Bodenkunde Flashcards
1
Q
die Pedologie befasst sich mit:
A
(Pedo=Erdboden)
• der Entstehung von Böden
• der Entwicklung und Klassifizierung von Böden
• den Eigenschaften und Funktionen von Böden
• der Nutzung von Böden und den damit verbundenen Gefahren und Möglichkeiten
2
Q
Boden ist:
A
- die dünne, oberste Schicht der Erdkruste
- durch komplexe Prozesse über lange Zeit entstanden
- ein dynamisches Gebilde
- Lebensraum für Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen
- Grundlage der Nahrungsmittelproduktion
- schutzbedürftig und schützenswert
3
Q
Bodenprofil:
A
senkrechter Schnitt von der Oberfläche bis zum Muttergestein (Bodenausgangsmaterial)
4
Q
Bodenhorizont:
A
deutlich unterscheidbare Zonen in Bodenprofil, die durch bodenbildende Prozesse entstanden sind.
5
Q
Bodentyp:
A
Böden mit ähnlichen lithogenen und pedogenen Eigenschaften und mehr oder weniger gleichem Profilaufbau
6
Q
Bodenart:
A
Die Textur eines Bodens oder eines Bodenhorizonts ergibt sich aus der Korngrößenzusammensetzung (Anteile Sand, Ton, Schluff). Die Textur hat wesentlichen Einfluss auf viele physikalische, chemische und biologische Eigenschaften des Bodens.
7
Q
Humus:
A
alle abgestorbenen oder von Lebewesen ausgeschiedenen organischen Stoffe im Boden
8
Q
Edaphon
A
Gesamtheit der in und auf dem Erdboden lebenden Kleinlebewesen (Pflanzen und Tiere)
9
Q
Bestandteile des Bodens
A
Luft 25%
Wasser 23%
organische Substanz 7%
mineralische Substanz 45%
10
Q
Mineralische Substanz des Bodens
Es gibt 3 verschiedene Gestein-Typen:
A
Mineralische Komponente: kommt aus dem Gestein, Lithosphäre. Typen: Magmatite Sedimentite Metamorphite
11
Q
Plutonite
A
Tiefengesteine, Steine die im Erdinneren entstehen
12
Q
Vulkanite
A
Erdgussgesteine, Steine die an der Erdoberfläche entstehen
13
Q
Sedimentgestein Bildung (Reihenfolge)
A
- Verwitterung
- Erosion
- Transport
- Sedimentation
- Versenkung
- Diagenese (Verfestigung von Lockersedimenten)
14
Q
Wie viel % machen Sedimente und Sedimentite der Erdkruste aus?
A
Sedimente und Sedimentite machen ca. 8% der Erdkruste (Magmatite 65%) aus, bedecken aber 75% der Erdoberfläche
15
Q
Bestandteile des Bodens - Sedimentite (Aufzählung: größtes bis kleinstes)
A
- grobkörnige Sedimente (Psephite): >2mm, hohe Transportkraft
• Schutt (eckig): Grus-Breccie
• Schotter (rund): Kies-Konglomerat (z.B. Nagelfluh) - Sande und Sandsteine (Psammite): 2mm‐0.063mm
- Schluffe und Schluffsteine (Silte): 63μm‐2μm, Löss
- Tone und Tonsteine (Pelite): <2μm
- Kalkgesteine (>75% Carbonat) und Mergel (25‐75% Carbonat)
16
Q
Metamorphit Entstehung
und 2 Arten von Metamorphose
A
entstehen durch hohen Druck, hohe Temperatur und durch Bewegung aus magmatischen (Ortho‐) und sedimentären (Para‐) Gesteinen
- Regionalmetamorphose
- Kontaktmetamorphose
17
Q
Mineralische Substanz in Gestein (% Anteil)
A
O 50%
Si 25%
Rest: Al, Fe, Ca, Mg, Na, K 25%
18
Q
lithogene Mineralien (Bedeutung + Bsp)
A
aus dem Muttergestein stammende (primäre) Mineralien, entstehen durch Verwitterung.
- Silicate
- Quarz
- Calciumcarbonat
19
Q
pedogene Mineralien (Bedeutung + Bsp)
A
Entstehen durch Umwandlung und Neubildung (sekundäre) Mineralien
- Tonminerale
- Oxide und Hydroxide
20
Q
Tonminerale Bedeutung im Boden:
A
Tonminerale: Verwitterungsprodukte primärer Silikate
Bedeutung im Boden:
• verleihen Plastizität
• Quellfähigkeit
• absorbieren Ionen und Moleküle
21
Q
Was sind primäre Oxide?
A
Quarz
22
Q
Was sind sekundäre Oxide und Hydroxide?
A
von Al, Fe, Mn, teilweise von Si und Ti
23
Q
Beispiele für Anthropogene Substrate im Boden (umgelagerte, natürliche Substrate)
A
- Bodenabtrag von Planierungen
- Bodenaushub von Baumaßnahmen
- Halden bei der Gewinnung von Bodenschätzen (Kohle, Erz): Pyrit
- Gleisschotter
24
Q
Beispiele für Anthropogene Substrate im Boden (technogene Substrate - vom Menschen geschaffen oder stark verändert)
A
- Bauschutt: v.a. Ziegel und Mörtel
- Schlacke
- Müll
- Klärschlamm
- Asche: Flug‐ und Kesselasche
25
Technosol, Definition
Internationaler Begriff für Stadtböden
26
Organische Substanz in Böden - Definition
2 Sichtweisen betreffend Humus:
Entweder man betrachtet nur den toten Teil oder auch den lebenden (Wurzeln etc)
Definition 1: „Alle in und auf dem Mineralboden befindlichen abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Streustoffe und deren organische Umwandlungsprodukte, inklusive der durch menschliche Tätigkeit eingebrachten organischen Stoffe (z.B. Pestizide, organische Abfälle)“
Definition 2: Zu allem in Definition 1 wird die lebende Biomasse (Edaphon und Wurzeln) dazugezähltalle Bodenbestandteile belebten Ursprungs (Bodenökologen)
27
organische Substanz eingeteilt nach Zersetzungsgrad (je nach dem wie alt sie sind):
1. Streustoffe
• abgestorbene Pflanzenreste, tote Wurzeln und Bodenorganismen
• leichte organische Fraktion: Lipide, Proteine, Polysaccharide, Lignin
• kurze Verweilzeit, aktiver pool
2. Huminstoffe
• stark umgewandelte Substanzen ohne makroskopisch erkennbare Gewebestruktur
• schwere oder feine organische Fraktion
• hohe Verweilzeit, resistenter pool
28
organische Substanz besteht aus
* Kohlenstoff (ca. 50%)
* Wasserstoff
* Sauerstoff
* Stickstoff
* Schwefel
* Phosphor
* Metalle in austauschbarer (Ca, Mg) oder gebundener Form (Cu, Mn, Zn, Al, Fe)
29
Was ist ausschlaggebend für die Bodenbildung/ was beeinflusst die Bodenbildung
Ausgangsmaterial: Gefüge, Mineralbestand und Körnung des Gesteins
Ausgangsmaterials beeinflusst Bodenbildung durch
• potentiell entstehenden Tongehalt
• Menge an basischen Metallen (Na, K, Ca, Mg) und Fe
• Durchlässigkeit des Gesteins
30
was ist der Kulminationsbereich von Erhebungen
flacher Bereich einer Erhebung
31
Bodenethik berücksichtigt folgende Dimensionen:
- Boden ist selber Leben
- ist ein absolut endliches Gut
- ist in jedem Fall eine Gabe
32
Hauptentstehungsart von Gesteinen:
- Magmatismus: Erstarrung einer Gesteinsschmelze
- Sedimentation: im Meer oder auf dem Festland
- Metamorphose: Umwandlung unter Druck- und Hitzeeinwirkung
33
Psephite
ist die Bezeichnung für grobkörnige Sedimente mit Korngrößen über 2 mm
-> hohe Transportkraft
34
Psammite
Psammit (Sande und Sandsteine) ist die Bezeichnung für mittelklastische Sedimentgesteine mit Korngrößen von 0,063 bis 2 mm
-> Sade und Sandgestein
35
Silte
Schluffe und Schluffsteine: Sedimentgestein, in dem Mineralkörner mit einer Korngröße von 2 bis 63 um vorkommen
-> Löss
36
Pelite
Tone und Tonsteine: Sedimentgestein, in dem Mineralkörner mit einer Korngröße von <2um vorkommen
37
Evaporation
ist ein Begriff, der die Verdunstung von Wasser auf unbewachsenen bzw. freien Land- oder Wasserflächen bezeichnet.
38
Transpiration
Als Transpiration wird die Verdunstung von Wasser über die Blätter der Pflanzen, vor allem über deren regulierbare Spaltöffnungen aber auch über deren übrige Außenhaut, beschrieben.
39
Die Bodenbildung ist von mehreren Faktoren abhängig:
Relief, Klima, Organismen, Nutzung, Ausgangsgestein
| -> (Gestein + Streu) x Zeit
40
Ausgangsmaterials beeinflusst Bodenbildung durch:
- potentiell entstehenden Tongehalt
- Menge an basischen Metallen (Na, K, Ca, Mg) und Fe
- Durchlässigkeit des Gesteins
41
Entwicklungsreihe von Böden:
- > Gestein
- > Rohboden -> Ranker
- > Braunerde -> Podsol
42
physikalische Verwitterungsarten
- Temperatursprengung, bis 50 MPa (Ungleichgewicht an Spannungen)
- Frostsprengung (Kryoklastik), bis 210 MPa
- Salzsprengung
- Druckentlastung (Exfoliation)
- Abrieb, Abrasion
43
chemische Verwitterungsarten
- Wasser spielt entscheidende Rolle: Reagens, Transportmittel für andere Reagenzien, Transportmittel für die Abfuhr von chemischen Verwitterungsprodukten
- Lösungsverwitterung (verändert nicht das Gestein, ist reversibel)
- Kohlensäureverwitterung
- Hydrolyse (früher Silikatverwitterung): wichtigste chemische Verwitterungsart, verwittert alle Silikate -> verändert Zusammensetzung des Minerals (ganz anderes Mineral)
- Oxidationsverwitterung (ein Element gibt Elektron ab -> Wertigkeit verändert sich)
- Hydratation: Wasser wird in die Mineralstruktur eingebaut -> Aufquellung und Sprengung
44
biologische Verwitterungsarten
- physikalisch-biogen: Wurzelsprengung
- chemisch-biogen: Flechten (Pioniere) auf bloßem Stein, produzieren Säure und lösen Mineralien heraus, können Kraft entwickeln, bereiten Schicht vor für andere Organismen
45
Mineralneubildungs Prozess
Ausgangsmaterial: Gesteine, Minerale
Abbauprozesse: Verwitterung
Aufbauprozesse: Mineralneubildung
sekundäre Neubildung: Tonminerale, Oxide, Hydroxide
46
Lessivierung
Tonverlagerung: mechanische Verfrachtung der Feintonfraktion durch Sickerwasser aus dem Oberboden in tiefere Bodenbereiche
47
Carbonatisierung:
Sekundäre Ausfällung von Carbonaten
48
Podsolierung:
Verlagerung von Silicat-Bruchstücken (Sesquioxide)
49
Zersetzungsphasen
- biochemische Initialphase
- > Hydrolyse und Oxidation hochpolymerer Verbindungen
- > Auswaschung wasserlöslicher Komponenten
- Zerkelinerungsphase
• Oberfläche des Materials wird durch die Zerkleinerung vergrößert wodurch noch mehr Mikroorganismen Platz haben
- Ab‐ und Umbauphase
- > enzymatische Aufspaltung
- > Mineralisation
50
Turbations Arten
- Bioturbation: Vermischung durch Bodenorganismen
- Kryoturbation: durch Bodenfrost induzierte Vermischung
- Peloturbation: häufige Feuchtewechsel in tonreichen Böden führen zu Vermischung
- anthropogene Bodenbearbeitung
51
Pflanzen die Säureanzeigen sind für
| stark saure, saure und neutral bis schwach saure Böden
stark sauer: Heidelbeere, Preiselbeere, Adelerfarn, Arnika
sauer: Flatterhirse, Schafschwingel
neutral bis schwach sauer: Pastinake, Wiesensalbei
52
Funktion der Wurzel
- Aufnahme von Nährstoffen
- Speicherorgan
- hilft Porensystem zu erweitern
- unterschiedliche Typen von Wurzeln
53
Prüfungsfrage: Lebensformen des Regenwurms aufzählen und deren Funktion für den Boden
Lebensformen:
- endogäische Arten: (flachgrabende) nur im Boden -> pigmentlos
- epigäische Arten: reine Streubewohner -> pigmentiert
- anözische Arten: Vertikalgraber, wichtig für Turbulenz
Funktion:
- belüften den Boden,
- verbessern die Wasserhaltefähigkeit und Bodenstruktur
- ermöglichen mit ihren Gängen den Wurzeln ein tieferes Eindringen in den Boden, erleichtern den Pflanzen damit die Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen,
- bilden stabile Humuskomplexe
- wandeln Gartenabfälle mit Hilfe von Mikroorganismen in Pflanzennährstoffe um.
- Wurmkot enthält siebenmal mehr Phosphat, elfmal mehr Kali, fünfmal mehr Stickstoff als die umgebende Erde.
- produzieren CO2 und N2O -> Treibhauseffek
- Turbation, Regenwurm frisst organische und mineralische Substanzen – hinten raus kommen dann die organischen/mineralischen Komponenten
54
Ökosystemdienstleistungen:
- unterstützende Leistungen
- regulierende Leistungen
- Bereitstellende Leistungen
- Kulturelle Leistungen
55
Streuabbau: Steuerungsleistung (nach Dunger 1998)
- Nussknacker-Effekt
- Pelletierungseffekt
- selektive Beweidung
- Außenmagen-Effekt
56
Klimaerwärmung (+2°C) und Änderung der Niederschlagsmenge bewirken
- Beschleunigung von temperatur-limitierten Prozessen (Verwitterung, Mineralisierung)
- Mobilisierung von Kohlenstoff
- Verschiebung in den Pflanzengemeinschaften -> höhere Wurzeldichte, mehr holzige Biomasse
- Erhöhung der Abbauraten, Verminderung der organischen Substanz
- längere Vegetationsperiode für Bodenlebewesen
- Vergrößerung der Schädlingspopulationen
- Permafrostböden tauen auf
57
Gefahren von Permafrostböden und Klimawandel
- werden immer mehr auftauen
- methanogene Bakterien arbeiten stärker
- mehr CH4 freigesetzt
- 1/3 des C des Bodens ist im Permafrost
- tiefe Eisschichten haben keine Abbauprozesse, wenn es also wärmer wird -> Abbau -auch: durch Abschmelzen wird System instabil (Boden sinkt, kippt. bricht)
- > gefährlich: besonders, wenn Pipelines darüber verlaufen (flüssiger NH3 wird eingebracht, damit Boden gefroren bleibt)
58
Auswirkungen von Bodenversauerung
- Verringerung der Bodenfruchtbarkeit -> Kationenaustauschkapazität nicht mehr effektiv
- Mobilisierung von Schwermetallen
- irreversibler Zerfall wichtiger mineralischer Bodenbestandteile (Oxide und Tonminerale, ≤pH 3,5)
59
Bodenreaktion:
Konzentration der Wasserstoffionen (H+) im Boden (Bodenacidität); Maß für die Bodenreaktion ist der pH-Wert
60
Was ist die Kationenaustauschkapazität und welche Funktion hat sie für den Boden?
Die Kationenaustauschkapazität (Abk.: KAK) ist ein Maß für die austauschbaren Kationen und damit die Zahl an negativen Bindungsplätzen von Kationenaustauschern im Boden.
Kationenaustauscher dienen als Reservoir für Pflanzennährstoffe, die durch Ionenaustauschvorgänge nach und nach an die Bodenlösung abgegeben und von den Wurzeln aufgenommen werden können. Diese Kationenaustauschkapazität hängt ab vom Gehalt an mineralische und organischen Austauschen (Ton und organische Substanz), vom pH Wert (je saurer, desto weniger Nährstoffe können festgehalten werden) und von der Herkunft der Böden
- sauer wirkend: Al3+ und H+
- basisch wirkend: Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+
61
Was sind die Bestandteile von Humus?
abgestorbene oder von Lebewesen ausgeschiede organische Stoffe im Boden
62
Magmatite
Gesteine, die bei Erstarrung flüssiger Magmen entstehen
63
Sedimente
```
Durch Verwitterung zerkleinerte Bestandteile
von Gesteinen (Sedimente) werden durch Verfestigung zu Sedimentgesteinen (Vorgang: Diagenese) unter relativ geringem Druck und Temperatur
```
64
Metamorphite
Bei der Umformung von Sedimentgesteinen
| und Magmatiten durch hohen Druck und hohe Temperaturen entstehen Metamorphite
65
Was sind Mineralien
Alle Gesteine bestehen aus Mineralien: feste, anorganische, homogene Grundbestandteile des Gesteins
66
Unterschiedliche Silikate:
```
Feldspäte
Glimmer
Hornblenden
Augite
Oliven
```
67
Entstehung von Oxide und Hydroxide:
Entstehen durch Verwitterung von Silikat
68
Wie entstehen Sedimentite?
Verwitterung → Transport → Sedimentation (Ablagerung) → Sedimentit
69
Eigenschaften von organischer Substanz
* sorbiert organische und anorganische Stoffe aus der Bodenlösung
* erhöht durch überwiegend negative Ladungen die Kationenaustauschkapazität
* wichtig für die stabile Bodenstruktur (Gefügebildung und Aggregierung)
* bestimmt die Bodenfarbe (Wärmehaushalt- Wärmespeicher)
* ist C- und Energiequelle für Bodenfauna und –mikroflora
* ist Ort der Mineralisierung von Pflanzenresten→ Hauptaktive Schicht im Boden mit am meisten Leben
70
Streustoffe bestehen aus...
Cellulose, Hemicellulose, Lignin, Protein, freie Zucker, Aminosäuren, Peptide, Produkte des Sekundärstoffwechsels
71
Huminstoffe bestehen aus...
Humine (alkaliunlöslich und säureunlöslich)
Huminsäuren (alkalilöslich, säureunlöslich)
Fulvosäuren (alkalilöslich, säurelöslich)
72
Umlagerungsarten von Mineralschichten im Boden
- Lessivierung
- Carbonatisierung
- Podsolierung
73
Bodeneigenschaften:
Physikalische Eigenschaften:
Körnung, Lagerung, Porensystem, Gefüge, Bodentemperatur, Bodenfarbe, Bodenwasser, Bodenluft
Chemische Eigenschaften
Ionenaustausch
pH Wert des Bodens
RedOx Eigenschaften
74
Messung der Korngröße mittels:
Fingerprobe oder Aufsedimentieren oder Sieb-und Sedimentationsverfahren (Siebmaschinen)
75
Vorteile/Nachteile von hohem Sandanteil bzw. Tonanteil im Boden
Hoher Sandanteil: (leichter Boden)
+: Gute Wasserführung, gute Durchlüftung, gute Durchwurzelbarkeit, leichte Bearbeitbarkeit -:Geringes Wasserhaltevermögen, geringer Nährstoffgehalt, geringes Absorptionsvermögen
Hoher Tonanteil: (schwerer Boden)
+: Hohes Wasserhaltevermögen, hoher Nährstoffgehalt, hohes Absorptionsvermögen
-: schlechte Wasserführung, schlechte Durchlüftung, schlechte Durchwurzelbarkeit, schwere Bearbeitbarkeit
76
Bodenmatrix:
=Festkörper des Bodens, bilden alle Körnergrößen zusammen
| Boden: 50% Luft/Wasser (Porenvolumen) und 50% Matrix
77
4 Gefügeformen im Porensystem des Bodens:
- Elementar oder Einzelkorngefüge
- > Die festen Mineral-und Humuspartikel liegen isoliert nebeneinander
- Kohärent oder Hüllengefüge
- > Bodenteilchen bilden ein kohärentes Gefüge dichtester Packung
- Aggregat oder Aufbaugefüge
o Entsteht durch Verwitterung, Zersetzung (Bodenbildende Prozesse),
agieren als Kittsubstanzen
o Mineralische und organische Bodenteilchen bilden durch lockere
Aneinanderlagerung und Kopplung Aggregate unterschiedlicher Form und Größe
- Segregat oder Absonderunsgefüge
o Etwas wird abgesondert,- entsteht durch Schrumpfungs- und
Quellungsvorgänge
o Überwiegend feinkörnigen mineralischen Bodenpartikel bilden kleinere
oder größere Absonderungsformen
78
Bodenfarbe aus....
Farbton (hue): spektrale Zusammensetzung
Farbtiefe (chroma)
Farbhelligkeit (value): Hhe des Schwarz-Weißanteils
79
Wasserkapazität:
maximale Haftwassermenge (=Feld‐Kapazität FK= die Wassermenge, die den Pflanzen zur Verfügung steht)
Bei vielen Tonteilchen (festerer Boden) hat man eine höhere Feldkapazität
80
Wasserkapazität: maximale Haftwassermenge (=Feld‐Kapazität FK – 2-3 Tage) abhängig von...
* Korngrößenverteilung-
* Bodengefüge
* Gehalt an organischer Substanz
* Art der Bodenkolloide
* Kationen
81
Tensiometer:
damit kann man die Saugspannung des Wassers messen
82
Welche Treibhausgase entstehen im Boden?
→NO2, CO2, CH4
83
Ionen‐Austauschkapazität:
Summe der austauschbaren Ionen im Boden, gemessen Centimol/kg Substanz
→Nährstoffverfügbarkeit messen
84
Basensättigung:
Anteil der basisch wirkenden Kationen an der Kationenaustauschkapazität, wie viel von den Kationenaustauchen wirken basisch? Wird zusätzlich noch gemessen.
85
welches sind die stärksten Kationenaustauscher?
Huminsäuren
86
pH Wert hat Wirkung auf Boden
je saurer desto stärker kann die chemische Reaktion stattfinden zB chemische Verwitterung
Humifizierung wird in saurem Boden gefördert
Mineralisierung wird von niedrigem pH gehemmt
Biologische Aktivität wird durch sauren Boden gehemmt
Tonverlagerung findet in striktem Intervall statt
Auch Nährstoffverfügbarkeit ist vom vorherrschenden pH abhängig
87
Wie kommt es zu einer Versauerung im Boden?
```
→ Kohlensäure
Produktion von H+‐Ionen:
• abhängig vom Ausgangsgestein (Gehalt an basisch wirkenden Kationen)
• CO2‐Produktion: Bodenatmung
• H+‐Produktion: Pflanzenwurzeln
• Humifizierung
• Oxidation
• Säurebildung: „saurer Regen“
• Düngung
```
Verlust an basisch wirkenden Kationen:
• Auswaschung
• Nährstoffentzug
88
Bodenpufferung - 4 wesentliche Pufferbereiche:
- Karbonatpuffer
- Austauschpuffe
- Silikatpuffer
- Aluminiumpuffer
89
rH Wert
dieser sagt einem, ob oxidative oder reduktive Prozesse vorherrschen (gut = zw 12 und 30)
90
Redoxpotential (E)
das elektrische Potential (in mV), das durch den Elektronentransport vom Elektronen‐Donator zum Elektronen‐Akzeptor entsteht
```
hohes Redoxpotential (mehr Oxidationsprozesse): gut belüftete, sauerstoffreiche Böden, Abbau von leicht zersetzbarer organischer Substanz
→ sehr viele Nährstoffe werden schnell verbraucht, sind aber auch leichter verfügbar
```
niedriges Redoxpotential: Sauerstoffmangel, Humusanreicherung →keine Nährstoffe werden frei gesetzt
Redoxpotential sinkt durch
• Atmungsprozesse
• Reduktionsprozesse anaerober Mikroorganismen
91
4 Kohlenstoff Pools
- Atmosphäre
- Festland
- Geologischer Speicher (größter Pool)
- Ozean
92
größter Stickstoff-Pool
Atmosphäre (91%)
| -> wichtig für Biomasse Aufbau (DNA..)
93
3 Wege für Stickstoff um in den Boden zu kommen:
```
• Stickstoffausfällung: Düngung, saurer
Niederschlag
• Stickstofffixierende Bakterien
• Destruenten wandeln organischen N
in anorganische Teile um → werden von Pflanzen wieder genutzt
```
94
Nitrifikation:
Umwandlung von Ammonium zu Nitrit zu Nitrat (Nitrit kommt sehr selten vor)
95
Denitrifikation
Nitratatmung (Denitrifikation) → Nitrat zu molekularem Stickstoff
96
Ammonifikation:
gebundende Stickstoffverbindungen werden zu Ammonium abgebaut (proteolytische Spaltung und Desaminierung)
• Um organischen N in anorganischen N umzuwandeln
z.B. im Komposthaufen
97
Phosphorkreislauf
Muss damit auskommen, was da ist, keine gasförmige Phase, nicht auswaschbar, kann man biotisch nicht nachliefern, stammt vom Apatit und magmatischem Gestein
anorganischer P kommt im Boden stets in seiner oxidierten Form als Orthophosphat vor, unterschiedlich protoniert je nach pH Wert
98
CAL‐Methode
(Calcium‐Acetat‐Lactat‐Auszug)
| Messung von Phosphor
99
Bodenfauna: Definitionen von:
| Permanent, Periodisch, Temporär, Alternierend
Permanent: dem Boden zugehörig: sind immer im Boden
Periodisch: alle Stadien im Boden, kommen zum Fressen an die Oberfläche
Temporär: haben das Adultstadium draußen, kommen zur Eiablage in den Boden
Alternierend: adultes Stadium kommt teilweise in den Boden zur Nahrungssuche, zur Eiablage kommt das Tier oben rauf
100
Charakterisierung der Bodenfauna
1. Nach dem Grad der Zugehörigkeit
2. Nach der Körpergröße (Körperlänge)
3. Nach der Körpergröße (Duchmesser)
4. Nach dem Vorkommen
5. nach den abiotischen Präferenzen, z.B. hydrophil, xerisch,....
6. nach der Ernährungsweise
7. nach der Kohlenstoff und Energiequelle
8. nach der Stellung in der Nahrungskette (Trophiestufen)
9. nach der phylogenetischen Stellung
101
Bodenfauna nach dem Vorkommen
a. Epedaphisch: Oberfläche: sauerstoffreich, in Streuschicht lebend
b. Hemiedaphisch: in der Mitte: Ah Horizont, weniger sauerstoff, uU sehr feucht, in
Humusschicht lebend
c. Euedaphisch: im Boden drin; tiefer Mineralboden, klassische Bodentiere, die nie rauf
kommen, im Oberboden lebend
102
phagotroph
(Ernährungsweise)
| feste Bestandteile
103
osmotroph
Ernährungsweise
| (Bakterien und Pilze) ernähren sich von Lösungen
104
biotroph
Ernährungsweise
| phytophage, zoophag, Parasit bzw. Pathogen, mikrobivor
105
pertroph
Ernährungsweise
besiedeln lebendes Gewebe, töten es ab und ernähren sich von totem Gewebe
= Nekrotrophe Pilze oder Bakterien ernähren sich parasitär von den abgestorbenen Zellen ihres Wirtes und pflanzen sich auf den toten Zellen fort.
106
saprotroph
Ernährungsweise
| bereits abgestorbene organische Substanz
107
Mikrohabitate
```
Drilosphäre: Regenwumgänge
Aggregatusphäre: mikroskopisch
Rhizosphäre: Wurzelraum
Porosphäre: Mittelporen
Detritusphäre: Streuschicht
```
108
Wurzel Eigenschaften
Wurzeln
Die Wurzel zählt man auch zu den Bodenorganismen
Ist ein Speicherorgan
Hilft bei Bildung des Porensystems
Ernährungsorgan der Pflanzen
Kommen bis 1-2m Tiefe vor
Pflanzenwurzeln können bis zu 10% des Bodenvolumens ausmachen
109
Zusammensetzung von Edaphon
40% Bakterien und Aktinomyceten
20-25% Bodenfauna
35-40% Pilze und Algen
110
Zusammensetzung der Bodenfauna
58% Regenwürmer
22% übrige Makrofauna
10% Mesofauna
10% Mikrofauna
111
Was gehört zur Mikroflora
Bodenbakterien
Archaeen
Pilze
Bodenalgen
112
Was gehört zur Mikrofauna?
Protozoa
Nematoden
Tardigrada
113
Was gehört zur Mesofauna?
alles was kleiner ist als 2mm
Milben (Acari)
Springschwänze (Collembola)
114
Was gehört zur Makrofauna?
```
Asseln (Isopoden)
Käferlarven (Coleoptera-Larven)
Fliegenlarven (Diptera Larven)
Vielfüßer (Chilopoden)
Tausendfüßer (Diplopoden)
sonstige Arthropoda (Pseudoscorpione, Weberknecht)
Aranae
Enchyträen
Regenwürmer (Limericks terrestris)
```
115
3 Lebensformen:
* Streubewohner = epigäische Regenwürmer, dunkel pigmentiert, eher klein
* Leben im Mineralboden = endogäische Regenwürmer, pigmentlos oder hell
* Vertikalgraber: Für Turbation wichtig = anözische Würmer, große, starke Arten
116
Indikatorfunktion vieler Bodenorganismen:
* Enchyträen: Umweltchemikalien und Pflanzenschutzmittel, Boden etwas sauer
* Diplopoda: humusreiche, ausreichend mit Kalk und Kalium versorgte Böden, durch Bodennutzung wenig gestört
* Collembola: gute Nährhumusversorgung, empfindlich auf Herbizideinsatz
* Gamasida: (Raubmilben) vielfältige Lebensgemeinschaft
* Oribatida: lockerer, humus‐ und mineralreichen, fruchtbarer Boden
* Isopoda: Feuchtigkeitszeiger
* Opiliones: Kalkzeiger und humusreiche, tonhaltige, ungestörte Böden
* Pseudoscorpiones: ungestörte Böden mit hohem Anteil an Streu
117
Bodenfunktionen
1. natürliche Funktionen
2. Funktionen als Archiv der Natur‐ und Kulturgeschichte sowie
3. Nutzungsfunktionen als Rohstofflagerstätte, Fläche für Siedlungen, Land- und Forstwirtschaft, Entsorgung usw.
Wichtigste Funktion: Speicher-Puffermedium: Überschwemmungen werden vermieden
118
Bodengefährdungen
erhöhte Bleikonzentration (Autos),
119
Was führt zur Degradierung von Böden?
Entwaldung, Populationswachstum, urbane Expansion, Verschmutzung und Abfall, Klimawandel, unpassendes Bodenmanagement
120
Welche Arten der Degradierungen gibt es?
Erosion, Kohlenstoffaustritt aus dem Boden, Verschmutzung, Versauerung, Bodenverdichtung, Nährstoff- Ungleichgewicht, Diversitätsverlust
121
Wie kann man der Degradation des Bodens entgegenwirken?
Verbesserte Landnutzungsplanung, Wasseraufbereitung, Erosionen reduzieren, mit Nährstoffen achtsam umgehen, Bodenbearbeitung verringern
122
Klimaerwärmung und Änderung der Niederschlagsmenge bewirken
• Beschleunigung von temperatur‐limitierten Prozessen (Verwitterung, Mineralisierung)
• Mobilisierung von Kohlenstoff
• Verschiebung in den Pflanzengemeinschaften →höhere Wurzeldichte, mehr holzige
Biomasse (Höhenzonen verschieben sich-kolline Stufe wandert nach oben) Nahrungsquelle
ändert sich
• Erhöhung der Abbauraten, Verminderung der organischen Substanz
• längere Vegetationsperiode für Bodenlebewesen- auch schon mehr Generationen, größere
Populationen
• Vergrößerung der Schädlingspopulationen
123
Bodenhorizont:
Großbuchstaben/Kleinbuchstaben Bedeutung
```
Großbuchstaben:
wo befindet man sich im Boden?
L = (litter) unzersetzte Streu
O = Organischer Horizont
A = mineralische Komponente
B = Schicht dazwischen, Verwitterter Unterboden
C = Muttergestein (Ausgangsmaterial)
Ganz unten ist das AC Profil, der B Horizont ist dann der verwitterte Teil des Bodens
```
Kleinbuchstaben:
Welcher bodenbildende Prozess ist der Hauptprozess für die Verwitterung?
v = verwittert, h=humos, l=lessiviert (mit Tonverlagerung), f=fermentiert
124
je nachdem welches Ausgangsgestein man hat gibt es unterschiedliche Bodenentwicklungsreihen.
Silikatisches Ausgangsgestein und Kalkgestein
Silikatisches Ausgangsgestein: es entsteht ein Ranker (AC Boden) → Braunerde
Kalkgestein: es entsteht ein Rendzina (AC Boden) → Braunerde
125
Ranker
Horizont: AhC
Ranker = Steilhang
Ranker sind schwach entwickelte, sehr flachgründige Böden, die vom darunter befindlichen kalkarmen Festgestein (Sandstein, Granit oder Quarz) geprägt sind.
Silikatgestein, Humusboden, skelettreich.
Entwicklung: Kann zu Braunerde oder Podsol werden.
Wo: Hochlagen der Zentralalpen
126
Rendzina
Horizont: AhC
Die Rendzina ist ein flachgründiger Boden aus festem oder lockerem Carbonat- (Kalkstein, Dolomit) oder Gipsgestein. Stark Humor und skelettreich
Entwicklung: können sich zu Schwarz- oder Braunerde weiterentwickeln.
Wo: Karst und viele Gebirge, wichtigster Bodentyp der Kalkalpen.
127
Braunerde
Horizont: ABC
gefärbter B Horizont: Anreicherung von Tonmineralien
Entwicklung: kann zu Podsol werden
Entkalkung wichtig für Entstehung
Wo: über 200m Seehöhe, Laub und Mischwald
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Podsol-Boden
= Grauerde
Horizont: Eluvialhorizont (weiß) Entstehung durch Auswaschung
Starke Verlagerung des Obderbodens durch Ansammlung von schwer ersetzlichen Bestandteile (Huminstoffe)
Wo: saure, basenarme Ausgangsgesteine, Heide- oder Nadelwaldvegetation
129
Gleye
Entstehung: anstehendes Grundwasser
Oxidationszeiten: rostbraune bis rostgelbe Flecken
Reduktionszeit: graue Färbung
Wo: Tal und Beckenlagen
130
Pseudogleye
Entstehung: Stauung von Sickerwasser (undurchlässiges Horizont)
Reduktionsprozesse: Blaue Färbung
Oxidationsschicht: keine
Wo: Tallagen
geprägt von: jahreszeitlich starker Staunässe und relativer Austrocknung
131
Auboden
Entstehung: durch periodische Überflutungen. Sedimentaion von verwittertem Gesteins- oder Bodenmaterial durch Fließgewässer.
Schichtige Lagerung
Wo: Fluss und Bachniederungen
132
Moorboden
Entstehung: Wasserüberschuss -> Anhäufung organischer Substanz.
Wo: feucht kühle Gegenden mit geringer Verdunstung und großen Niederschlägen.
Torfmoose: sehr zersetzbar
Hohes Wasserspeichervermögen, hohe Kationenaustauschkapazität
