Architektur der Wurzelsysteme von Fichten (Picea abies [L.] Karst.) nach dem Schichtebenenmodell auf sauren Standorten

Frankfurt am Main

2005

S. 33-44

15 Abb., 9 Tab., 25 Lit. Ang.

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200122002

Ziel dieser Arbeit war es, durch eine Inventur und Analyse von je 5 Fichtenwurzelsystemen 30-40 Jahre alter Fichten auf 3 unterschiedlich versauerten Standorten in Ebergötzen/Göttingen, Barbis/Vorharz und Weidenbrunnen/Fichtelgebirge, Unterschiede und Wechselbeziehungen zwischen der Ausprägung der Wurzelsysteme und verschiedenen Bodenzuständen aufzuzeigen. Insbesondere sollten über die Querschnittsflächenverteilungen der Wurzeln Unterschiede zwischen den Standorten hinsichtlich der physiologischen und mechanischen Stabilität und Beziehungen zu den Feinwurzeln aufgezeigt werden. Von jedem manuell ausgegrabenen Wurzelsystem wurden Wurzelanzahl und -durchmesser, -länge, -trockengewicht, -querschnittsflächen, Verzweigungsmuster, Jahresringchronologie an ausgewählten Wurzeln nach dem Schichtebenenmodell von Gruber 1992 untersucht: Die wichtigsten Ergebnisse sind: Die Grobarchitektur der untersuchten Wurzelsysteme war standörtlich sehr unterschiedlich. Die Wurzelsysteme vom Standort Ebergötzen sind durch zahlreiche, tief reichende, gut verzweigte Senkerwurzeln (über 140 cm Tiefe) gekennzeichnet. Die Wurzelsysteme vom Standort Barbis besitzen weniger, aber dickere Senkerwurzeln mit einer noch guten Verzweigung. Die Wurzelsysteme vom Standort Weidenbrunnen sind flach oder als "diagonale Senker" ausgeprägt, wobei eine intensive Verzweigung vorhanden sein kann. Bei der Analyse der Verzweigungsmuster konnten zwischen den Standorten keine eindeutigen Unterschiede festgestellt werden. Hinsichtlich des durchschnittlichen Gesamtwurzeltrockengewichts hebt sich der Standort Weidenbrunnen mit 37,2 (+/- 1,3) kg ab. Barbis und Ebergötzen liegen mit nur 16,6 kg vertikalen zu horizontalen Wurzeln sind Barbis mit 0,4 und Ebergötzen mit 0,4 identisch. Weidenbrunnen hebt sich mit 0,16 davon deutlich ab. Die Verteilung der Wurzelquerschnittsflächen im Schichtebenenmodell wird an drei repräsentativen Untersuchungsbäumen jeweils in den Tiefenstufen 40 cm, 60 cm und 80 cm graphisch dargestellt. Hinsichtlich der Verteilung der Wurzeln nach den absoluten Querschnittflächen GWQF, LWQF (Gesamtwurzelquerschnitts-, Splintfläche) in den Schichtebenen dominiert ab der Tiefenstufe 80 cm der Standort Ebergötzen mit durchschnittlich 32,6 cm2 vor Barbis mit 29,2 cm2 und Weidenbrunnen mit nur 10,9 cm2 pro Baum. Die Wurzelsysteme des Standortes Barbis zeigen bei allen Querschnittsflächen bis zur Schichtebene V100 prozentual den höchsten Grad der Tiefendurchwurzelung, die von Weidenbrunnen den niedrigsten. Auch bei der Analyse der auf die Schichtebenen bezogenen Splintflächen (SchiLWQF) konnten absolut und prozentual ähnliche Unterschiede aufgezeigt werden. Diese SchiLWQF korrespondieren sehr gut mit der Feinwurzelverteilung im Boden. Bei den Feinwurzeln konnten auf den Standorten Barbis 2470 kg/ha, Ebergöptzen 3190 kg/ha und Weidenbrunnen 5680 kg/ha als gesamte Feinwurzelmasse bzw. 1380 kg/ha, 1500 kg/ha und 1120 kg/ha lebende Feinwurzelmasse verzeichnet werden. Weidenbrunnen hat einen sehr hohen Anteil an Feinwurzelnekromasse (82 %); 97 % der lebenden und auch der gesamten Feinwurzelmasse sind hier in der obsten Tiefenstufe bis 20 cm vorhanden, was die sehr geringe Tiefendurchwurzelung dieses Standortes verdeutlicht. Hinsichtlich der mechanischen und physiologischen Stabilität wurden von Gruber ein Verankerungsfaktor (GQF) und ein Splintflächenfaktor (SQF) der Wurzelsysteme als Verhältnisse der Querschnittsflächen V 80/H100 definiert und für die Wurzelsysteme der Standorte berechnet. Der Standort Weidenbrunnen hat extrem niedrige Werte (0,075), was im Vergleich zu Ebergötzen (1,04 bzw. 1,21) und Barbis (0,32 bzw. 0,23) eine weitaus geringere mechanische und physiologische Stabilität verdeutlicht. Der jährliche Längenzuwachs der Horizontalwurzeln in der Horizontalstufe H50-100 leigt durchschnittlich zwischen 6,3 cm (Weidenbrunnen, Barbis) und 9,3 cm (Ebergötzen). Bei den dominanten Vertikalwurzeln sind abhängig von der Tiefenstufe zwischen 3,5 cm und 6,7 cm jährliche Längenzuwächse zu verzeichnen, wobei der Standort Weidenbrunnen die niedrigsten Werte aufweist. Über die Jahrringanalyse im Abzweigungsbereich von horizontalen Mutterwurzel und Senkerwurzel wurde auf die Initiierung der Senkerwurzeln geschlossen. Dabei konnten Jahresringdifferenzen zwischen 2-19 festgestellt werden. Hinsichtlich der Tiefendurchwurzelung auf den drei Standorten konne ein Zusammenhang zur unterschiedlichen Basenaustauschersättigung mit Ca, Mg, K und Na in den enstprechenden Bodenschichten nachgewiesen werden. Der pH-Gradient kann für die Flachwurzeligkeit der Wurzelsysteme allerdings nicht verantwortlich gemacht werden.