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Abb. 1: Kartierung von kleinräumigen Materialwechseln

Bodenuntersuchungen

In der Landwirtschaft nimmt die standortangepasste Bodenbearbeitung immer breiteren Raum ein. Sie berücksichtigt die Unterschiede in den wechselnden Bodenverhältnissen. Dazu ist deren genaue Kenntnis notwendig. Als Informationsquellen werden heute auch Ergebnisse aus Georadar- und Geoelektrikmessungen herangezogen. In Abb. 1  sind Radargramme dargestellt, in denen sich der Verlauf des Übergangs von lehmhaltigem zu sandigem Material deutlich verfolgen lässt.

Abb.2: Robert Meyer bei GPR-Messungen zur Bestimmung der Bodenfeuchte auf einer Testfläche im Fuhrberger Feld bei Hannover.

Die Bodenfeuchte ist eine wichtige Größe für die Modellierung von Stofftransporten oder auch zur Beantwortung landwirtschaftlicher Fragestellungen. Es gibt eine Vielzahl von Methoden zur punktuellen Wassergehaltsbestimmung (gravimetrisch, TDR (time domain reflectometry), Tensiometer ...). Die laterale Feuchteverteilung ist im Allgemeinen nicht homogen, weshalb neue Methoden zur schnellen und flächenhaften Bestimmung entwickelt werden. Seit einigen Jahren zeichnet sich ab, dass hierfür insbesondere das GPR sehr gut geeignet ist.

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen korreliert sehr stark mit dem Wassergehalt des Bodens. In der obersten Bodenschicht kann sie mit der Bodenwelle bestimmt werden, welche innerhalb des Bodens entlang der Grenze zur Luft propagiert. Das Messverfahren wurde insbesondere hinsichtlich einer hohen räumlichen Auflösung optimiert. Mit einer Aufstellung können Feuchteunterschiede mit einer lateralen Auflösung von ca. 15 cm kartiert werden (Abb. 2).

Abbildung 3 (links) zeigt das Ergebnis einer solchen Messung auf einer Grünfläche von 10 m x 10 m. Die aus den Radarmessungen ermittelten Ausbreitungsgeschwindigkeiten der obersten Bodenschicht wurden in Wassergehalte umgerechnet. Das Muster spiegelt die natürliche Feuchteverteilung wieder, die unter Anderem durch Mikrotopographie oder unterschiedliche Pflanzendurchwurzelung beeinflusst wird.

Abb.3: Ergebisse von GPR Bodenwellen-Messungen auf einer Grünfläche. Links natürliche, rechts durch ehemalige Landwirtschaftliche Nutzung beeinflusste Feuchteverteilung.

Abbildung 3 (rechts) zeigt die Feuchteverteilung auf einer weiteren Grünfläche, welche allerdings bis zwei Jahre vor der Messungen als Acker genutzt wurde. Auffällig ist das regelmäßige Streifenmuster, das parallel zur ehemaligen Bewirtschaftungsrichtung ausgerichtet ist. Das Pflügen und Bearbeiten des Bodens scheint die Feuchteverteilung auch noch Jahre später zu beeinflussen.