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Bodendichte und Poren


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Wie ermittelt man die Bodendichte/Trockenrohdichte (TRD)/Trockenraumgewicht (TRG)/Lagerungsdichte?
Trocknung der Bodenprobe bei 105°C im Ofen = Festsubstanz + luftführende Poren
Wie ermittelt man die Festsubstanzdichte?
Die ofentrockene Bodenprobe bei Entfernung aller Poren
Wie ist die Einheit der Bodendichte und Festsubstanzdichte?
g/cm3
Wie verläuft die Bodenbestimmung durch volumenbezogene Probennahme?
1) Mit einem Stechzylinger (V=100cm3) wird Boden entnommen 2) Trocknung bei 105°C 3) Wägung der absolut trockenen Probe (ATRO-Masse) → MB 3) Berechnung der Bodendichte: TRD = MB / 100 cm3
Eine Dichte von unter 0,8 g/cm3 weist hin auf ...
Humusauflagen
Eine Dichte von bis zu 1,3 g/cm3 weist hin auf ...
Ah-Horizonte
Eine Dichte von 1,1 bis 1,6 g/cm3 weist hin auf ...
Verdichtung bei Oberböden
Eine Dichte von 1,5 – 1,7 g/cm3 weist hin auf ...
C-Horizonte pleistozäner Sande
Eine Dichte von 1,6 – 2,0 g/cm3 weist hin auf ...
ausgetrocknete Tonaggregate, Bt-Horizonte
Eine Dichte von 2,2 – 2,4 g/cm3 weist hin auf ...
Konkretionen aus Ortstein, Raseneisenstein
Eine Dichte von 2,5 – 2,6 g/cm3 weist hin auf ...
quarzreiche Gesteine
Welche Abkürzung wird genutzt für Feststubstanzdichte?
DFS
Welche Abkürzung wird genutzt für Bodendichte?
TRD / TRG (Trockenrohdichte/ Trockenraumgewicht)
Folgen der Bodenverdichtung aus rein bodenkundlicher Sicht in 5 Punkten
1) Zerstörung der Bodenstruktur (Gefüge) 2) Redukton des Gesamtporenvolumens 3) Zunahme der Bodendichte 4) Verringerung vielleicht.a. Des Grobporenanteils 5) ggf. Erhöhung des Feinporenanteils
Folgen der Bodenverdichtung aus ökologischer Sicht in 5 Punkten
1) Störung des Lufthaushalts → Erhöhung der CO2-Konzentration, O2-Mangel 2) biologische Aktivität reduziert 3) Dränung verschlechtert, Oberflächenabfluss 4) Durchwurzelbarkeit eingeschränkt 5) pflanzenverfügbares Bodenwasser reduziert
Ab welcher Bodendichte treten ökologische Effekte auf?
TRD > ca. 1,4 g/cm3
Entstehung von Primärporen ist ...
körnungsabhängig
Entstehung von Sekundärporen (Grobporen) ist ...
gefügeabhängig (z.B. Schwundrisse)
Ab welcher TRD schwindet die Anzahl der Grobporen und der Mittelporen?
Grobporen schwinden sprunghaft um 15% bei TRD 1,3 g/cm3, Mittelporen um 3 % bei TRD 1,5 g/cm3 und nochmals bei TRD 1,6 g/cm3 um 5 %.
Porenvolumen und Porengrößen: Größe, Bedeutung und Funktionsweise Grobporen
(> 10μm) werden durch die Schwerkraft entwässter; nach Entwässerung luftgefüllt → ökologische Bedeutung: Durchlüftung, Dränung, Durchwurzelbarkehit des Bodens, Lebensraum für Bodenorganismen S >> L > U >> T
Porenvolumen und Porengrößen: Größe, Bedeutung und Funktionsweise Mittelporen
(0,2 – 10 μm) enthalten kapillar gebundenes pflanzenverfügbares Wasser (Boden = Schwamm); Humus erhöht Mittelporenanteil bei Sanden → ökologische Bedeutung: Eindringen von Wurzelhaaren, Wasseraufnahme, Lebensraum für Mikroorganismen U > L > T > S
Porenvolumen und Porengrößen: Größe, Bedeutung und Funktionsweise Feinporen
(< 0,2 μm) sind unter humiden Bedingungen stets wasserführend; Wasser wegen zu starker Bindung (Adsorptionswasser) nicht pflanzenverfügbar; sind weitgehend unbelebt T >> U > L >> S
Porenvolumen und Porengrößen: Was ist Gesamtporenvolumen und in welchen Böden am höchsten? (GPV)
Summe der Fein-, Mittel- und Grobporen; bei Tonböden aufgrund sperriger Lagerung und abstoßender Oberflächenkräfte der Tonminerale maximal T >> U, L, S
Was ist Haftwasser?
Adsorptionswasser + Kapillarwasser = Haftwasser; haftet an Bodenteilchen an, nicht pflanzenverfügbar
Bedeutung luftführender Poren in Bezug auf Haftwasser
bildet sich aus der Verbindung von Haftwasser um einen Raum; nach Niederschlag Sickerwasser führend – pflanzenverfügbar
Was bedeuten die Porenanteile einer Bodenprobe?
Bedeutung für die Bindungsintensität des Bodenwassers
Wie können die Grobporenanteile bestimmt werden?
1) Aufsättigung der Bodenprobe (100 cm3) mit Wasser 2)durch Kompressor (300 hPa, pF 2,5) 3) anschließend Ermittlung des abgesaugten Wassers; ml = cm3 → Volumen der Grobporen z.B. 30 Vol.-%
Wie können die Mittelporenanteile bestimmt werden?
1) Erst Ermittlung Grobporenanteil 2) durch Kompressor (15.000 hPa; pF 4,2) 3) Ermittlung des abgesaugten Wassers; ml = cm3, z.B. 15 Vol.-%
Wie kann das Restwasser einer Bodenprobe bestimmt werden?
1) Ermittlung von Grobporen- und Mittelporenanteil 2) Trocknung bei 105°C (Trockenschrank) 3) Wiegen; g = cm3; z.B. 3 Vol.-%
Was ist der pF-Wert und welche Bedeutung hat seine Höhe?
p von Potenz, F von freier Energie des Wassers: die Energie, mit der das Bodenwasser entgegen der Schwerkraft in der Bodenmatrix gehalten wird. Je höher der PF-Wert, desto trockener der Boden, desto geringer sein Wassergehalt