Universitas Leibniz Hanover: Pengukuran Gaya dan Penelitian dengan ZwickRoell pada Pertumbuhan Ujung Akar Tanaman
Studi Kasus
- Pelanggan: Universitas Leibniz Hanover, Institut Ilmu Sistem Bumi, Departemen Ilmu Tanah, Ketua Biofisika Tanah
- Lokasi: Hanover, Jerman
- Industri: Lembaga Penelitian & Akademisi
- Topik: Ketahanan penetrasi dalam tanah tergantung pada eksudat akar dan kelembaban tanah
Januari 2025
Institut Ilmu Sistem Bumi di Universitas Leibniz Hanover mensimulasikan pertumbuhan akar di dalam tanah. Ujung akar tanaman melepaskan zat yang dikenal sebagai mucigel ke dalam tanah, yang dapat mempengaruhi pertumbuhan akar selanjutnya. Dengan dukungan dari ZwickRoell, universitas menyelidiki bagaimana proses ini dipengaruhi oleh kandungan air tanah dan apa yang mendorong akar untuk berkembang.
Institut Ilmu Sistem Bumi di Universitas Leibniz Hanover
Institut Ilmu Pengetahuan Sistem Bumi (IESW) di Universitas Leibniz Hanover didirikan pada tahun 2024 dan merupakan lembaga interdisipliner penting yang menggabungkan beberapa lembaga sebelumnya, termasuk Ilmu Tanah, Geobotani, Geologi, Mineralogi, Geografi Fisik, dan Ekologi Lanskap. Tujuan dari restrukturisasi ini adalah untuk mengintensifkan kerja sama antara berbagai bidang spesialis dan untuk mempromosikan penelitian tentang interaksi yang kompleks antara manusia dan alam.
Perhatian utama IESW adalah investigasi terhadap dampak perubahan global, khususnya yang berkaitan dengan perubahan iklim, hilangnya keanekaragaman hayati, dan penggunaan sumber daya yang berkelanjutan. Institut ini menerapkan pendekatan integratif yang menggabungkan perspektif ilmiah dan sosial untuk mengembangkan solusi bagi isu-isu lingkungan yang mendesak. Selain itu, IESW juga mempromosikan pembentukan geocampus bersama, yang memfasilitasi pertukaran mahasiswa dan peneliti serta memperkuat pengajaran interdisipliner. Melalui proyek-proyek penelitian yang inovatif dan program studi yang berorientasi pada praktik, institut ini menawarkan platform bagi para calon ilmuwan yang bertujuan untuk menjawab tantangan zaman kita.
Tugas
Pengukuran gaya selama simulasi pertumbuhan akar
Dampak kelembaban tanah pada efek mucigel terhadap kekuatan yang diperlukan untuk pertumbuhan akar sebagian besar belum dieksplorasi. Oleh karena itu, para peneliti dihadapkan pada tantangan untuk merancang eksperimen yang benar-benar baru untuk mensimulasikan pertumbuhan akar. Hal ini memerlukan uji kompresi dengan kecepatan pengukuran yang dapat disesuaikan, di mana posisi dan gaya yang diterapkan dapat diukur pada interval pendek dengan akurasi tinggi.
Solusi ZwickRoell
Uji kompresi dengan jarum penetrometer baja tahan karat
Pertumbuhan akar disimulasikan dengan menekan jarum penetrometer ke dalam sampel tanah yang telah disiapkan dengan kecepatan tertentu. Ujung baja tahan karat yang dibuat secara khusus (berdasarkan geometri akar tanaman) ditekan dengan kecepatan tertentu ke dalam sampel tanah yang homogen dengan kombinasi mucigel dan kadar air yang berbeda. Para peneliti menggunakan mesin uij material AllroundLine (Z100) ZwickRoell. Dari gaya yang dihasilkan, resistensi penetrasi dan energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan akar dihitung dan pengaruh mucigel dan kadar air diukur. Berkat kisaran luas dari kecepatan uji yang memungkinkan, varian terbaik dapat dipilih dengan bantuan uji pendahuluan, yang memberikan hasil yang realistis dengan durasi pengukuran yang dioptimalkan. Gaya yang diukur membentuk dasar untuk perhitungan dan analisis faktor yang diselidiki.
"Dengan mesin uji ZwickRoell, kami menemukan bahwa mucigel tanaman sangat membantu pertumbuhan akar ketika kondisi paling menantang bagi akar. Khususnya di tanah kering dan tanah liat. Singkatnya: kami mensimulasikan pertumbuhan akar tanaman di dalam tanah dan mengukur kekuatan yang dihasilkan."
MSc Ulla Rosskopf, PhD mahasiswa di Institut Ilmu Tanah, Universitas Leibniz Hanover
Hasilnya
Kelembaban tanah sangat penting
Pengaruh mucigel pada kekuatan yang diperlukan untuk pertumbuhan akar tergantung pada kelembaban tanah yang ada. Pada tanah berbutir halus (tanah liat), mucigel mengurangi energi yang dibutuhkan untuk pertumbuhan akar dalam kondisi kering, sementara itu sedikit meningkat pada tanah yang lembab. Efek ini secara signifikan kurang menonjol pada tanah berbutir kasar (pasir).
Klik di sini untuk mengakses publikasi dalam literatur ilmiah.
