The interplay between root growth and soil properties

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist es, das Verständnis für das Zusammenspiel von Wurzelwachstum und Bodeneigenschaften durch den Einsatz von Röntgen-CT zu verbessern. Konkret soll in dieser Arbeit charakterisiert werden, wie das Fehlen von Wurzelhaaren die Architektur des Wurzelsystems von Zea mays L. beeinflusst und inwieweit dies von der Bodentextur (Lehm oder Sand) abhängt. Ein weiteres Ziel ist es, den Einfluss der Wurzeln von Zea mays L. auf die Lagerungsdichte der Rhizosphäre zu charakterisieren und zu untersuchen. Schließlich soll in dieser Arbeit charakterisiert werden, ob und unter welchen Umständen die Wurzeln von Zea mays L. den Boden leichter erschließen können, wenn Bioporen vorhanden sind. Diese Arbeit liefert eine umfassende Analyse der Wurzel-Boden-Interaktionsprozesse mit Hilfe der Röntgen-CT. Neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen werden in dieser Arbeit neue Methode zur zerstörungsfreien Untersuchung der Bodenstruktur und der Architektur des Wurzelsystems vorgestellt.

The goal of this thesis is to improve the understanding of the interplay between root growth and soil properties thanks to the use of X-ray CT. Specifically, this work aims at characterizing how the absence of root hairs influences the root system architecture of Zea mays L. and to which extent this depends on soil texture (loam or sand). Another objective of this thesis is to characterize the influence of roots of Zea mays L. on the rhizosphere bulk density and to which extent this depends on the soil texture and the absence of root hairs. Finally, this thesis aims at characterizing whether and under which circumstances roots of Zea mays L. ease their exploration of the soil by growing into biopores. This thesis provides a broad analysis of root-soil interaction processes with the help of X-ray CT. Along with the pure scientific findings, this thesis presents new methodological approaches for the study of soil structure as well as root system architecture non-destructively.