeit einer experimentellen Methode zur "hydrologischen Isolierung" der Minensanierung, die darauf abzielt, die Wasserqualität und -quantität flussabwärts von SCM/VF-Betrieben zu erhalten, indem der Grundwasserkontakt mit stark salzproduzierendem Abraum minimiert wird. Die Identifizierung und Charakterisierung der Beiträge des Quellwassers zum Flusslauf anhand der Leitfähigkeit wird uns dabei helfen, zu bestimmen, wie die hydrologische Isolierungsmethode die Art und Dauer der Wechselwirkungen zwischen Oberflächenwasser und Grundwasser beeinflusst und unser Verständnis der dominanten hydrologischen Fließwege, die zum Flusslauf in verminten Wassereinzugsgebieten beitragen, zu verbessern. Kontinuierliche Überwachungsdaten bieten eine viel größere zeitliche Auflösung als vierteljährliche oder monatliche Überwachungsdaten und sind entscheidend für das Verständnis, wie die Leitfähigkeit jahreszeitlich und in Abhängigkeit von den vorhergehenden Niederschlagsbedingungen variiert. Ziel unserer Studie ist es, zu bewerten, wie sich hydrologische Verfahren, die die Bewegung des Grundwassers durch SCM/VF-Minenstandorte steuern, auf die Mechanismen der Flusserzeugung und die Wasserchemie auswirken können. Zu unseren Forschungszielen gehört die Bewertung der Auswirkungen des Wasserbaus auf die Verringerung der Belastung der aufnehmenden Flüsse mit gelösten Stoffen und der Leitfähigkeit sowie der Mechanismen, die die Prozesse der Flusserzeugung und die Wasserchemie unterhalb von SCM/VF steuern.

Die Erfassung kontinuierlicher hydrologischer und wasserchemischer Daten mit dem Em50R-Datenerfassungssystem von METER in Verbindung mit CTD-10-Sensoren wird uns helfen, die hydrologische Dynamik an einem abgelegenen SCM/VF-Standort in Magoffin County in den östlichen Kohlefeldern von Kentucky zu verstehen.

Vier CTD-10-Sensoren, drei Em50-Datenlogger, eine Datenstation

BENJAMIN WALLEN: COLORADO SCHULE FÜR BERGBAU

EXPERIMENTELLE UND MODELLIERENDE UNTERSUCHUNG VON PROZESSEN IM OBERFLÄCHENNAHEN UNTERGRUND, DIE DURCH WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN LAND UND ATMOSPHÄRE BEEINFLUSST WERDEN / ANWENDUNGEN AUF DIE DETEKTION VON LANDMINEN

Eine der am weitesten verbreiteten Umweltgefahren weltweit sind Antipersonenminen. Der Erfolg von Technologien zum Aufspüren von Landminen hängt von vielen Faktoren ab, darunter die physikalische Beschaffenheit der Landminen und die Zeit, die sie seit ihrer Verlegung im Boden verbracht haben. Ein häufig übersehener Bereich sind jedoch die Umweltbedingungen, unter denen die Landmine platziert wurde. Wenn wir die Umweltbedingungen in der Umgebung einer Landmine besser verstehen, können wir numerische Modelle besser kalibrieren, die zur Entwicklung von Algorithmen verwendet werden, die mit verschiedenen Detektionstechnologien zusammenarbeiten. Die Charakterisierung der Umweltbedingungen in der Umgebung einer Landminenstation ist der Schwerpunkt dieser Forschung. Es wurden zahlreiche numerische und analytische Modelle zur Vorhersage der physikalischen Eigenschaften des flachen Untergrunds entwickelt. Das grundlegende Wissen über die Beschaffenheit des Geländes und die dynamischen Prozesse, die die Eigenschaften des Geländes verändern, sind der Schlüssel zu diesen Modellen. Ziel dieser Forschung ist es, unser Verständnis der nicht-isothermen, mehrphasigen Strömungsprozesse von Wasser, Wasserdampf und Luft im oberflächennahen Untergrund zu verbessern, um die räumliche und zeitliche Verteilung der Bodenfeuchtigkeit besser vorhersagen zu können. Dies wird letztlich zu räumlich verfeinerten Vorhersagen der Bodenfeuchte- und Temperaturverteilung führen und ein besseres Verständnis für die Modellierung, Simulation und Vorhersage der Umweltbedingungen ermöglichen, die für die Minensuchleistung am dynamischsten sind.

Fünf VP-3 Sensoren für Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit, zehn ECT Lufttemperatursensoren, zehn EC-5 Bodenfeuchtigkeitssensoren

HENRY SINTIM: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

BIOLOGISCH ABBAUBARER KUNSTSTOFFMULCH: ABBAU UND AUSWIRKUNGEN AUF DIE BODENQUALITÄT

Der Einsatz von konventionellem Kunststoffmulch (CPM) in der Landwirtschaft ist bei den meisten Produzenten von Spezialkulturen weltweit gängige Praxis. Sie bietet die Vorteile einer effizienteren Wassernutzung sowie der Bekämpfung von Unkraut, Schädlingen und Krankheiten. Dies führt zu einer Verbesserung der Ernteerträge und der Qualität. Allerdings müssen die Erzeuger CPM nach dem Einsatz zurückholen und sicher entsorgen, was die Gesamtproduktionskosten erhöht. Die Ersetzung von CPM durch biologisch abbaubare Kunststoffmulchfolien (BPM) wird den Entsorgungsbedarf verringern. Vor der Einführung von BPM müssen jedoch die potenziellen Auswirkungen auf landwirtschaftliche Bodenökosysteme bewertet werden. Die Ziele meiner Forschung sind

Untersuchung des Abbaus verschiedener BPM-Typen im Laufe der Zeit Bewertung der Auswirkungen von BPM auf die Bodenqualität

Ich werde die Bodenqualität mit dem von Gempler erhältlichen USDA Soil Quality Test Kit bewerten. Da die Bodentemperatur und der Feuchtigkeitsgehalt wichtige Parameter sind, die die chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten und die mikrobielle Aktivität bestimmen und wahrscheinlich zwischen den verschiedenen BPM-Behandlungen variieren, werden sie mit den 5TM Bodenfeuchtigkeits- und Temperatursensoren von METER überwacht, die in 10 cm und 20 cm Tiefe installiert werden. Außerdem werde ich die G3 Abflussmessgeräte von METER in 30 cm Tiefe installieren, um Sickerwasserproben für die Analyse von BPM-Partikel zu sammeln. Der Abbau von BPM im Laufe der Zeit wird durch die Bewertung der Materialeigenschaften und die Messung der Partikelgröße und -oberfläche durch Fotografieren, Digitalisieren der Fotos und Bildanalyse mit der Software Image J untersucht werden.

Ausgezeichnet mit einem G3 Abflussmesser, sechs 5TM Bodenfeuchtigkeits- und Temperatursensoren, einen Em50G Datenlogger

Bewerten Sie die Auswaschung von BPM-Abbauprodukten durch den Boden

SHUYANG ZHEN: UNIVERSITÄT VON GEORGIEN

VERWENDUNG DES NORMALISIERTEN DIFFERENZ-VEGETATIONSINDEX (NDVI) ALS STELLVERTRETER FÜR DIE PFLANZENGRÖSSE IN PRÄDIKTIVEN WASSERNUTZUNGSMODELLEN ZUR ERLEICHTERUNG DER PRÄZISIONSBEWÄSSERUNG

Eine präzise Bewässerung, die sich am Wasserbedarf der Pflanzen orientiert, ermöglicht nicht nur ein optimales Pflanzenwachstum, sondern spart auch Wasser und verringert die Umweltverschmutzung durch Dünger- und Pestizidabflüsse. Ein gründliches Verständnis des kulturspezifischen Wasserbedarfs ist für eine effizientere Bewässerung unerlässlich. Der Wasserverbrauch von Pflanzen ändert sich jedoch täglich, bedingt durch unterschiedliche Umweltbedingungen und durch die Veränderung der Pflanzengröße im Laufe der Zeit. Während die Umweltbedingungen relativ leicht zu messen sind, ist die direkte Bestimmung der Pflanzengröße oft destruktiv und zeitaufwendig. Die Fernerkundung von Vegetationsindizes, wie z.B. dem normalisierten Differenzvegetationsindex (NDVI), bietet eine kontinuierliche und zerstörungsfreie Methode zur Schätzung der Kronengröße für die Verwendung in Wassernutzungsmodellen. Im Rahmen meiner derzeitigen Arbeit mit den Sensoren von METER NDVI werden quantitative Modelle entwickelt, die den täglichen Wasserverbrauch (DWU) von Beetpflanzenarten auf der Grundlage von Umweltfaktoren und NDVI, einem Indikator für die Pflanzengröße, vorhersagen. Das Ziel ist die Verwendung von NDVI anstelle von 'Erntekoeffizienten', die üblicherweise in agronomischen Anwendungen verwendet werden.

Unsere vorläufigen Daten zeigen, dass NDVI in hohem Maße mit dem Pflanzenwachstum korreliert. Ein multiples lineares Regressionsmodell, das nur mit Hilfe von Strahlung und NDVI entwickelt wurde, erklärte über 85% der Schwankungen des DWU. Die Einbeziehung zusätzlicher Umweltvariablen oder der Referenz-Evapotranspiration kann diese Modelle verfeinern. Daher werden wir eine zusätzliche Studie zur Modellvalidierung durchführen und die Studie durch die Zusammenarbeit mit kommerziellen Züchtern erweitern und Studienstandorte in Baumschulen entwickeln.

Sechs SRS NDVI Sensoren, zwei SRS PRI Sensoren, ein ProCheck, ein PAR Sensor, ein Pyranometer, ein VP3 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor

JEB FIELDS: VIRGINIA TECH

WASSEREINSPARUNG BEI DER PRODUKTION IN CONTAINERN DURCH DIE ENTWICKLUNG ERDLOSER SUBSTRATE ZUR ERHÖHUNG DES VERFÜGBAREN WASSERS

Es setzt sich immer mehr die Erkenntnis durch, dass Wasser eine endliche Ressource ist, von der die Landwirtschaft, einschließlich des Anbaus von Containerpflanzen, einer der Hauptverbraucher ist. Fast zwei Drittel aller in den USA produzierten Zierpflanzen werden in Containern in erdloser Kultur angebaut, bei der bis zu 20.000 Gallonen Wasser pro Acre und Tag aufgewendet werden können, um marktfähige Pflanzen zu erhalten. Die erdlosen Substrate wurden entwickelt, um eine große luftgefüllte Porosität zu bieten, die eine ausreichende Drainage gewährleistet, so dass die Landwirte im Übermaß bewässern können, um die mit Wasserstress verbundenen Risiken zu vermeiden. Angesichts der sich abzeichnenden Wasserkrise werden jedoch nachhaltigere Produktionsmethoden benötigt.

Meine Forschung umfasst die Manipulation der hydrophysikalischen Eigenschaften von erdlosem Substrat, um besser zu verstehen, wie sich Wasser durch die Poren und Partikel des Substrats bewegt und mit ihnen interagiert. Darüber hinaus soll festgestellt werden, wie sich Variationen der hydrophysikalischen Eigenschaften von erdlosen Substraten auf das Wachstum und die Entwicklung von Containerkulturen auswirken. Die Veränderung konventionell verwendeter erdloser Substrate, um deren hydraulische Eigenschaften zu optimieren, wird eine bessere Wasserverteilung und anschließende Verfügbarkeit in Containersubstraten ermöglichen. Wenn das Wasser in einem Container leichter mobilisiert werden kann, haben die Wurzeln Zugang zu einem höheren Prozentsatz des im Substrat enthaltenen Wassers und damit zu mehr verfügbarem Wasser. Wenn ein höherer Prozentsatz an Wasser zur Verfügung steht, können die Landwirte mehr Biomasse bei geringerem Wassereinsatz erzeugen und so das Wasser während der Produktion effizienter nutzen.

Das übergeordnete Ziel meiner Forschung ist die Reduzierung des Wasserverbrauchs in der Containerproduktion durch die Entwicklung erdloser Substrate unter Verwendung traditioneller Komponenten (z.B. Sphagnum-Torf und Rinde), ohne andere Produktionsverfahren zu verändern oder in neue Technologien zu investieren.

Ausgezeichnet mit 1 WP4C Taupunkt-Wasserpotential-Messgerät

MITCHELL-JÄGER: PENN STATE UNIVERSITY

ERKENNUNG VON TROCKENHEITSSTRESS DURCH DIE BAUMKRONEN IM RAHMEN DER ÖKOLOGISCHEN KLIMAANPASSUNG

Ich werde METER-Spektralreflexionssensoren (SRS) und Infrarot-Radiometer (IR) einsetzen, um die Auswirkungen von Deckfrüchten auf die Reaktion von Mais auf Trockenstress zu charakterisieren. Die Instrumente ermöglichen die Messung der Entwicklung des Maisdaches, der Lichtausbeute und der Temperatur des Daches. Ich werde Regenschutzvorrichtungen verwenden, um den Mais nach fünf Behandlungen mit Deckfrüchten unter Trockenstress zu setzen. Die METER-Instrumente werden auf zwei mobilen Beobachtungseinheiten installiert. Jede Einheit enthält SRS-Sensoren, die so kalibriert sind, dass sie den normalisierten differentiellen Vegetationsindex (NDVI) und den photochemischen Reflexionsindex (PRI) messen können, wobei die Referenzsensoren auf den Himmel gerichtet sind, sowie einen IR-Sensor.

Dieses mobile System wird auf dem aktuellen Satz von wiederholten ökophysiologischen Methoden aufbauen, die in dieser Studie verwendet werden. Dazu gehören: Maishöhe, leaf area index (LAI; METER AccuPAR LP-80), stomatäre Leitfähigkeit (METER SC-1), Wasserpotential der Blätter vor der Morgendämmerung (PMS Instruments Pressure Chamber) und Blattgrün (Konica Minolta SPAD).

NDVI Die Messwerte liefern einen früheren, genaueren und wiederholbareren Indikator für die Entwicklung der Baumkronen als der LAI. Nach der Schließung der Baumkronen werden gepaarte PRI-NDVI Messungen Aufschluss über die Lichtnutzung geben; IR-Messungen der Baumkronentemperatur liefern einen Indikator für Feuchtigkeitsstress. Zusammen ermöglichen sie die Messung von Maisstress über die gesamte Saison hinweg.

Diese Instrumente werden die zeitliche Auflösung und die mechanistische Spezifität meiner Feldstudie verbessern, die Entwicklung von Methoden ermöglichen und zur Validierung eines Pflanzenmodells beitragen. Ganz allgemein wird dies das Verständnis dafür verbessern, wie ökologische Bewirtschaftungspraktiken (Deckfrüchte) die Anpassung an die prognostizierten zukünftigen Bedingungen des Klimawandels (Trockenheit) unterstützen können.

Zwei Em50-Datenlogger, zwei SRS NDVI -Sensoren, zwei SRS PRI-Sensoren, zwei Apogee-Infrarot-Radiometer

LANCE STOTT: UTAH STATE UNIVERSITY

TECHNIKEN ZUR ERZIELUNG VON PRÄZISEM WASSERSTRESS IN OBSTPLANTAGEN

Hochwertige Baumobstkulturen erfordern ein sorgfältiges Bewässerungsmanagement, um die Wasserressourcen zu schonen. Moderater Wasserstress bei diesen Kulturen führt zu einem höheren Zuckergehalt in den Früchten, aber ein zuverlässiger Indikator für den Wasserstatus der Bäume ist erforderlich, bevor der Wasserstress präzise gesteuert werden kann. Messungen der Bodenfeuchtigkeit sind wegen der tiefen und ausgedehnten Wurzelsysteme der Bäume unzuverlässig. Druckbombenmessungen des Wasserpotenzials im Stamm sind zuverlässig, aber arbeitsintensiv und nicht automatisierbar. Infrarotmessungen von Blatt-Luft-Temperaturunterschieden sind nur bedingt effektiv. Die Verwendung von Bodenfeuchtesensoren, die in die Stämme von Obstbäumen eingesetzt werden, verspricht eine effektive Methode zur kontinuierlichen Überwachung des Wasserstatus der Bäume zu sein. Die erfolgreiche Verknüpfung von Messungen des Wassergehalts im Stamm mit Druckbombenmessungen und Temperaturunterschieden zwischen Blättern und Luft könnte einen zuverlässigen Indikator für den Wasserzustand der Bäume liefern. Diese Methode könnte dann zur präzisen zeitlichen Steuerung der Bewässerung und/oder zur Automatisierung von Präzisionsbewässerungssystemen in Obstplantagen auf der ganzen Welt eingesetzt werden, was zu potenziellen Einsparungen beim Wasserverbrauch, einer verbesserten Erntequalität und weniger Nährstoffauswaschung und -abfluss führen würde.

13 MPS-6 Wasserpotenzial- und Temperatursensoren und 26 EC-5 Bodenfeuchtigkeitssensoren

CLINTON STEKETEE: UNIVERSITÄT VON GEORGIEN

VERBESSERUNG DER TROCKENTOLERANZ BEI SOJABOHNEN DURCH DEN EINSATZ VON MIKROKLIMASTATIONEN ZUR ÜBERWACHUNG DER UMWELTBEDINGUNGEN UND ZUR VORHERSAGE VON WASSERSTRESS FÜR EINE GENAUE PHÄNOTYPISIERUNG

Angesichts des Klimawandels wird erwartet, dass Ereignisse wie Dürre in Zukunft häufiger und extremer auftreten werden. Trockenstress ist ein bedeutendes Problem, das die landwirtschaftliche Produktivität von Sojabohnen (Glycine max L. Merrill) bedroht und die Erträge um bis zu 40 Prozent verringern kann. Sorten mit verbesserter Toleranz werden benötigt, um die Sojaproduktion aufrechtzuerhalten und zu steigern, damit die stetig wachsende Weltbevölkerung ernährt werden kann.

Die Fortschritte bei der Erforschung der Trockentoleranz von Sojabohnen waren bisher begrenzt, vor allem weil die Dürrebedingungen sowohl räumlich als auch zeitlich unvorhersehbar sind. Um die Auswahl trockenheitstoleranter Linien zu erleichtern und besser vorhersagbar zu machen, ist die Kenntnis der Umweltbedingungen im Feld entscheidend. Mit diesen Informationen können verbesserte Screening-Techniken zur Trockentoleranz eingesetzt werden, um genaue phänotypische Daten zu sammeln und trockentolerante Genotypen zu identifizieren. Molekulare Marker und andere genomische Hilfsmittel, die mit diesen phänotypischen Daten entwickelt werden, sind am zuverlässigsten, wenn die Daten zu Zeiten erhoben werden, in denen die Unterschiede zwischen den ausgewerteten Sojabohnenlinien den wahren Phänotyp eines bestimmten Genotyps genau widerspiegeln.

Um eine Studie zur Trockentoleranz durchzuführen, haben wir 211 Sojabohnenlinien ausgewählt, die das Panel für eine genomweite Assoziationsstudie bilden, um genomische Regionen zu identifizieren, die für die Trockentoleranz verantwortlich sind, und um neue genomische Hilfsmittel zu entwickeln, indem wir trockenheitsbezogene Merkmale im Feld an zwei Standorten über zwei Jahre hinweg bewerten. Diese 211 Linien stammen aus 30 Ländern und wurden aus bekannten geographischen Gebieten der Welt ausgewählt, die für Trockenheit anfällig sind - Gebiete mit geringen jährlichen Niederschlägen und neu entwickelte Sojabohnenlinien mit verbesserten trockenheitsbezogenen Merkmalen. METER-Mikroklimastationen, die mit Sensoren zur Überwachung der Umweltbedingungen an den Feldforschungsstandorten ausgestattet sind, werden uns bei der Vorhersage von Wasserstress und der Bestimmung der idealen Zeiträume für die Phänotypisierung dieser trockenheitsbezogenen Merkmale sehr helfen.

Lobende Erwähnung: ausgezeichnet mit zwei Mikroklima-Monitoren, zwei Em50G Datenloggern, zwei GS-1 Bodenfeuchtesensoren, DataTrac 3 Software

KATHERINE EAST: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

DEVELOPING A LIFE-CYCLE DEGREE DAY MODEL FOR MELOIDOGYNE HALPA (NORTHERN ROOT KNOT NEMATODE) TO IMPROVE WASHINGTON WINE GRAPE MANAGEMENT STATE

Root-knot nematodes are endoparasitic organisms that infest plant roots and form galls that disrupt normal translocation of sugars and water. Declines in vigor in older vineyards and poor establishment or death of young vines in replant situations have been attributed to nematodes. The northern root-knot nematode, Meloidogyne hapla, is the most prevalent species of root-knot nematode found in Washington wine grape vineyards. Knowing when the different life stages of M. hapla are present in the soil will allow growers to target those stages that are more susceptible to management intervention.

We know that the rate of M. hapla development and infectivity is most dependent on soil temperature and moisture. As such, we foresee the ability to develop a life-cycle model based on the temperature proxy of growing degree days. Over the next two years, I will intensively sample both soil and roots for life stages of M. hapla in two vineyards, and compare that to various environmental parameters such as air-based growing degree-days, soil temperature, and soil moisture. I plan on collecting the soil parameters using the METER 5TM soil moisture and temperature sensors and Em50 data loggers.

Honorable Mention: awarded four Em50 data loggers, 12 5TM sensors, 12 MPS-6 sensors

2014-EMPFÄNGER

TROY MAGNEY: UNIVERSITÄT VON IDAHO

REAKTION DES PHOTOCHEMISCHEN REFLEXIONSINDEX (PRI) AUF UMWELTSTRESSOREN ZUR VERBESSERTEN VORHERSAGE DES KORNERTRAGS BEI WEIZEN

Bodengestützte Fernerkundungstechniken sind in letzter Zeit in der Landwirtschaft auf großes Interesse gestoßen, da sie die Leistung von Nutzpflanzen mit hoher zeitlicher (täglich) und räumlicher Auflösung verfolgen können. Angesichts des prognostizierten Temperaturanstiegs und der weltweiten Dürreperioden könnten Landwirte und Wissenschaftler von besser verfügbaren Informationen über die tägliche Leistung der Pflanzen profitieren. Ein besseres Verständnis der Reaktion von Nutzpflanzen auf Umweltstressbedingungen mit Hilfe von bodengestützten Fernerkundungsplattformen, die Daten in Echtzeit erfassen und verarbeiten, könnte zu einer schnelleren und effizienteren Methode für die gezielte Anwendung standortspezifischer Bewirtschaftungsmethoden auf lokaler Ebene führen und darüber hinaus wertvolle Informationen für die Skalierung von Pflanzenreflexionsspektren von der Parzelle bis zur Landschaftsebene mit Hilfe von luft- und satellitengestützten Sensoren liefern.

Eine Technik zur Erfassung standortspezifischer Informationen über die Leistung von Pflanzen ist die Verwendung von fernerkundeten Vegetationsindizes (VIs) wie dem photochemischen Reflexionsindex (PRI). Meine Arbeit zielt darauf ab, das Verständnis und die Interpretation des PRI als Fernindikator für Pflanzenstress voranzutreiben und insbesondere unser Verständnis dafür zu verbessern, wie sich unterschiedliche Umweltstressbedingungen auf die Qualität und Quantität von Getreide auswirken können.

MICHAEL SANTIAGO: CORNELL UNIVERSITY

MICROTENSIOMETER TO CONTINUOUSLY MONITOR WATER POTENTIAL IN PLANTS

Water potential (Ψ) is the best measure of a plant’s hydration relative to growth and product yield/quality. Unfortunately, directly measuring Ψ in plant tissue is only possible through labor-intensive, destructive methods such as the leaf pressure bomb and stem psychrometer. A common alternative is to use ‘set-and-forget’ soil tensiometers to measure soil water potential (Ψ_soil) as a proxy for plant water potential (Ψ_plant), but this method is unreliable for plants with high hydraulic resistance (e.g., vines and woody species) where often Ψ_plant << Ψ_soil.

Although very accurate and simple to use, tensiometers also have two drawbacks: they are large and bulky, and tend to cavitate in even slightly dry soils. My project involves using MEMS technology to develop a miniature tensiometer (microtensiometer) that overcomes these drawbacks and thus can be embedded in plant stems to directly measure Ψ_plant, is easily mass-manufactured, is stable for months, and communicates digitally.

Now that we have a functional prototype, I will use the AquaLab 4TE dew point water activity meter to produce solutions of specific activity to test, calibrate, and characterize the microtensiometer. My intent is to improve the design of this sensor so it can be used in the field to, for instance, continuously monitor and control Ψ_plant in vineyards, and consistently produce high-quality wine grapes with an exact flavor/aroma profile.

MELISSA STEWART: UNIVERSITÄT VON COLORADO IN BOULDER

PHYSIKALISCHE MODELLIERUNG DER THERMOHYDROMECHANISCHEN REAKTION DER BODEN-GEOSYNTHETISCHEN INTERAKTION IN THERMISCH AKTIVEN VERSTÄRKTEN BODENSYSTEMEN

Verstärkte Bodenstrukturen wie mechanisch stabilisierte Erdwände (MSE-Wände) sind eine weithin akzeptierte Methode zur Niveautrennung im Bauwesen, nicht nur um mehr Platz für Straßen entlang von Autobahnen zu schaffen, sondern auch um den Raum auf privaten Baugrundstücken effizienter zu nutzen. Die herkömmliche Konstruktion dieser Bauwerke erfordert eine ausgewählte Art von Hinterfüllung, die frei abfließend ist, um die Entstehung von Porenwasserdruck in dem System zu verhindern. Diese ausgewählten Verfüllungen sind in der Regel nicht vor Ort zu finden oder leicht verfügbar und können daher für einige Projekte zu kostspielig sein. Schlecht entwässernde, geringfügige Verfüllungen wie Schluff und Ton, die vor Ort gefunden werden können, wurden bei einigen Projekten verwendet, obwohl es immer noch Bedenken hinsichtlich des sich entwickelnden Porenwasserdrucks in der bewehrten Zone gibt, da die Böden nicht frei entwässernd sind.

Eine neuartige Methode zur Kontrolle des Porenwasserdrucks besteht darin, Wärmetauscher einzubauen, um einen thermisch bedingten Wasserdampfstrom aus der bewehrten Zone zu erzeugen. Diese Methode erhöht zwar nachweislich die Festigkeit der Böden, könnte sich aber negativ auf die Geokunststoffe auswirken, die in der Regel aus Polymeren bestehen, die anfällig für thermische Veränderungen sind. Das Ziel dieser Forschung ist es, die Auswirkungen von Temperaturänderungen auf die komplexe Interaktion zwischen ungesättigten, verdichteten Böden und Geokunststoffen zu quantifizieren. Insbesondere der thermisch induzierte Wasserfluss weg von den Wärmetauschern wird zu Veränderungen in der Interaktion zwischen Boden und Geokunststoff führen. Ein besseres Verständnis der Veränderungen der thermischen Eigenschaften und der Funktionsweise dieser Systeme ist entscheidend für die Machbarkeit von thermisch aktiven bewehrten Erdstrukturen.

In diesem Projekt werden METER 5TM Feuchtigkeitssonden verwendet, um die Veränderungen des volumetrischen Wassergehalts und der Temperatur an diskreten Stellen innerhalb einer geosynthetisch verstärkten Bodenschicht während der Wärmezufuhr zu bewerten. Zusätzlich wird ein METER KD2 Pro System verwendet, um nicht-isotherme Beziehungen zwischen den thermischen Eigenschaften des Bodens und dem Sättigungsgrad zu bestimmen. Mit diesem Instrumentarium werden die gekoppelten Prozesse der Wärmeübertragung und des Wasserflusses sowie die damit verbundenen Auswirkungen auf die Effizienz der geothermischen Wärme in ungesättigten Bodenablagerungen im Laufe der Zeit quantifiziert.

KATHLEEN QUIGLEY: WAKE FOREST UNIVERSITÄT

MODELLIERUNG DER RÜCKKOPPLUNG ZWISCHEN BODEN, PFLANZEN UND TIEREN ZUM VERSTÄNDNIS DER PERSISTENZ VON "HOTSPOTS" IM SERENGETI NATIONALPARK

Physikalische und chemische Eigenschaften von Böden spielen eine Schlüsselrolle bei der Vermittlung von Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Pflanzenfressern, werden aber von Ökologen oft völlig übersehen. Die "Hotspots" der Serengeti sind zeitlich stabile Grasflächen mit schnell wachsenden, nährstoffreichen Gräsern, die Populationen ansässiger Pflanzenfresser (Zebras, Gazellen) anziehen und für Heterogenität im Ökosystem sorgen. Forscher sind seit langem von Hotspots fasziniert, können aber die Entstehung, Erhaltung und räumliche Verteilung dieser einzigartigen Mikrohabitate nicht erklären.

Ich werde Gegenüberstellung stark beweidete Hotspots mit benachbarten Nicht-Hotspot-Standorten vergleichen und beobachten, wie spezifische Bodeneigenschaften mit der Beweidungsintensität variieren. Ich bin besonders daran interessiert, wie die Anwesenheit von Weidevieh das Wasserpotenzial des Bodens und letztlich die Zusammensetzung der Pflanzengemeinschaft und die Dynamik der Pflanzenfresser beeinflusst. Die Installation von METER MPS-6 Sensoren und Em50 Datenloggern wird es mir ermöglichen, die räumliche und zeitliche Variation des Wasserpotenzials in Abhängigkeit von der Beweidungsintensität zu überwachen. Diese Daten werden als integraler Bestandteil eines Strukturgleichungsmodells (SEM) dienen, um eine umfassende mechanistische Erklärung für das Fortbestehen der Hotspots in der Serengeti zu liefern.

MANUEL HELBIG: UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL

AUSWIRKUNGEN DES ABBAUENDEN PERMAFROSTS AUF DIE PRODUKTIVITÄT DER VEGETATION UND DAS WÄRME- UND FEUCHTIGKEITSREGIME DER BÖDEN IN BOREALEN WALDLANDSCHAFTEN

Die borealen Wälder an der südlichen Grenze der Permafrostzone sind besonders anfällig für die prognostizierte Klimaerwärmung. Im Nordwesten Kanadas wurde ein großflächiges Verschwinden des Permafrosts beobachtet, was zu einem Absinken der Bodenoberfläche und einem Rückgang der Waldbedeckung führte. Die daraus resultierende zersplitterte Landschaft ist durch ein hohes Maß an räumlicher Heterogenität der thermischen und feuchten Bodenbedingungen sowie der Vegetationstypen gekennzeichnet.

Die borealen Wälder in den Taiga-Ebenen im Nordwesten Kanadas speichern eine große Menge an gefrorenem organischem Kohlenstoff im Boden. Das derzeitige Auftauen des Bodens setzt diesen organischen Kohlenstoff der mikrobiellen Zersetzung aus, könnte aber auch die Kohlenstoffaufnahme durch erhöhte Pflanzenproduktivität steigern. Ein besseres Verständnis des Ausmaßes und der Dynamik dieser Kohlenstoffflüsse ist wichtig, um mögliche Rückkopplungen auf das globale Klima zu bewerten.

In meiner Doktorarbeit verwende ich die Eddy-Kovarianz-Technik und Flux-Footprint-Modelle, um zu untersuchen, wie der Nettoaustausch von Kohlenstoff, Wasser und Wärme zwischen der Landoberfläche und der Atmosphäre durch den sich schnell abbauenden Permafrost beeinflusst wird. Die METER-Instrumente ermöglichen die kontinuierliche Überwachung des Vegetationsstatus der vorherrschenden Landbedeckungsarten und die gleichzeitige landbedeckungsspezifische Überwachung der Wärme- und Feuchtigkeitsdynamik. Diese Informationen sind für die Analyse des integrierten Netto-Kohlendioxidaustauschs im Ökosystem und seiner Komponenten, der Brutto-Ökosystemproduktivität und der Ökosystematmung sowie für die Hochskalierung dieser Flüsse auf regionaler Ebene unerlässlich.

REBECCA LLOYD: UNIVERSITÄT VON MONTANA

HYDROLOGISCHE UND ÖKOLOGISCHE ERHOLUNG NACH DEM AUSBAU VON STRASSEN: EINFLUSS DES BEHANDLUNGSDESIGNS AUF DIE ÖKOSYSTEMLEISTUNGEN

Trotz der Millionen von Dollar, die in die Beseitigung und Wiederherstellung von alten Forststraßen auf öffentlichem Land investiert werden, besteht unter den Managern eine erhebliche Unsicherheit über die effektivste Methode zur Beseitigung von Straßen - insbesondere zur Förderung der Wiederherstellung von hochwertigen Ökosystemleistungen wie Wassermenge und -qualität, Nährstoffkreislauf und Waldproduktivität. Der Kern der Ungewissheit bei der Bewirtschaftung ist ein Mangel an Forschung zum Verständnis der Erholungsmechanismen für gekoppelte ober- und unterirdische hydrologische und ökologische Prozesse.

Aufgrund der umfangreichen Maßnahmen zur Stilllegung von Straßen und zur Wiederherstellung des Nez Perce-Clearwater National Forest in Nord-Zentral-Idaho habe ich die Möglichkeit,:

das Verständnis der Rolle von Boden, Vegetation und ökohydrologischen Eigenschaften für die Wiederherstellung der Ökosystemfunktionen zu verbessern die Frage zu beantworten, ob die Wiederherstellung der Böden, der Vegetation und der ökohydrologischen Eigenschaften und Funktionen von der Methode des Straßenrückbaus abhängt

Ort der Forschung: Lochsa Drainage, Nez Perce-Clearwater National Forest, Idaho County, ID.

Entwicklung integrierter Produktionsfunktionen, um zu quantifizieren, wie die Beseitigung von Straßen die Ökosystemleistungen verbessern kann, insbesondere die Quantität und Qualität des Wassers und die Nettoprimärproduktivität

MELANIE STOCK: UNIVERSITÄT VON WISCONSIN-MADISON

EINE WINTERLICHE WASSERBILANZ ZUR UNTERSUCHUNG DES NÄHRSTOFFTRANSPORTS VON DUNG WÄHREND FROST-/TAUEREIGNISSEN

Phosphorverluste in landwirtschaftlichen Abflüssen sind ein großes Umweltproblem und daher ein Hauptaugenmerk im Güllemanagement. Der Nährstofftransport reagiert empfindlich auf das winterliche Wetter und die komplexen Bedingungen gefrorener Böden. Da jedoch nur wenige Informationen über die Entstehung von Abflüssen im Winter und prozessorientierte Informationen vorliegen, werden Modelle und anschließende Managementrichtlinien oft nicht durch Daten gestützt.

Um den winterlichen Nährstofftransport auf gedüngten Feldern zu untersuchen, möchte ich unter anderem eine Wasserbilanz erstellen, um die zugrunde liegenden Frost-Tau-Mechanismen, die das Infiltrationspotenzial des Bodens steuern, zu erforschen. Die Durchlässigkeit des Bodens wird auf Maisfeldern mit Bodenbearbeitung und ohne Bodenbearbeitung getestet, auf denen im Herbst und im Spätwinter Dünger ausgebracht wird, sowie auf nicht gedüngten Feldern. Ich werde das Abflussvolumen und die Nährstoffbelastung, Schnee, Frost, Bodenfeuchtigkeit und Temperatur überwachen.

Die Sublimation wird mit VP-3 und DS-2 Sensoren gemessen und die vertikalen Wasserflüsse im Boden werden mit MPS-2 Wasserpotentialsensoren gemessen. Die Daten werden Prognoseinstrumente liefern, die den Nährstoffverlust von Agrarökosystemen bewerten und die landwirtschaftliche Nachhaltigkeit verbessern, indem sie ein Gleichgewicht zwischen ökologischer und wirtschaftlicher Tragfähigkeit herstellen.

2013-EMPFÄNGER

LAUREN HALLETT: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN IN BERKELEY

VORHERSAGE DER STABILITÄT DER PRODUKTIVITÄT VON WEIDELAND GEGENÜBER DEM KLIMAWANDEL

Als Folge des anthropogenen Klimawandels wird eine erhöhte Niederschlagsvariabilität für alle Weidelandsysteme vorhergesagt. Da die Niederschläge immer häufiger von der historischen Schwankungsbreite abweichen, wird die Aufrechterhaltung einer stabilen Futterproduktion trotz der zunehmenden Klimaschwankungen eine entscheidende Priorität für die Bewirtschaftung von Agrarökosystemen auf Weideflächen sein.

Ein wichtiger Mechanismus, der zu einer stabilen Futterproduktion führen kann, ist die Kompensationsdynamik, bei der unterschiedliche Reaktionen der Arten auf Klimaschwankungen im Laufe der Zeit zu einem Ausgleich zwischen den einzelnen Funktionsgruppen führen. Diese Kompromisse sollten die gesamte Futterproduktion gegen Klimaschwankungen abpuffern. In meiner Dissertation untersuche ich die Bedeutung der kompensatorischen Dynamik für die Stabilität der Futterproduktion in einem experimentellen Feldversuch, bei dem ich die Verfügbarkeit von Niederschlägen und die Interaktionen zwischen den Arten manipuliere.

METER-Bodenfeuchtesonden und Datenlogger werden es mir ermöglichen, die Behandlungseffekte dieses Experiments zu charakterisieren und Modelle zu parametrisieren, die die Reaktion von Weideland auf den Klimawandel vorhersagen.

MALLIKA NOCCO: UNIVERSITÄT VON WISCONSIN

BEWÄSSERUNG UND KLIMATISCHE AUSWIRKUNGEN AUF DEN WASSER-ENERGIEHAUSHALT DER WI CENTRAL SANDS

Das Abpumpen von Wasser für die Bewässerung in Regionen mit einer starken Verbindung zwischen Grund- und Oberflächenwasser kann sich auf die aquatischen Ressourcen auswirken und zu einem Dilemma bei der Grundwasserbewirtschaftung führen. Die kürzlich gestressten Wasserressourcen haben zu einem Dilemma zwischen landwirtschaftlichen und aquatischen Interessenvertretern in den Wisconsin Central Sands geführt, einer ökologischen Region mit einer starken Verbindung zwischen Grund- und Oberflächenwasser, die in den letzten 60 Jahren Veränderungen in der landwirtschaftlichen Bodennutzung und im Klima erfahren hat. Mein Forschungsziel ist es, herauszufinden, wie sich die landwirtschaftliche Bodennutzung und der Klimawandel auf die regionale Wasser-Energie-Bilanz der Wisconsin Central Sands auswirken, und zwar als Antwort auf die von den Interessengruppen identifizierten wissenschaftlichen Unsicherheiten.

Meine spezifischen Feldziele sind

Schätzung der Grundwasserneubildung unter Verwendung von METER G3 Abflussmessern zur Erfassung des Flusses in der vadosen Zone unter Kartoffel- und Maisanbausystemen Überwachung des Wasser-/Temperaturflusses im Boden durch Schichtung von METER 5TM Sensoren von der Bodenoberfläche bis in eine Tiefe von einem Meter (Oberseite des G3 Monolithen) unter Kartoffel- und Maisanbausystemen

Die im Feld gewonnenen Schätzungen der Grundwasserneubildung und der ET werden ein dynamisches Agrarökosystemmodell (Agro-IBIS) parametrisieren und validieren, das die hydrologischen Reaktionen auf Klima- und Landnutzungsänderungen der letzten 60 Jahre simuliert. Die Wasser-Energie-Budgets und die Wassermengen-/Klimasimulationen werden mit den Interessenvertretern in den Wisconsin Central Sands geteilt und zukünftige Forschungsfragen werden durch dieses Forum generiert.

Schätzung der Evapotranspiration (ET) unter Verwendung des METER SC-1 Porometers zur Messung von stomatäre Leitfähigkeit zusammen mit Mikrometeorologie, leaf area index und Gasaustauschmessungen

WHITNEY GACHES: UNIVERSITÄT VON MARYLAND

MODELLIERUNG DES EINFLUSSES EINER SUBSTRATMISCHUNG AUF DIE REGENWASSERRÜCKHALTUNG UND DEN PFLANZLICHEN WASSERKREISLAUF AUF DEM DACH

Begrünte Dächer werden als Mittel zur Regenwasserbewirtschaftung immer beliebter. Berichte über die Leistung von begrünten Dächern basieren jedoch hauptsächlich auf kleinmaßstäblichen Plattformstudien (im Allgemeinen weniger als 20 Quadratmeter). Der Mangel an Daten über die Leistung von echten Dächern ist in erster Linie auf Kosten und logistische Bedenken zurückzuführen (d.h. einige Dächer sind schwer oder gar nicht regelmäßig zugänglich).

Ich habe eine Beziehung zu einem lokalen Unternehmen für die Installation und Verwaltung von Gründächern aufgebaut, das den Auftrag für eine große Dachbegrünung für eine lokale Regierungsbehörde erhalten hat. Der Kunde möchte Daten sammeln und die Leistung der Gründächer überwachen. Im Rahmen meines Projekts wird ein 30.000 Quadratmeter großes Gründach für die Leistungsüberwachung ausgerüstet, während gleichzeitig identische Systeme auf der Plattform mit geeigneten METER-Feuchtigkeitssensoren und Wetterstationen auf ihre Leistung hin überwacht werden. Die Leistungsdaten des realen Daches werden mit den Leistungsdaten der Plattform verglichen, um festzustellen, ob Studien im kleinen Maßstab die Leistung des realen Daches genau vorhersagen.

JENS STEVENS: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN IN DAVIS

AUSWIRKUNGEN DER SICH VERÄNDERNDEN SCHNEEDECKE AUF INVASIVE PFLANZEN IN MONTANEN WÄLDERN KALIFORNIENS

Bergwälder sind wichtige Ökosysteme, die es im Zusammenhang mit dem Klimawandel zu verstehen gilt, da sie eine räumliche Verdichtung wichtiger klimatischer Gradienten und der entsprechenden Vegetation in einem kleinen geografischen Gebiet darstellen. Die im Zuge des Klimawandels zu erwartende Abnahme der winterlichen Schneedecke in den Bergwäldern könnte die Ausbreitung trockenheitstoleranter invasiver Pflanzen aus tieferen Lagen durch eine Verlängerung der Vegetationsperiode erleichtern.

In meiner Forschung untersuche ich, ob Veränderungen der Schneedecke die Wachstumsraten der Populationen von zwei exotischen Sträuchern (Ginster und Spanischer Ginster) in der Sierra Nevada von Kalifornien beeinflussen können. Beide Arten reagieren möglicherweise empfindlich auf frühere Wachstumsperioden, die durch eine geringere Schneedecke im Frühjahr verursacht werden, da das Wachstum über photosynthetisch aktive grüne Stängel bei Bodentemperaturen von nur 4 °C erfolgen kann. Es gibt jedoch einen möglichen Kompromiss zwischen früherer Schneeschmelze und früherer Erschöpfung der Bodenfeuchtigkeit, der zu längerem Trockenstress und geringerem Kohlenstoffgewinn führen könnte. Vorläufige Daten deuten darauf hin, dass der trockenheitstolerantere Strauch, der Spanische Ginster, positiver auf eine geringere Schneedecke im Winter reagiert als der Schottische Ginster.

Die METER-Instrumente werden eine umfassende Aufzeichnung der Schneedecke und der Bodenfeuchtigkeit über eine Reihe von experimentellen Schneedeckenbehandlungen und Waldkronenstrukturen erfassen, um die Wechselwirkung dieser beiden Faktoren und die Mechanismen zu dokumentieren, durch die sie die Leistung invasiver Pflanzen erklären können.

AMANDA CORDING: UNIVERSITÄT VON VERMONT

ANPASSUNG AN DEN KLIMAWANDEL MIT LOW IMPACT DEVELOPMENT (LID) REGENWASSERBEWIRTSCHAFTUNG IM EINZUGSGEBIET DES LAKE CHAMPLAIN

Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, Informationen für die künftige Gestaltung von Regenwasser-Biorückhaltungssystemen mit geringer Auswirkung (Low Impact Development - LID) zu liefern, um eine optimale Verweilzeit, Phosphoradsorption und Denitrifikation im Zusammenhang mit der prognostizierten Zunahme der Niederschläge in Vermont als Folge des Klimawandels zu gewährleisten. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit werden die Mechanismen untersucht, die die Treibhausgasemissionen und die Nährstoffumwandlung in verschiedenen Tiefen in technischen Bodenmedien innerhalb von acht Biorückhaltezellen im neu errichteten Outdoor Bioretention Laboratory an der Universität von Vermont beeinflussen. Diese Systeme werden auch im Hinblick auf ihren möglichen Einsatz in Entwicklungsländern bewertet, in denen es keine unterirdische Regenwasserinfrastruktur gibt.

NEAL MITCHELL: UNIVERSITÄT VON ILLINOIS IN URBANA-CHAMPAIGN

BEWALDETE ALGENHÄNGE IN DER DRIFTLESS AREA: BEWERTUNG UND ÜBERWACHUNG VON BODEN UND MIKROKLIMA

Algifische Hänge sind natürlich vorkommende mikroklimatische Ökosysteme, die über die Driftless Area des Mittleren Westens verteilt sind (Cottrell und Strode 2005). Algific-Hänge werden als kaltluftige, nach Norden ausgerichtete kolluviale Hänge beschrieben. Ihre einzigartigen mikroklimatischen Eigenschaften sind auf geologische Merkmale zurückzuführen, die für die Entstehung von Algific-Hängen grundlegend sind. Im Wesentlichen zirkuliert die Luft über das im zerklüfteten geologischen Substrat eingeschlossene Eis, was dazu führt, dass in den warmen Monaten kühle, feuchte Luft an den Hängen austritt und so die lokale Flora und Fauna beeinflusst.

SCOTT PITZ: JOHNS HOPKINS UNIVERSITÄT

KRYPTISCHE METHANEMISSIONEN AUS BERGWÄLDERN

Methan ist das zweitwichtigste Treibhausgas nach_CO2, aber es ist weit weniger bekannt. In den letzten 10 Jahren haben sowohl Laborexperimente als auch Satellitendaten den Beweis erbracht, dass Gehölze und Wälder Methan in die Atmosphäre emittieren. Trotz dieser neuen Erkenntnisse gelten Bergwälder immer noch als Senken, weil die Organismen in ihren Oberflächenböden Methan verbrauchen. Es ist auch möglich, dass Methan aus den tiefen Böden durch die Bäume entweicht. Dies könnte zu einer Netto-Methanquelle für ein Ökosystem führen, das derzeit als Senke gilt. Hochlandwälder bedecken riesige Flächen auf dem Globus, so dass es dringend notwendig ist, diese Fragen zu klären und genaue Schätzungen der Flüsse zu erhalten, die in globale Klimamodelle integriert werden können. Ohne neue und genaue Messungen werden die Klimavorhersagen weiterhin systematische Fehler enthalten.

DIANNE PATER: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN IN SAN DIEGO

UNTERSUCHUNG DER REAKTIONEN AUF TROCKENHEIT BEI DER NUTZPFLANZE BRASSICA NAPUS

Trockenheit ist ein wichtiger Stressfaktor, der die Ernteerträge verringert und in den kommenden Jahren ein immer größeres Problem darstellen wird, da der Klimawandel und die begrenzte Frischwasserversorgung zu höheren Temperaturen, Wüstenbildung und einem erhöhten Salzgehalt im Boden führen. Abiotischer Stress, einschließlich Trockenheit, löst die Produktion des Pflanzenhormons Abscisinsäure (ABA) aus, das über einen komplexen Signalweg die Spaltöffnungen schließt und so den transpiratorischen Wasserverlust der Pflanzen verringert.

Ich verwende die RNAi-Technologie, um die Expression negativer Regulatorproteine in diesem Signalweg zu unterdrücken, um festzustellen, ob die Reaktion auf Trockenheit in der Nutzpflanze Brassica napus (Raps) verstärkt werden kann, ohne das Wachstum zu beeinträchtigen. Die transformierten Pflanzen werden unter kontrollierten Trockenheitsbedingungen angebaut, wobei der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens und stomatäre Leitfähigkeit mit METER-Instrumenten überwacht wird.

D. COREY NOYES: MICHIGAN STATE UNIVERSITY

VERBESSERUNG DER RENTABILITÄT VON KAROTTEN DURCH DIE INTEGRATION VON STICKSTOFF-LANGZEITDÜNGER

Eine effizientere Nutzung von Stickstoff (N) im Gemüseanbau ist nicht nur finanziell von Vorteil, sondern verbessert auch die Umweltqualität. In Michigan werden Möhren in der Regel auf sehr sandigen Böden angebaut und erfordern eine häufige Bewässerung und eine mehrfache Anwendung von Stickstoffdünger im Laufe der Wachstumsperiode.

Meine Forschung konzentriert sich auf die Optimierung der Synchronisierung des Stickstoffbedarfs der Pflanzen mit der Stickstoffzufuhr durch Düngung mit langsam freisetzendem Stickstoff (SRN). Meine übergreifenden Hypothesen lauten, dass die Verwendung eines polymerbeschichteten Harnstoffs (PCU) im Karottenanbau in Michigan Folgendes bewirkt

weniger N-Düngergaben ermöglichen den Gesamtbedarf an N-Dünger senken die N-Nutzungseffizienz maximieren

Zu den potenziellen Vorteilen des Einsatzes von PCU in diesem System gehören geringere Inputkosten, ein geringerer Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen und eine Minimierung der durch Nitratauswaschung verursachten Umweltauswirkungen. METER-Datenlogger und Sensoren, die den volumetrischen Wassergehalt, die Temperatur und die elektrische Leitfähigkeit des Bodens messen, werden dazu beitragen, unser Verständnis der Bedingungen zu verbessern, die die Freisetzung von N aus der PCU regulieren.

Mit Hilfe von METER-Daten in Kombination mit N-Extraktionen aus Bodenproben hoffen wir, die N-Freisetzung als eine Funktion von Feuchtigkeit und Temperatur zu modellieren und die Beziehung zwischen elektrischer Leitfähigkeit und N-Freisetzung zu quantifizieren. Diese Informationen werden für die Entwicklung von Nährstoffmanagementprogrammen für Gemüsebauern hilfreich sein, die sowohl profitabel als auch umweltfreundlich sind.

2012-EMPFÄNGER

KRISTINA HOPKINS: UNIVERSITÄT VON PITTSBURGH

BEWERTUNG DER AUSWIRKUNGEN VON GRÜNER REGENWASSERINFRASTRUKTUR AUF DIE STÄDTISCHE HYDROLOGIE

Die Klärung des städtischen Wasserhaushalts ist notwendig, um das Wassermanagement in komplizierten städtischen Systemen zu verbessern. Ziel dieser Forschung ist es, die Veränderungen der Wasserzufuhr und -abfuhr in einem städtischen Einzugsgebiet zu klären und die Wirksamkeit grüner Infrastrukturen bei der Umleitung von Wasser in langsamere, unterirdische Fließwege zu bewerten.

Grüne Infrastruktur nutzt Vegetation und Bodenverbesserungen, um den Regenwasserabfluss an der Quelle zu reduzieren und die Infiltration und Wasserspeicherung zu fördern. Sensoren zur Messung der Bodenfeuchtigkeit und zur Erfassung der Wassertiefe werden in zwei Regengärten und einer Kontrollfläche in der Phipps Conservancy in Pittsburgh, PA, installiert. Die Sensoren werden die Bodenfeuchtigkeit, Wassertiefe, Temperatur und Leitfähigkeit an jedem Standort kontinuierlich überwachen. Die gesammelten Daten werden zur Charakterisierung der Bodenwasserdynamik und der Wasserspeicherung im Regengarten verwendet. Die Ergebnisse dieser Studie werden die Vorteile von grüner Infrastruktur für die Regenwasserbewirtschaftung verdeutlichen.

ALISON DONIGER: OREGON STATE UNIVERSITY

FESTLEGUNG VON BEWÄSSERUNGSKRITERIEN FÜR DIE MAISLILIE

In den letzten Jahren hat die Maislilie (Veratrum californicum) aufgrund ihrer krebsbekämpfenden Eigenschaften das Interesse der medizinischen Gemeinschaft geweckt. Vorläufige Versuche mit dem auf der Maislilie basierenden Medikament IPI-926 (Infinity Pharmaceutical) an menschlichen Probanden haben vielversprechende Ergebnisse bei der Behandlung von Basalzellkarzinomen und Bauchspeicheldrüsenkrebs erbracht. Die Festlegung von Anbaukriterien für die Maislilie wird entscheidend sein, um eine kontinuierliche Versorgung mit IPI-926 zu gewährleisten.

Die Malheur Experiment Station (MES) der Oregon State University hat in den vergangenen zwei Vegetationsperioden Versuche zur Tröpfchenbewässerung von Maislilien durchgeführt, um den Bereich der Bodenwasserspannung zu charakterisieren, der ein maximales Wachstum der Maislilien bewirkt. METER-Geräte werden zur Messung der Bodenwasserspannung und des Feuchtigkeitsgehalts des Bodens in jeder der fünf Behandlungen in den Bewässerungsversuchsflächen eingesetzt.

ELISE WYGANT: UNIVERSITÄT VON GEORGIEN

UNTERSUCHUNG DES FEHLENDEN ZIELKONFLIKTS ZWISCHEN TROCKENHEITSRESISTENZ UND MAXIMALER PRODUKTIVITÄT

Es wird vorhergesagt, dass sich Veränderungen der globalen Niederschlagsmuster auf die Pflanzenproduktivität sowohl in natürlichen als auch in landwirtschaftlichen Systemen auf der ganzen Welt auswirken werden. Eine der größten Befürchtungen in Bezug auf diese Niederschlagsveränderungen ist, dass einige Arten mit einer erhöhten Wasserbegrenzung konfrontiert werden, was zu einem Rückgang der Pflanzenproduktivität führen wird.

Es hat sich gezeigt, dass Arten, die trockenheitsresistenter sind, eine geringere maximale Produktivität aufweisen, wenn sie unter gut bewässerten Bedingungen wachsen. Erste Anzeichen deuten jedoch darauf hin, dass Helianthus porteri, eine Art, die auf den heißen, trockenen Granitfelsen im Südosten der USA vorkommt, diesen Kompromiss nicht eingeht. Ein Vergleich der Trockenheitsresistenz von H. porteri mit der seiner beiden nächsten Verwandten, H. agrestis und H. carnosus, die feuchte Böden bewohnen, kann nützliche Informationen für die zukünftige Landwirtschaft liefern.

Meine Bewertung dieser Arten, insbesondere von H. porteri, wird die Bemühungen erweitern, wilde Helianthus-Arten auf Merkmale der Trockenresistenz für landwirtschaftliche Zwecke zu untersuchen. Mein Ziel ist es, Erkenntnisse darüber zu gewinnen, welche Eigenschaften nützlich sein könnten, um die landwirtschaftliche Produktivität in Gebieten zu steigern, in denen die Wasserknappheit in Zukunft voraussichtlich problematisch werden wird.

KATE CASSITY: UNIVERSITÄT VON GEORGIEN

KALIBRIERUNG VON BLATTNÄSSESENSOREN ZUR MESSUNG DER TAUPUNKTMENGE IN EINER STUDIE ZUR AMMONIAKVERFLÜCHTIGUNG AUS OBERFLÄCHLICH AUFGEBRACHTER HÄHNCHENEINSTREU

In der kommerziellen Hühnerhaltung fallen jährlich große Mengen an Hähnchenstreu an. Sie wird häufig als Düngemittel verwendet und ist eine gute Quelle für pflanzenverfügbaren Stickstoff auf Weiden und in Feldfrüchten. Die Menge des pflanzenverfügbaren Stickstoffs und der Stickstoffverlust in die Atmosphäre durch Ammoniakverflüchtigung hängt von den Bodeneigenschaften, den Ausbringungsmengen und den Umweltfaktoren ab. Das Verständnis der Bedeutung von Regen, relativer Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Bodenfeuchte und Tauablagerung für die Verflüchtigung und andere Stickstoffumwandlungen in der Einstreu wird zu einem besseren Verständnis des auf Weiden ausgebrachten Stickstoffs und zur Modellierung präziserer Ausbringungsraten führen.

Lesen Sie mehr über Blattnässesensoren und Tauablagerung

CORNELIUS ADEWALE: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

ÜBERWACHUNG DER AUSWASCHUNG BEI ÖKOLOGISCHER BEWIRTSCHAFTUNG

Stickstoff ist der wichtigste Nährstoff in der Landwirtschaft und trägt in hohem Maße zur wirtschaftlichen Lebensfähigkeit, Nachhaltigkeit und Verbesserung von Anbausystemen auf der ganzen Welt bei. Seine Bewirtschaftung wird jedoch mit einer Vielzahl globaler Probleme in Verbindung gebracht, die von der Verschmutzung des Grundwassers infolge der Auswaschung von Stickstoff über die Wurzelzonen hinaus über die Eutrophierung infolge der Verluste durch Oberflächenabfluss/Erosion bis hin zu seinem enormen Beitrag zum globalen Klimawandel in Form von N20-Emissionen reichen.

Die Optimierung des Stickstoffmanagements in organischen Systemen ist eine Herausforderung, da der Stickstoff sehr empfindlich ist und die Mineralisierung von Stickstoff aus organischen Düngemitteln und organischem Bodenmaterial nicht vorhersehbar ist. Auch die Anwendung von Kompost und organischen Düngemitteln zur Steigerung der Bodenfruchtbarkeit, die in ökologischen Systemen weit verbreitet ist, kann das Potenzial für eine unbeabsichtigte Grundwasserkontamination durch Nitratauswaschung erhöhen. Es ist daher notwendig, die Auswirkungen ökologischer Anbaumethoden auf die organische Substanz des Bodens, die Treibhausgasemissionen und den Verbleib der Nährstoffe zu bewerten.

Mit Hilfe des METER Drain Gauge G3werde ich den Fluss von Wasser und Stickstoff überwachen, der aus der vadosen Zone abfließt, um die Nährstoffverfügbarkeit und die Auswirkungen gängiger Inputs, Kulturen und Praktiken auf die Stickstoffauswaschung in fünf ökologisch wirtschaftenden Betrieben in verschiedenen Teilen des Staates Washington zu bestimmen. Die Daten aus dieser Forschung werden uns helfen, Parameter zu bestimmen und prädiktive Modelle zur Verbesserung des organischen Düngemittelmanagements zu bewerten.

TIM ASTON: UNIVERSITÄT VON WYOMING

VERBESSERUNG DES PFLANZENWACHSTUMS BEI TROCKENHEIT: EIN ANSATZ MIT GENETIK UND PRÄZISER MESSUNG UND KONTROLLE DER BODENFEUCHTIGKEIT

Es besteht die Möglichkeit und der Anreiz, durch Züchtung oder Gentechnik Nutzpflanzen zu entwickeln, die über Eigenschaften verfügen, die ein besseres Wachstum unter Trockenheitsbedingungen ermöglichen. Ein Großteil des Widerstands, den das Wasser auf seinem Weg durch die Pflanze erfährt, entsteht durch das Passieren der Membranen in den Blättern und Wurzeln. Pflanzen sind in der Lage, ihren Gesamtwiderstand gegen den Wasserfluss zu verringern, indem sie Proteine, so genannte Aquaporine, bilden, die sich in diese Membranen einfügen und als Wasserkanäle fungieren. Pflanzengenotypen, die diese Proteine besser nutzen können, um ihren Gesamtwiderstand gegen den Wasserfluss zu verringern, sind möglicherweise in der Lage, jeden Tag länger Kohlenstoff zu assimilieren, bevor ihr Wasserpotenzial den Punkt erreicht, an dem sich ihre Spaltöffnungen schließen müssen.

Es wurden Genotypen einer wichtigen Kulturpflanze, des Rapses (Brassica rapa), mit unterschiedlichen Ausprägungen der Aquaporinfunktion identifiziert. Diese Genotypen werden unter sorgfältig kontrollierten Kombinationen von Boden- und Lufttrockenheit in einem speziell angefertigten, automatisierten System mit METER-Bodenfeuchtesonden angebaut, um festzustellen, ob diese Eigenschaft es den von Trockenheit betroffenen Pflanzen ermöglicht, größere Mengen an Kohlenstoff zu binden und somit schneller zu wachsen.

IAIN HAWTHORNE: UNIVERSITÄT VON BRITISCH-KOLUMBIEN

AUSWIRKUNGEN VON BIOKOHLE AUF DIE BODENWASSERDYNAMIK UND AUSWASCHUNG IN EINEM DOUGLASIENWALDBODEN

Biokohle ist eine sehr stabile Form von organischem Kohlenstoff (C), die durch Pyrolyse von Biomasse hergestellt wird. Ihr Einsatz in landwirtschaftlichen Böden wurde als Mittel zur Verringerung von Nährstoffauswaschungen und Treibhausgasemissionen bei gleichzeitiger Steigerung der Ernteerträge und der Kohlenstoffspeicherung im Boden vorgeschlagen.

Ich versuche, die potenzielle Verwendung von Biokohle zu bewerten, die aus Douglasien gewonnen und auf Douglasienwaldböden aufgebracht wird, um die Bodenwasserdynamik und die Speicherung von Kohlenstoff im Boden zu verbessern. METER-Wasserpotenzialsensoren und GS3-Sensoren werden an einem gut etablierten Forschungsstandort installiert, um die Bodenwassereigenschaften für vier Behandlungen zu messen:

5 t ha-1 Biokohle, 200 kg N ha-1 Harnstoffdünger,

Bodenkerne, die von mit Biokohle behandelten Feldböden entnommen wurden, werden in die METER-Labore (Pullman, WA) gebracht, wo die Kurven der Bodenwassereigenschaften mit dem METER Hyprop und WP4C. Indem wir uns auf die Douglasie konzentrieren, repräsentieren wir den Waldtyp mit dem größten Breitengrad aller kommerziellen Nadelwälder Nordamerikas. Die Ergebnisse dieser Studie sollen dazu beitragen, die Holzernte von den schwindenden Gebieten mit altem Waldbestand weg zu lenken, indem Strategien zur Verbesserung der Nachhaltigkeit der Douglasienproduktion in den bestehenden bewirtschafteten Waldgebieten bewertet werden.

Biokohle plus Dünger jeweils in den oben genannten Dosierungen

Kontrolle

THAIR B. PATROS: UNIVERSITÄT VON GUELPH

ANALYSE UND VERBESSERUNG DER GRUNDWASSERSPIEGELSCHWANKUNGSMETHODE ZUR SCHÄTZUNG DER GRUNDWASSERNEUBILDUNG

Messungen der Grundwasserneubildung (GWR) in städtischen und ländlichen Gebieten sind für viele Anwendungen von entscheidender Bedeutung. Dazu gehören das Verständnis der räumlichen und zeitlichen Dynamik der Grundwasserverfügbarkeit und die Entwicklung von Richtlinien zum Schutz von Quellwasser. Unser Wissen über die Grundwasserneubildung weist erhebliche Lücken auf, und genaue Schätzungen sind für die Charakterisierung des Wasserhaushalts von grundlegender Bedeutung.

Derzeit wird ein neuartiges Verfahren entwickelt, mit dem die Grundwasserneubildung (R) ganzjährig auf lokaler Ebene im Fünf-Minuten-Takt (im Stundenmittel) genau quantifiziert werden kann. Dazu wird die Methode der Grundwasserschwankung (WTF) in Kombination mit der Überwachung des Bodenwasserhaushalts verwendet. Die Fähigkeit, R häufig über das ganze Jahr und über mehrere Jahre hinweg zu messen, ist von entscheidender Bedeutung, da oft ein beträchtlicher Teil des R innerhalb eines kurzen Zeitraums von robuster Dynamik auftritt. Die erwarteten Ergebnisse und die Bedeutung des Projekts sind:

Ganzjährige GWR-Messungen auf lokaler Ebene, die derzeit für viele Regionen in Ontario kaum oder gar nicht vorhanden sind und somit eine wertvolle Datenbasis für die Entwicklung oder jede Politik, die GWR erfordert, darstellen würden. Mit Hilfe dieser Datenbasis können Schätzungen der räumlichen und zeitlichen Variabilität der GWR auf regionaler Ebene (im Einzugsgebiet) kalibriert und getestet werden, die mit Hilfe von statistischen Näherungsmethoden oder deterministischen Mitteln, wie z.B. Niederschlag und Bodentextur, ermittelt wurden. Eine Anleitung könnte beinhalten, wie viele Grundwasserbrunnen, Piezometer, Bodenwassergehalts- und Temperatursensoren, Tensiometer und Drain Gauges installiert werden müssen, um die GWR innerhalb eines gewünschten Vertrauensintervalls zu schätzen.

2011-EMPFÄNGER

MICHELLE NEWCOMER: UNIVERSITÄT SAN FRANCISCO

ANREICHERUNGSRATEN UNTER REGENGÄRTEN MIT GERINGER AUSWIRKUNG UND DER EINFLUSS DER SÜDLICHEN OSZILLATION DES EL NIÑO AUF STÄDTISCHE GRUNDWASSERRESSOURCEN AN DER KÜSTE

Die globalen Grundwasserressourcen in städtischen Küstengebieten sind sehr anfällig für die zunehmende Belastung durch den Menschen und die Klimaschwankungen. Undurchlässige Oberflächen wie Gebäude, Straßen und Parkplätze verhindern die Versickerung, verringern die Anreicherung der darunter liegenden Grundwasserleiter und erhöhen die Schadstoffbelastung des Oberflächenabflusses, der oft die Kanalisation überflutet.

Um diese Auswirkungen abzumildern, führen Städte weltweit LID-Konzepte (Low Impact Design) ein, die den Abfluss in natürliche, begrünte Systeme wie Regengärten leiten, die den Abfluss von Regenwasser reduzieren, filtern und verlangsamen und von denen angenommen wird, dass sie die Infiltration und die Anreicherungsraten der Grundwasserleiter erhöhen. Die Auswirkungen von LID auf die Anreicherungsraten und die Qualität des Grundwassers sind nicht bekannt. Dies gilt insbesondere für Städte entlang der Pazifikküste, die von den jährlichen Schwankungen des El Niño Southern Oscillation (ENSO) betroffen sind, wenn es zu starken Niederschlägen kommt.

Mit Hilfe von METER-Wasserpotential- und Bodenfeuchtigkeitssensoren werde ich Boden-, hydraulische und geochemische Daten sammeln und überwachen, um die Raten und die Qualität der Infiltration und Anreicherung des kalifornischen Küsten-Aquifersystems unter einem LID-Regengarten und einer traditionellen Rasenfläche in San Francisco, CA, zu quantifizieren.

Die Daten werden zur Kalibrierung eines HYDRUS-1D-Modells verwendet, um die Anreicherungsraten unter den historischen und zukünftigen Schwankungen von ENSO zu simulieren. Das Verständnis dieser Prozesse hat wichtige Auswirkungen auf die Bewirtschaftung von Grundwasserressourcen in städtischen und küstennahen Gebieten.

ERIK LANDRY: WASHINGTON STATE UNIVERSITY

EINFLUSS VON DECKFRÜCHTEN AUF DIE NITRATAUSWASCHUNG IM WINTER

Der Kartoffelanbau im Skagit Valley, Washington, erfordert den Einsatz von Düngemitteln, um rentabel zu sein. Winterliche Niederschläge können labile Nährstoffe auswaschen, was zu Umweltproblemen führen kann. Deckfrüchte sind vielversprechend, da sie die Nährstoffauswaschung durch die Zunahme organisch gebundener Elemente verringern können.

Im Rahmen dieser Forschung werden 5TE Bodenfeuchte-, Temperatur- und EC-Sensoren in Verbindung mit FullStop Benetzungsfrontdetektoren eingesetzt, um den Wasser- und Lösungsmittelfluss in Böden zu messen, die mit oder ohne Winterdeckfruchtmischungen eingesät wurden. Unser Ziel ist es, lokalen ökologischen und konventionellen Erzeugern standortspezifische und nachhaltige Produktionsmöglichkeiten zu bieten. Wenn wir herausfinden, welche Deckfrüchte sich am besten als Zwischenfrüchte eignen, können wir die Befürchtungen der Landwirte zerstreuen und die effektive Nutzung erleichtern.

SARA BAGUSKAS: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN, SANTA BARBARA

VERSTÄNDNIS DER PROZESSE, DIE DER BAUMSTERBLICHKEIT IN EINEM KALIFORNISCHEN KÜSTENKIEFERNWALD ZUGRUNDE LIEGEN

Die Wälder entlang der nebligen Küstenlinie Kaliforniens werden wahrscheinlich eine wärmere und möglicherweise weniger neblige Zukunft erleben. Da der sommerliche Nebel die Wasserversorgung der Wälder in einer Jahreszeit verbessert, in der die Bedingungen ansonsten warm und trocken sind, wird ein geringerer Wassereintrag durch Nebel die Bäume wahrscheinlich einem höheren Risiko von Wasserstress und dürrebedingtem Sterben aussetzen.

In dieser Studie soll untersucht werden, wie sich Schwankungen der Nebelwasserzufuhr auf den physiologischen Zustand der Bäume in einem Bestand der Bishop-Kiefer (Pinus muricata D.Don) auf Santa Cruz Island im Channel Islands National Park auswirken. Sara wird ein Feldexperiment durchführen, bei dem sie das pflanzenverfügbare Bodenwasser für diese Bäume verändert, indem sie die Nebeltröpfchen auf der Bodenoberfläche manipuliert. Ziel dieser Studie ist es, besser zu verstehen, wie der Wassereintrag durch Nebel den Wasserhaushalt der Küstenwälder beeinflusst, und so unsere Fähigkeit zu verbessern, vorherzusagen, wie die Küstenwälder auf den Klimawandel reagieren könnten.

CARRIE WOODS: CLEMSON UNIVERSITÄT

PHYSIOLOGISCHE UND MORPHOLOGISCHE REAKTIONEN EINES EPIPHYTISCHEN FARNS AUF DIE NÄHRSTOFFVERSORGUNG

Die Verfügbarkeit von Nährstoffen und Wasser kann die Verbreitung von Pflanzen weitgehend bestimmen. Pflanzen, die unter verschiedenen Nährstoff- und Wasserbedingungen gedeihen können, haben eine höhere morphologische und physiologische Plastizität und damit eine größere Verbreitung als Pflanzen, die mehr auf bestimmte Bedingungen spezialisiert sind. Pleopeltis polypodioides ist ein epiphytischer Farn (d.h. eine Pflanze, die ohne Parasiten in den Baumkronen lebt), dessen Verbreitungsgebiet die Laubwälder im Südosten der Vereinigten Staaten und die tropischen Regenwälder in Mittel- und Südamerika umfasst. Die Fähigkeit dieser Pflanze, eine so weite Verbreitung zu erreichen, könnte auf ihrer Fähigkeit beruhen, unterschiedliche Nährstoff- und Wasserversorgung zu tolerieren.

Ich schlage vor, die morphologischen und physiologischen Eigenschaften von P. polypodioides bei unterschiedlichen Nährstoff- und Feuchtigkeitsgehalten sowohl in South Carolina als auch in Costa Rica zu untersuchen. Bei früheren Experimenten habe ich festgestellt, dass P. polypodioides, wenn sie in hohem Wasserstand und ohne Nährstoffzugabe wuchs, Anzeichen einer Photoinhibition zeigte, die zu einem geringeren Wachstum und einer geringeren Photosyntheserate führte. Wurden Nährstoffe zugegeben, gab es keine Anzeichen für eine Photoinhibition, sondern es kam zu einem Anstieg der Photosynthese- und Wachstumsraten.

Ich schlage vor, die Hypothese zu testen, dass P. plypodioides in feuchten Umgebungen auf Lebensräume im Kronendach mit hohem Nährstoffgehalt, wie z.B. im Boden des Kronendachs, beschränkt ist, um die Auswirkungen der Photoinhibition zu mildern. Ich werde die morphologischen und physiologischen Eigenschaften von P. plypodioides in Abhängigkeit von der Nährstoff- und Wasserversorgung messen, wie stomatäre Leitfähigkeit, die spezifische Blattfläche und die Konzentration von Stickstoff und Phosphor im Blattgewebe. Die Tatsache, dass P. polypodioides eine Vielzahl von Lebensräumen bewohnen kann, von Eichen in South Carolina bis hin zu aufstrebenden Baumkronen in Costa Rica, deutet darauf hin, dass diese Art unter den Farnen möglicherweise einzigartig ist und eine Vielzahl von Umweltbedingungen toleriert.

PETER BUMPUS: UNIVERSITÄT VON SÜDFLORIDA

BEWERTUNG DES INTERMITTIERENDEN FLUSSES IN DOLINEN UND DER ANREICHERUNGSMUSTER IN BEDECKTEM KARSTGELÄNDE

Ein besseres Verständnis des Grundwasserflusses ist entscheidend für eine bessere Bewirtschaftung der Wasserressourcen in komplexen Karstgebieten. Das Durchflussvolumen durch vertikale, mit Sand gefüllte Einsturzsäulen kann darüber entscheiden, ob ein Feuchtgebiet abfließt oder ob der Wasserstand und der Grundwasserspiegel sinken, insbesondere dort, wo die Grundwasserleiter stark abgepumpt werden. Um den Wettbewerb um die Wasserressourcen tobt ein Konflikt. Daher sind ein besseres Verständnis des Verhaltens von Erdfällen und effektive Überwachungsmethoden des oberflächennahen Grundwasserflusses äußerst wünschenswert. Es wird angenommen, dass die Messungen des Eigenpotentials die Übergänge zwischen drei Fließregimen widerspiegeln: schnell fließend, tief verstopft in geringer Tiefe, die sich so verhalten, als ob keine Sandsäule vorhanden wäre.

Um diese Hypothese des intermittierenden Flusses zu testen, müssen die Feuchtigkeitsbewegung und die Veränderungen des Matrixpotentials während der SP-Schwankungen gemessen werden. Es wird ein effektives Protokoll für die Verwendung von hydrologischen Sensoren und SP zur Überwachung des mit Sinklöchern verbundenen Flusses erstellt. Darüber hinaus werden Bodenfeuchtesensoren an Leitungen und an wichtigen hydrologischen, topographischen, vegetativen und Sonneneinstrahlungsstandorten Signale aufgrund des Strömungspotenzials von ET, Wurzelsog und anisotropen Geländeeffekten trennen und die Nützlichkeit von SP für die Analyse der Grundwasserbewegung bestätigen oder verneinen.

Das Verständnis von Wasserbewegungen ist im 21. Jahrhundert so wichtig wie die Suche nach Öl im 20. Es geht nicht nur darum, Feuchtgebiete, Seen und Flüsse zu schützen, sondern auch darum, eine Ressource zu verwalten, die für den Transport (Brennstoffzelle), die Ernährung und die Erholung konkurrierend genutzt werden wird. Diese Arbeit befasst sich auch mit der Lokalisierung von Drainage- und Brunnenfeldern und kann dazu beitragen, Dolinen von Schwundböden als Senkungsquellen zu unterscheiden. Diese Studie wird SP als Instrument zur Kartierung der vadosen Zone praktisch bewerten.

ADAM HOWARD: NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY

UMWELTBEDINGTE UND PHYSIOLOGISCHE REAKTIONEN AUF STRESSINDUKTION BEI ZWEI V. VINIFERA-SORTEN IN NORTH CAROLINA

Da die Produktion von Weintrauben in North Carolina zunimmt, muss die Bedeutung des Wassermanagements berücksichtigt werden. Der Ertrag und die Zusammensetzung der Trauben und damit auch die Weinqualität werden in hohem Maße durch das Wasserregime beeinflusst, unter dem die Trauben erzeugt wurden.

Trotz der Bedeutung des Wassermanagements wurde in North Carolinas wichtigstem Weinanbaugebiet, der Appellation Yadkin Valley, bisher nur wenig Forschung zu diesem Thema betrieben. Diese Region verfügt über einzigartige Böden und ein einzigartiges Klima und unterscheidet sich möglicherweise erheblich von anderen etablierten Weinregionen, in denen Untersuchungen zum Wassermanagement durchgeführt worden sind. Die vorläufigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Niederschlagsmengen den evapotranspirativen Bedarf in dieser Region übersteigen. Ein gewisser Wasserstress ist jedoch für die Qualität der Trauben wünschenswert, da ein Überschuss an verfügbarem Wasser die Qualität der Trauben negativ beeinflusst.

Das Hauptziel dieser Forschung ist es, den Status der wichtigsten Umwelt- und physiologischen Variablen zu bestimmen, bei denen wünschenswerte Stressniveaus bei zwei hydraulisch unterschiedlichen v. vinifera-Sorten, Grenach und Syrah, erreicht werden. Wir werden den Reben dieser beiden Sorten Wasser entziehen und die Wassergehaltssensoren, Datenlogger und stationären Porometer von METER verwenden, um Boden- und Pflanzenparameter zu überwachen, wenn Wasserstress ausgelöst wird. Diese Informationen werden den Winzern bei Entscheidungen zum Wassermanagement helfen und dazu dienen, die Machbarkeit eines angemessenen Stressniveaus für die Produktion von Qualitätstrauben in dieser Region zu bewerten.

NATALIE LOUNSBURY: UNIVERSITÄT VON MARYLAND COLLEGE PARK

RÜCKSTANDSARME, IM WINTER ABGETÖTETE DECKFRÜCHTE FÜR DEN GEMÜSEANBAU OHNE BODENBEARBEITUNG

Trotz der bekannten Vorteile von Deckfrüchten und reduzierter Bodenbearbeitung für die Bodenqualität und die Umwelt ist die Integration von Deckfrüchten und der Verzicht auf Bodenbearbeitung für das früheste Frühjahrsgemüse im Nordosten und im mittleren Atlantik der Vereinigten Staaten nach wie vor problematisch. Viele traditionelle, rückstandsreiche Deckfrüchte verschärfen das Problem der kühlen, nassen Böden im Frühjahr und können den Stickstoff für die nachfolgende Ernte immobilisieren. Alternative, rückstandsarme, im Winter abgetötete Kulturen haben das Potenzial, Vorteile für die Umwelt und die Bodenqualität zu bieten, wie z.B. Nährstoffbindung, Erosionsschutz und Zugabe von organischer Substanz, während sie gleichzeitig eine frühe Aussaat im Frühjahr ermöglichen, ohne dass eine Bodenbearbeitung erforderlich ist.

Im Rahmen dieser Studie wird die Verwendung alternativer Deckfrüchte wie Futterrettich, Phacelia, Schwarzhafer und Labkraut für die Direktsaat von Gemüse im Frühjahr untersucht. Mit Hilfe von METER 5TE-Sensoren werden wir die Bodenfeuchtigkeit und -temperatur überwachen, um geeignete Pflanztermine zu bestimmen. Außerdem arbeiten wir daran, eine Beziehung zwischen dem EC-Wert des Porenwassers und der Nitratkonzentration herzustellen, um die Zersetzung von Deckfrüchten und ihre Fähigkeit, N für die nachfolgende Kultur zu liefern, zu überwachen.

FELIPE BARRIOS MASIAS: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN, DAVIS

ERPROBUNG INNOVATIVER BEWÄSSERUNGSMETHODEN ZUR STEIGERUNG DER WASSERNUTZUNGSEFFIZIENZ

Alternative Bewässerungsmethoden, die weniger Wasser verbrauchen, aber hohe Erträge liefern, tragen zur landwirtschaftlichen Nachhaltigkeit bei. Dieses Projekt konzentriert sich auf die vielversprechende Technik der partiellen Wurzeltrocknung (Partial Root Drying, PRD), die in der Praxis als alternative Furchenbewässerung eingesetzt wird, um den Wassereinsatz zu reduzieren und die Wassernutzungseffizienz (Ertrag/Wassereinsatz, WUE) von Verarbeitungstomaten in Kalifornien zu erhöhen.

Es liegen jetzt Informationen über die allgemeinen physiologischen Reaktionen der Pflanzen auf die PRD-Technik vor, aber Strategien für ein zuverlässiges Management müssen für einzelne Pflanzen getestet werden. Bei der alternierenden Furchenbewässerung wird selektiv nur jede zweite Furche bewässert. Jedes Beet wird nur auf einer Seite bewässert und die Seiten/Furchen werden bei jeder Bewässerung gewechselt. Durch die Nutzung der Hälfte der Furchen auf einem Feld kann die Menge des ausgebrachten Wassers reduziert werden, möglicherweise ohne Ertragseinbußen.

Die Überwachung der Bodenfeuchte und des Wasserzustands der Pflanzen ist entscheidend für die zeitliche Abstimmung jeder Bewässerung, um ernsthaften Wasserstress und Ertragseinbußen zu vermeiden, wird aber durch die Fähigkeit begrenzt, häufige Messungen auf zerstörungsfreie Weise durchzuführen. Der Einsatz des METER EC-5 Bodenfeuchtesensoren auf den Feldern verschiedener Landwirte werden so oft Sofortmessungen vorgenommen, dass die Verfügbarkeit von Wasser im Boden in zwei verschiedenen Tiefen überwacht werden kann. Diese Daten werden mit den Blattleitfähigkeitsmessungen von SC-1 leaf porometer in Beziehung gesetzt, um zu zeigen, welche Bewässerungsmaßnahmen effizient sind und hohe Erträge liefern. Wir werden auch analysieren, wie sich die Bodenfeuchtigkeit auf die Stickstoffauswaschung, das Wachstum der Baumkronen und den Lichteinfall, die WUE, den Ertrag und die Fruchtqualität bei jeder oder abwechselnder Furchenbewässerung auswirkt.

2010-EMPFÄNGER

GINGER ALLINGTON: UNIVERSITÄT SAINT-LOUIS

EINFLUSS DER BODENEIGENSCHAFTEN AUF DIE UMKEHRUNG DER WÜSTENBILDUNG

Die Desertifikation von Trockenrasen auf der ganzen Welt gilt als weitgehend irreversibel. Jüngste Arbeiten haben jedoch die Erholung von mehrjährigen Gräsern in Langzeit-Viehgehegen an vier verödeten Standorten dokumentiert. An einem dieser Standorte gingen die Veränderungen in der Vegetation mit einer erhöhten Wasserinfiltration und Nährstoffversorgung des Bodens einher.

Auf der Grundlage dieser Daten habe ich den folgenden Mechanismus für die Umkehrung der Wüstenbildung vorgeschlagen: Bei langfristiger Abwesenheit von Vieh steigt die Wasserinfiltrationsrate durch die Freisetzung aus der Verdichtung, was die Erosion verringert und die Anreicherung von Bodennährstoffen auf ein Niveau ermöglicht, das für die Wiederansiedlung von mehrjährigen Gräsern günstig ist.

Um dieses Modell zu testen, sammle ich Daten von zusätzlichen langfristigen Viehgehegen an Standorten mit und ohne Graswiederherstellung. Diese Daten werden es uns ermöglichen, umfassendere Schlussfolgerungen über die Dynamik von verödeten Systemen und das Potenzial für die Wiederherstellung von Trockengebieten zu ziehen.

KENDALL DEJONG: COLORADO STATE UNIVERSITY

QUANTIFIZIERUNG DES VERBRAUCHS UND DER RÜCKFLÜSSE IN DER BEWÄSSERUNGSLANDWIRTSCHAFT

Mit dem raschen Wachstum der Gemeinden in der Colorado Front Range und anderen wasserarmen Gebieten der Vereinigten Staaten wächst der Druck auf die Landwirte, Wasserrechte zu übertragen. Als Alternative zur dauerhaften Übertragung von Wasserrechten untersucht Kendall die Möglichkeiten der Erzeuger, den saisonalen Verbrauch zu reduzieren und ungenutztes Wasser optional an Städte zu verpachten.

Kendall wird das METER Watershed Characterization Package einsetzen, um drei Sensor-Arrays in einem Maisfeld mit Furchenbewässerung zu überwachen. Die an diesen Standorten gesammelten Daten werden helfen, alle Komponenten der Wasserbilanz zu berechnen. Diese Probenahmemethode könnte möglicherweise von einzelnen Erzeugern als kostengünstige Methode zur Quantifizierung der Evapotranspiration und des Rückflusses verwendet werden.

MICHAEL WINE: OKLAHOMA STATE UNIVERSITY

AUSWIRKUNGEN DER UMWANDLUNG VON GRENZERTRAGSFLÄCHEN ZUR ERZEUGUNG VON BIOENERGIE AUF DEN WASSERKREISLAUF

Jüngste staatliche Auflagen, die eine verstärkte Produktion von Biokraftstoffen vorschreiben, um die Nachhaltigkeit der nationalen Kraftstoffversorgung zu verbessern und die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren, könnten den Wasserkreislauf sowohl während als auch nach dem Anbau von Energiepflanzen beeinflussen. Switchgrass, eine führende Wahl für die Produktion von Biomasse, hat tiefere Wurzeln als die vorherrschenden Grasarten in der Prärie.

Wir werden anhand von gepaarten Wassereinzugsgebieten in Woodward, Oklahoma, untersuchen, wie sich die Etablierung und Produktion von Switchgrass auf jede Komponente des Wasserkreislaufs auswirkt. Das G.A. Harris Fellowship wird METER Drain Gauge Lysimeter zur Verfügung stellen, um die Tiefenentwässerung in jedem Wassereinzugsgebiet zu bestimmen und unser Verständnis sowohl des grundlegenden Wasserkreislaufs dieser Landschaft als auch des Wasserhaushalts im Zusammenhang mit einer Switchgrass-Monokultur zu verbessern.

JILL SHERWOOD: UNIVERSITÄT DES BUNDESSTAATES IOWA

AUSWIRKUNGEN DES KLIMAWANDELS AUF DIE TROPHISCHE INTERAKTION IN MONTANEN WIESENSYSTEMEN

Der Klimawandel wird sich wahrscheinlich auf viele biologische Systeme auswirken. Diese Studie wird quantifizieren, wie sich Veränderungen im Zeitablauf wichtiger biologischer Ereignisse auf ein Ökosystem der Bergwiesen auswirken könnten. In diesem Projekt wird Jill die Schneedecke und die Temperatur manipulieren, um die Auswirkungen des prognostizierten Klimawandels zu imitieren. Anschließend wird sie die Wechselwirkungen zwischen Bodenfeuchtigkeit, Bodentemperatur und Lufttemperatur auf das Auftauchen und Überleben von Parnassius clodius Schmetterlingen und ihren Wirtspflanzen, Dicentra uniflora, testen. Die Ergebnisse werden einen Einblick in die Interaktionen zwischen Schmetterlingen und ihren Wirtspflanzen geben und als Anhaltspunkt für das Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels in anderen ökologischen Systemen dienen.

CAMILA TEJO HARISTOY: UNIVERSITÄT VON WASHINGTON

WASSERSPEICHERNDE KAPAZITÄT UND TEMPERATURMUSTER VON BODENDECKENDEN BÖDEN IN EINEM ALTEN SITKA-FICHTENWALD IM BUNDESSTAAT WASHINGTON

Die Baumkronen der Sitka-Fichte enthalten große Anhäufungen von organischem Material, die als "Baumkronenboden" bekannt sind. Diese Anhäufungen bieten Substrat und Lebensraum für eine breite Gemeinschaft von Pflanzen, Insekten und anderen Baumbewohnern. Mithilfe von Baumklettertechniken werden Feuchtigkeits- und Temperatursensoren in den Kronenböden von Fichten in einem alten Baumbestand auf der Olympic Peninsula, Washington, installiert.

Diese Studie wird zum ersten Mal die Umweltbedingungen charakterisieren, die mit den Bodenmatten in der Krone von Fichten verbunden sind, und einen Rahmen für das Verständnis der Verteilung und Aktivität von epiphytischen Pflanzen, der Nährstoffdynamik und der damit verbundenen Baumkronenorganismen schaffen.

TRACY ROWLANDSON: UNIVERSITÄT DES BUNDESSTAATES IOWA

UNTERSUCHUNG DER RÄUMLICHEN VARIABILITÄT VON TAU AUF DER FELDSKALA

Untersuchungen zur räumlichen und zeitlichen Variabilität von Tau haben Auswirkungen sowohl auf die Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten als auch auf die Fernerkundung der Bodenfeuchtigkeit. In dieser Studie wird der Prozess der Skalierung von punktuellen Taumessungen auf den Maßstab des Kronendachs untersucht, indem der Beitrag des LAI für die Regionen im Kronendach mit den höchsten und niedrigsten Tauwerten zum gesamten LAI des Kronendachs bestimmt wird. Mit Hilfe von Blattnässesensoren soll ermittelt werden, wo in der Sojabohne die größte Betauungsdauer (und -menge) auftritt. Die Untersuchung von Standorten rund um ein Feld wird auf Variationen der Betauung innerhalb eines Feldes untersucht.

NIKKI WOODWARD: UNIVERSITÄT VON WISCONSIN

WÄRMELEITUNGSPHÄNOMENE VON VERDICHTETEN SCHÜTTUNGEN FÜR EINE NACHHALTIGE ENERGIEPRAXIS

Die Maximierung des Wärmeflusses um Hochspannungskabel mit hoher Stromstärke in Windenergie-Kollektorgräben und in flachen geothermischen Austauschgräben ist für effiziente zyklische Heiz- und Kühlprozesse in verdichtetem, technischem Grabenauffüllungsboden notwendig. Die Erforschung der physikalischen Struktur von verdichtetem Füllmaterial und der theoretischen Beschränkungen in Bezug auf die Wärmeeintragsrate und den thermisch bedingten Feuchtigkeitsfluss ist im ungesättigten Zustand begrenzt. Um von der Festlegung thermischer Bodenwerte für die Planung anhand von Faustregeln zur Verwendung empirischer Korrelationen auf der Grundlage wissenschaftlicher und thermischer Messungen überzugehen, wird eine Datenbank mit gemessenen thermischen Eigenschaften für eine umfassende Sammlung von Bodentypen bei variablen Verdichtungsbedingungen zusammengestellt und auf Korrelationen von thermischen Bodeneigenschaften mit physikalischen Eigenschaften untersucht.

LAFE CONNER: BRIGHAM-YOUNG-UNIVERSITÄT

MESSUNG DER TIEFENENTWÄSSERUNG DES BODENS ALS REAKTION AUF BEWEIDUNG UND NIEDERSCHLAGSMANIPULATION

Der Klimawandel im Westen der Vereinigten Staaten wird voraussichtlich zu längeren Intervallen zwischen Niederschlagsereignissen und größeren Niederschlagsmengen bei einzelnen Ereignissen führen. Die Beweidung wird wahrscheinlich mit dem Klimawandel interagieren und den Wasserhaushalt des Bodens beeinflussen. Mit den Instrumenten, die im Rahmen dieses Projekts zur Verfügung gestellt werden, werden die Veränderungen der Tiefenentwässerung in Verbindung mit der Beeinflussung der Niederschläge in geweideten und nicht geweideten Gebieten gemessen. Die Beeinflussung der Niederschläge und die Beweidung können zu einem größeren Wasserverlust durch die Tiefendrainage führen oder die Wasserverfügbarkeit in der Wurzelzone verbessern. Die für Pflanzen und biogeochemische Prozesse im Boden verfügbare Wassermenge kann sich in einem Jahr ändern, selbst wenn der jährliche Gesamtniederschlag konstant bleibt.

SRUTHI NARAYANAN: KANSAS STATE UNIVERSITY

ARCHITEKTUR DER BAUMKRONEN UND EFFIZIENZ DER STRAHLUNGSNUTZUNG BEI SORGHUM

In dieser Studie wurde der Einfluss der Architektur der Baumkronen auf die Strahlungseffizienz von Sorghum untersucht. Die RUE wurde als das Verhältnis der oberirdischen Biomasseakkumulation zur kumulativen abgefangenen photosynthetisch aktiven Strahlung (IPAR) berechnet. ACCUPAR LP-80 Ceptometermessungen der PAR über und unter einem Pflanzendach liefern die Messwerte für IPAR und leaf area index. Vorläufige Ergebnisse zeigten:

Die Linien unterschieden sich in der scheinbaren RUE, die mit der durchschnittlichen Internodienlänge zunahm Positive Korrelation zwischen RUE und Wassernutzungseffizienz (pro Einheit Wasserverbrauch der Pflanze produzierte Biomasse) Die erhöhte Produktivität war eher auf eine erhöhte Strahlungsnutzungseffizienz als auf die Erfassung zurückzuführen, wenn man die Ähnlichkeit der Linien bei IPAR berücksichtigt

ANDRES OLIVOS: UNIVERSITÄT VON KALIFORNIEN, DAVIS

MODELLIERUNG DER WURZELVERTEILUNG UND NÄHRSTOFFAUFNAHME BEI MANDELN

Um die Effizienz der Nährstoffnutzung in Mandelbäumen mit Düngung zu optimieren, ist es wichtig, dass die in das Bewässerungssystem eingespritzten Düngemittel in der optimalen Konzentration und zum optimalen Zeitpunkt ausgebracht werden, um sicherzustellen, dass die Ablagerungsmuster mit der maximalen Nährstoffaufnahme der Wurzeln übereinstimmen. Ziel des Projekts ist es, Mandelbäume mit 5TE-Wassergehaltsmessgeräten auszustatten, um die Ionen- und Wasserbewegung zu überwachen und mandelspezifische Daten für die Eingabe in das Hydrus 2D/3D-Modell zu erhalten. Ziel ist es, die Wurzelverteilung, die Bewegung von Wasser und gelösten Stoffen sowie die Dynamik der pflanzlichen Nährstoffaufnahme zu bestimmen. Diese Parameter und die anschließende Optimierung der Hydrus-Leistung werden genutzt, um die besten Düngemanagement-Tools für Mandelanbauer zu entwickeln.

2009-EMPFÄNGER

LAUREN KOLB: UNIVERSITÄT VON MAINE, ORONO

ALTERNATIVE UNKRAUTBEKÄMPFUNGSSTRATEGIEN FÜR ÖKOLOGISCHES GETREIDE: VERBESSERTE SCHNITTSTELLE ZWISCHEN PFLANZE UND UNKRAUT UND PHYSISCHE UNKRAUTBEKÄMPFUNG

Es gibt zwei innovative und gegensätzliche Strategien zur Verbesserung der Unkrautbekämpfung bei Getreide, das mit minimalem oder ohne Herbizideinsatz angebaut wird:

Verstärkung der Pflanzenkonkurrenz durch Erhöhung der Pflanzenbestände und Aussaat in einem einheitlicheren Muster Verstärkung der physischen Unkrautbekämpfung durch Aussaat in breiteren Reihen als üblich, um einen Zwischenreihenanbau zu ermöglichen (d.h. Anbau von Reihenkulturen)

Durch die Messung der Entwicklung des Pflanzendaches während der Vegetationsperiode hofft Lauren zu charakterisieren, wie die Dynamik von leaf area index (LAI) zwischen den verschiedenen Anbaustrategien variiert und zu bestimmen, wie dies mit der Unkrautunterdrückung korreliert.

KEIR SODERBERG: UNIVERSITÄT VON VIRGINIA

NEBEL, AEROSOLE UND NÄHRSTOFFKREISLAUF IN DER NAMIB-WÜSTE

Die Namib-Wüste an der südwestlichen Küste Afrikas ist in Bezug auf die Niederschlagsmenge hyper-arid, erlebt aber häufige Küstennebel. Es wird vermutet, dass der Nebel bestimmten Pflanzen, die in der Namib endemisch sind und von denen einige nur in der Nebelzone (bis zu 60 km landeinwärts) vorkommen, ausreichend Wasser liefert. Das G.A. Harris-Stipendium wird genutzt, um fünf Nebelmessstationen entlang eines Klimagradienten in der zentralen Namib einzurichten. Dabei werden die Blattnässe, die Lufttemperatur und die relative Luftfeuchtigkeit zusammen mit der Sonneneinstrahlung und den Bodenparametern(Feuchtigkeit, Temperatur und elektrische Leitfähigkeit) gemessen. Die Analyse stabiler Isotope von Proben wird ebenfalls dazu beitragen, die von den Pflanzen genutzten Mengen an Nebel, Grundwasser und Bodenwasser zu quantifizieren.

LYNETTE LAFFEA: UNIVERSITÄT VON COLORADO

MESSUNG VON PROZESSEN DER KOHLENSTOFFBINDUNG IN SUBALPINEN WÄLDERN MIT HILFE VON DRAHTLOSEN SENSORARRAYS

Bei der Modellierung von Bodenatmungsraten kommt es auf den Maßstab an. Diese Studie setzt eine Reihe von Bodenatmungs- und Umweltsensoren am Niwot Ridge AmeriFlux-Forschungsstandort ein, um zu erforschen, auf welchen Skalen (zeitlich und räumlich) die Treiber der Bodenatmung den Atmungsfluss von CO2 aus dem Waldboden beeinflussen. Im Rahmen dieses Projekts werden wir unsere Fähigkeiten zur Messung der Umweltdynamik des Bodens in kleinen räumlichen Maßstäben und mit hoher zeitlicher Häufigkeit testen. Wir werden neue Strategien für den Einsatz von Sensoren und drahtloser Technologie entwickeln, um eine hochfrequente Datenerfassung und -archivierung an einem abgelegenen Ort zu ermöglichen.

LOBENDE ERWÄHNUNGEN: SARA BAGUSKAS, UC SANTA BABARA

Ökologische Wechselwirkungen zwischen epiphytischen Makrolichen (Ramalina mensiesii) und Nebel auf Santa Cruz Island, Kalifornien

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JUSTIN BECHNELL, UNIVERSITÄT VON MINNESOTA

Bodenfeuchtigkeit und Kohlenstoffaufnahme in wiederhergestellten tropischen Trockenwäldern

ROBERT KEEFE, UNIVERSITÄT VON IDAHO

Modellbasierte Optimierung des Zeitpunkts der Samenkeimung

TONI SMITH, BOISE STATE UNIVERSITY

Räumlich-zeitliche Schwankungen des Bodenwassers und ihre Auswirkungen auf die Kohlenstoffspeicherung und den Kohlenstoffkreislauf in einem halbtrockenen Vorgebirgseinzugsgebiet

JAMES PAREJKO, WASHINGTON STATE UNIVERSITY

Bestimmung der Ökologie und Biogeographie von Phenazin produzierenden fluoreszierenden Pseudomonas spp. in der Rhizosphäre von Weizen

JONGYUN KIM, UNIVERSITÄT VON GEORGIEN

Modellierung des Wasser- und Düngemitteleinsatzes von Gewächshauskulturen für eine effiziente Bewässerung

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