3D visualisatie van het wortelsysteem van een grove den in het Pijnven

Een grote uitdaging: te weten komen hoe een boom er onder de grond uitziet, zonder hem uit te graven of op een andere manier te beschadigen? De niet-destructieve techniek grondradar (Ground Pentrating Radar of GPR) heeft veel potentieel om hierbij te helpen, en om het kwantificeren van de boomwortels en het bepalen van de wortelbiomassa mee te ondersteunen. De opzet van het onderzoek van bio-ingenieursstudente Feria Verschraegen (Universiteit Gent) voor haar masterproef was dan ook om na te gaan onder welke condities de wortelstructuur van bomen in beeld kan gebracht worden met deze techniek. Hiervoor ging ze aan de slag in het Pijnven, maar ook in stedelijk gebied in Gent.
Zij deed dit onderzoek onder begeleiding van de Prof. Philippe De Smedt, Prof. Hans Verbeeck en Prof. Kim Calders van de faculteit bio-ingenieurswetenschappen en Dr. Lieven Verdonck van de Faculteit Letteren en Wijsbegeerte (UGent).

 

3D visualisatie https://poly.cam/capture/ebe982a4-0834-4738-a006-c6c61ac71e9b?fbclid=IwAR1coTnedASIzSit1pbafleMxPJkbiorcKUrRPQTeczJ2Nd-r3ViCe0mr80

 

Belang van boomwortels

In onderzoek rond bomen blijven de boomwortels vaak onderbelicht. Nochtans spelen boomwortels een cruciale rol binnen ecosystemen. Boomwortels zorgen voor verankering en ondersteuning in de grond. Daarnaast zijn ze verantwoordelijk voor de opname van water en mineralen en de opslag van koolhydraten. Ook beschikken ze over tal van synthetische functies, zoals de synthese van plantenhormonen, en zijn ze een sensor voor waterstress. Boomwortels werken ook samen met Mycorrhiza in de bodem.

Grondradar
Grondradar is een niet-destructieve techniek die ondergrondse structuren kan detecteren wanneer deze een voldoende groot contrast in diëlektrische permittiviteit vertonen met hun omgeving. Verschillende factoren in het bodem-wortelsysteem hebben invloed op de grootte van dit contrast en dus het detectievermogen van de radar. Het watergehalte in en rond de wortel is hierbij de belangrijkste factor. Hoe groter het verschil in watergehalte tussen de wortels en de bodem, hoe groter het contrast dat kan waargenomen worden in het reflectiepatroon van de grondradar.
Dit contrast zal het duidelijkst zijn in goed gedraineerde zandgronden en minder duidelijk in kleibodems of bodems met een hoog watergehalte. De aanwezigheid van andere objecten in de bodem heeft ook een invloed. Als deze objecten reflecties veroorzaken is het moeilijk deze te onderscheiden van wortelreflecties.

Resultaten
In boscontext (Bosland), gekenmerkt door een zandige onverstoorde bodem, werden de grote boomwortels (diameter > 3 cm) in kaart gebracht. Boomwortels met een diameter kleiner dan 3 cm werden niet gedetecteerd met een frequentie van 300, 500 en 800 MHz. De diepte van deze boomwortels kon worden ingeschat tot een maximale afwijking van 10 cm met de drie frequenties. Op basis van de data in boscontext was het niet mogelijk om een inschatting te maken van de ondergrondse biomassa. Wel toont deze opstelling potentieel om deze inschatting en koppeling met de bovengrondse biomassa verder te onderzoeken.
In de stedelijke context werd in sterk verstoorde bodems gemeten, waar pakketten steengruis en gecompacteerd bodemmateriaal de radarmeting bemoeilijkten. Hierdoor was het met de gebruikte opstellingen niet mogelijk om de boomwortels in kaart te brengen door de grote heterogeniteit van de grond.

Voor meer informatie: zie Masterthesis Feria – in bijlage

Vragen? Opmerkingen? Mail naar: info@boslab.be