Bodenkunde - Teil 6 Bodenwasser/ -luft Flashcards
(14 cards)
Die Bedeutung von Wasser und Luft im Boden
Wasser:
- ist das Lebenselexier (Grundstoff allen Seins!)
- ist ökolog. Faktor für in und auf dem Boden lebende Organismen
- Wasser ist Lösungsmedium für neutrale/ Nähr- u. Schadstoffe
- ist bodenbildender Faktor. Verwitterung, Stoffverlagerung und Umsatz organ. Substanz sind abhängig von Wasser!
- flüssige Phase des 3-Phasen-Systems
Luft:
- ist die Sauerstoffversorgung und dringend notwendig für Oxidationsprozesse im Boden (mithilfe deren bspw. von Bakterien (die O brauchen) Stickstoff in Nitrat umgewandelt wird, welches wichtiger Pflanzennährstoff ist)
- ist wichtiger Gegenspieler zum Wasser im Boden
- gasförmige Phase des 3-P.-S.
Vereinfachte Wasserhaushaltsgleichung
P = E + T + R + dS
P=vNiederschlag (engl. precipitation)
E= Verdunstung (evaporation) von einer freien Wasseroberfläche
T= Transpiration (Verdunstung über die Pfl.Blätter)
R= Abfluss (runoff)
dS= Wasserspeicheränderung
Was sind die 3 Phasen des 3-Phasen-Systems “Boden” ?
Böden bestehen aus den 3 Phasen:
- feste Phase: Festsubstanz (mineralisch und organisch)
- flüssige Phase: Bodenwasser/ Bodenlösung
- gasförmige Phase: Bodenluft
Molekülstruktur von Wasser
- Dipolcharakter
Wassermoleküle haben Dipole (negative Partialladung und positive Partialladung), die sich entsprechend an engegengestetzt geladene Teilchen binden können! (Kohäsionskräfte = chem. Anziehungskräfte) - Adsorptionskräfte
Flüssigkeit haftet an Festkörpern mit negativ geladener Oberfläche.
(Bsp.: viele Bodenteilchen haben negative Teilladungen nach außen!) - Hydratation
Wasseranlagerung an Teilchen in Teilchennähe mit hoher Bindungsenergie. (Eine “Wasserhülle” bildet sich um diese Teilchen, z.B Bodenteilchen)
Was ist der Grund dafür, dass nicht alles Wasser, das in den Boden eindringt auch versickert?
Wenn engere Bodenpartikel ein Kapillarsystem bilden, weil sie eng aneinander liegen mit nur kleinen Zwischenräumen, sammelt sich Haftwasser in den Zwischenräumen (Kapillarwirkung) und das Wasser kann entgegen der Schwerkraft steigen.
Definition Haftwasser
Phänomen des aufsteigenden Wassers in Kappilarsystemen.
-> Haftwasser ist, an Partikel (Bodenteilchen) adsorbiertes (anhaftendes) Wasser. (Adsorptionswasser)
- Boden ist von Poren durchsetzt, die theoretisch aneinandergereiht ein Kapillarsystem (größer und kleiner) darstellen.
- in diesen Kapillaren (enge Zwischenräume) wirken Adsorptionskräfte auf Wassermoleküle.
- In engeren Poren (0,1 mm) steigt Wasser entgegen der Schwerkraft auf (30 cm), in mittleren Poren (10 mm) steigt es 3 cm auf, in Poren > 1 cm steigt es NICHT mehr auf!
Definition Wasserspannung
Wasserspannung ist diejenige Spannung, unter der das Bodenwasser aufgrund der Kräfte, die von den festen Bodenpartikeln ausgehen, steht.
Messung der Wasserspannung in bar oder in cm Wassersäule! (1bar = 1.000 cm Wassersäule)
pF = lg cm Wassersäule
Bsp.: pF 3 = 10^3 = 1.000 cm Wassersäule = 1 bar Spannung
Bsp.2: pF 5 = 10^5 = 100.000 cm = 100 bar Wasserspannung
-> bei gleichem Wassergehalt haben zwei unterschiedl. Böden unterschiedl. Wasserspannungen. Ist die Spannung zu hoch ( > 15 bar) können Pflanzen das Wasser nicht aufnehmen!
Pflanzenverfügbares Wasser
- Pflanzen müssen, um Wasser dem Boden zu entziehen, Saugspannung entgegen der Bindungskräfte im Boden aufbringen.
- Wasser ab einer Spannung >15 bar (pF 4,2) ist für fast alle Pflanzen nicht mehr pflanzenverfügbar, Pflanzen welken dann, obwohl noch Wasser im Boden vorhanden ist. (Dieses Wasser wird Totwasser genannt. Es ist zu fest im Boden gebundenes Wasser.)
Wie unterscheiden sich Adsorptions- und Kapillarwasser ?
- Adsorptionswasser ist an Bodenteilchen haftendes Wasser. (Durch Hydratation gebundenes Bodenwasser)
- Kapillarwasser ist in Kapillaren (Hohlräumen) gebundenes Wasser. Kapillarwasser zählt zum Haftwasser. Es wird durch Wirkung von Kapillarkräften, gegen die Schwerkraft gehalten.
Definition Permanenter Welkepunkt
Der permanente Welkepunkt ist der Wassergehalt im Boden, bei dem die meisten Pflanzen permanent nur noch welken, weil sie dieses Wasser nicht aufnehmen können, da es mit pF>4.2 im Boden gebunden ist. Der Welkepunkt ist die Menge Wasser, also wenn zuviel Wasser im Boden mit zu hohem Druck gebunden sind auf das die Pflanzen nicht zugreifen können welken sie nur noch.
- Wasser unterhalb der Feldkapazität durchsickert den Boden in Richtung Grundwasser. Dieses Wasser wird Sickerwasser genannt.
Definition Feldkapazität
Mit Feldkapazität ist die Menge gemeint die ein Boden maximal an Wasser aufnehmen kann.
Wie ist die Bodenluft beschaffen ?
Bodenluft stellt die gasförmige Komponente des Bodens dar und ist insofern Gegenspieler des Bodenwassers, als die Bodenporen entweder mit Luft bzw. Gasen ODER Wasser bzw. wässriger Bodenlösung gefüllt sein können.
- Mit steigenden Wassergehalt sinkt der Bodenluftanteil und umgekehrt.
- Bodenluft besteht wie die atmosphärische Luft aus: Stickstoff (N), Sauerstoff (O2), Kohlendioxid (CO2) und evtl. anderen Gasen (Ammoniak, Schwefelwasserstoff oder Methan CH4)
- bei Wassersättigung des Bodens verschiebt sich das Verhältnis vin Aerobiern (Luftatmern) zu Anaerobiern.
Wann gerät die Bodenluft ins Minimum ?
Der Gasaustausch vom Boden in die Luft und umgekehrt, ist abhängig von:
- Luftdurchlässigkeit des Bodens (also Anzahl und Kontinuität der Poren)
- Körnung
- Gefüge
- Wassergehalt
- Beschaffenheit der Partikeloberfläche
Bei Verschlämmung und Bodenverdichtung wird der Gasaustausch behindert.
Welche chemischen Prozesse finden in gut bzw. schlecht durchlüfteten Böden statt ?
- In gut durchlüfteten Böden findet der Oxidationsprozess der Nitrifikation (Umwandlung von Ammoniak in Nitrat),
- bei schlecht durchlüfteten der Reduktionsprozess Denitrifikation (Umwandlung von Nitrat zu molekularen Stickstoff (N2) und Stickoxiden)
Redoxprozesse beeinflussen die Bodenbildungsprozesse!
