Michael Kanzler, Christian Böhm, Jaconette Mirck & Dirk Freese

Department of Soil Protection and Recultivation, Brandenburg University of Technology

MICROCLIMATE EFFECTS OF

SHORT ROTATION TREE-STRIPS

IN GERMANY

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

2

I - Introduction – previous research

28.07.2013

open field 3m leeward 20m leeward centre (48m)

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

2

I - Introduction – previous research

24m ~ 55%, 48m ~ 38%, 96m ~ 12%

28.07.2013

open field 3m leeward 20m leeward centre (48m)

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

2

I - Introduction – previous research

24m ~ 55%, 48m ~ 38%, 96m ~ 12 %

28.07.2013

= leeward = windward (12m) 3m 3m

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

Climate: Ø 9.3°C, ∑ 560 mm

3

I – Introduction – research site

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

Climate: Ø 9.3°C, ∑ 560 mm

3

I – Introduction – research site

Soil: Gleyic Fluvisol, sandy loam

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

Climate: Ø 9.3°C, ∑ 560 mm

3

I – Introduction – research site

Soil: Gleyic Fluvisol, sandy loam

Ground water table: ~ 0.8 – 2.3m

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

Climate: Ø 9.3°C, ∑ 560 mm

3

I – Introduction – research site

Soil: Gleyic Fluvisol, sandy loam

Ground water table: ~ 0.8 – 2.3m

Flat farmland, 40 ha, AFS 2010

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

5 ha trees: poplar (MAX 1) and black locust, 8715 ha-1

Flat, farmland, 40 ha, AFS 2010

Climate: Ø 9.3°C, ∑ 560 mm

3

I – Introduction – research site

Soil: Gleyic Fluvisol, sandy loam

Ground water table: ~ 0.8 – 2.3m

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

Crop alleys: sugar beet (Beta vulgaris var. Altissima)

5 ha trees: poplar (MAX 1) and black locust, 8715 ha-1

Climate: Ø 9.3°C, ∑ 560 mm

3

I – Introduction – research site

Soil: Gleyic Fluvisol, sandy loam

Ground water table: ~ 0.8 – 2.3m

Flat, farmland, 40 ha, AFS 2010

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

Crop alleys: sugar beet (Beta vulgaris var. Altissima)

5 ha trees: poplar (MAX 1) and black locust, 8715 ha-1

Climate: Ø 9.3°C, ∑ 560 mm

3

I – Introduction – research site

Soil: Gleyic Fluvisol, sandy loam

Ground water table: ~ 0.8 – 2.3m

Harvest: Winter 2014/15, resprout: end of April 2015

Flat, farmland, 40 ha, AFS 2010

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

measurement period: 30.04. – 06.10.2015

4

II – Materials and methods – equipment

2.rel. humidity

5.air temperature

4.precipitation

3.global radiation

1.Wind speed 1

2+5 3 4

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

measurement period: 30.04. – 06.10.2015

Relative humidity + air temperature

Operation range:-40° to 70°C (-40° to 158°F)

Accuracy: ±2.5% from 10% to 90% RH , to a maximum of ±3.5%

including hysteresis, ±0.21°C from 0° to 50°C

Record rate: 10 min, all values shown are averages of 4 loggers !

4

II – Materials and methods – equipment

1

2+5 3 2.rel. humidity

5.air temperature

4.precipitation

3.global radiation

1.Wind speed

4

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

5

II – Materials and methods – research trail

WS = weather station

A = anemometer (wind speed)

H = Hobo V2 Pro Data Logger

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen III - Results – max air temperature

6

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

air tem

pera

ture

[°C

]

10

15

20

25

30

35

40

45open field

24m centre

48m centre

96m centre

poplar

2.8m 0.1m

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen III - Results – max air temperature

6

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

air tem

pera

ture

[°C

]

10

15

20

25

30

35

40

45open field

24m centre

48m centre

96m centre

poplar

2.8m 0.1m

01.07. – 06.10.15, comp. to open field: poplar – 2 %, 24m + 48m +2 %, 96m +4 %

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen III - Results – max air temperature

6

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

air te

mpe

ratu

re [°C

]

10

15

20

25

30

35

40

45

3m west 21m west centre 21m east 3m east

2.8m 0.1m

01.07. – 06.10.15, comp. to open field: poplar – 2 %, 24m + 48m +2 %, 96m +4 %

West = leeward East = windward

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen III - Results – max air temperature

4

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

air te

mpe

ratu

re [°C

]

10

15

20

25

30

35

40

45

3m west 21m west centre 21m east 3m east

2,8m 0m

3m west > centre > 3m east > 21m west > 21m east, ∆temp≈ 2°C

01.07. – 06.10.15, comp. to open field: poplar – 2 %, 24m + 48m +2 %, 96m +4 %

West = leeward East = windward

2.8m 0.1m

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

7

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

rela

tive

hu

mid

ity [

%]

0

20

40

60

80

100

III – Results – min relative humidity

2.8m 0.1m open field 24m centre 48m centre 96m centre poplar

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

7

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

rela

tive

hu

mid

ity [

%]

0

20

40

60

80

100

III – Results – min relative humidity

2.8m 0.1m

compared to open field conditions:

– 24m and 96m crop alley

open field 24m centre 48m centre 96m centre poplar

48m crop alley and poplar

1 and 10%

1 and 5%

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

8

III - Results – wind velocity

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

win

d v

elo

city [m

s-1

]

0

1

2

3

4

5

open field 24m centre 48m centre poplar

2.8m 0.1m

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

8

III - Results – wind velocity

30.04. 10.05. 20.05. 30.05. 09.06. 19.06. 29.06. 09.07. 19.07. 29.07. 08.08. 18.08. 28.08. 07.09. 17.09. 27.09. 07.10.

win

d v

elo

city [m

s-1

]

0

1

2

3

4

5

open field 24m centre 48m centre poplar

compared to open field conditions:

24 and 48m crop alley 17 % poplar tree stripe 67 %

2.8m 0.1m

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

9

IV – Conclusions

early effect on microclimate conditions

windspeed > air temperature > rel. humidity

Climate yield exclude soil future research

Windspeed > shading higher temperature !

Shading > wind speed lower temperature ?

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

9

IV – Conclusions

early effect on microclimate conditions

windspeed > air temperature > rel. humidity

Climate yield exclude soil future research

Windspeed > shading higher temperature !

Shading > wind speed lower temperature ?

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

9

IV – Conclusions

early effect on microclimate conditions

windspeed > air temperature > rel. humidity

Climate yield exclude soil future research

Windspeed > shading higher temperature !

Shading > wind speed lower temperature ?

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

9

IV – Conclusions

early effect on microclimate conditions

windspeed > air temperature > rel. humidity

Climate yield exclude soil future research

Windspeed > shading higher temperature !

Shading > wind speed lower temperature ?

I. Einleitung – Schutzwirkung von Agrarholzstreifen

Thank you for your attention!