Bodenkundliches Praktikum I SS 2005 Versuch 1 Bodenart, Lagerungsdichte, Porosität, Feldkapazität Katharina Droßel, Kathrin Fabian, Bianca Frankiewitsch, Wiebke Jacobs, Tobias Müller, Denise Samol

Gliederung Probennahme Durchführung und Ergebnisse der Fingerproben Durchführung der Unterdruck- und Überdruckmethode Darstellung der Ergebnisse der ermittelten Parameter: mittlere Lagerungsdichte, Porenvolumen, Luftkapazität, Wassergehalt bei FK und PWP, nFK, nFKWe Fehlerbetrachtung Fazit

Probennahme Entnahme (21.4.2005) von Material an einer Profilwand Je Horizont wurden entnommen: 1 ungestörte Bodensäule (500 cm³) 4 ungestörte Stechzylinder (100 cm³) 1 kg gestörtes Bodenmaterial Vorbehandlungen Ungestörte Proben: Aufsättigung (Keramikplatte) Gestörte Proben: Trocknung (50°C), Skelettentfernung, Zerkleinerung (Mörser), Siebung (2mm-Sieb)

Probennahme Nahe Klein-Gleidingen (15 km westlich von BS) Parabraunerde (Luvisol) aus Löss Bewuchs: Getreide (15 cm hoch) Ap I (0-20 cm) Ap II (20-30 cm) Al (30-55 cm) Bt (>55 cm) 0-30 cm

Probenahme Nahe Leiferde (21 km nördlich von BS) Podsol aus Dünensand Kiefernbewuchs (NSG) Ahe (0-20 cm) Ae (20-35 cm) Bh (35-38 cm) Bhs (38-55 cm) C (>55 cm)

Fingerprobe Anfeuchten Beurteilung auf Bindigkeit und Formbarkeit Bestimmung der Bodenart Ermittlung der Anteile an Sand, Schluff und Ton

Fingerprobe (Luvisol) Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h Ap-Horizont: B4/F4, Lu (schluffiger Lehm) Al-Horizont: B4/F4, Ut4 (stark toniger Schluff) Bt-Horizont: B5/F5, Tu3 (mittel schluffiger Ton)

Fingerprobe (Podsol) Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h Aeh-Horizont: B0/F0, Su3 (mittel schluffiger Sand) Ae-Horizont: B0/F0, Su2 (schwach schluffiger Sand) Bs-Horizont: B0/F0, Su2 (schwach schluffiger Sand) C-Horizont: B0/F0, mS (mittelkörniger Sand)

Unterdruckmethode Aufgesättigte 100 cm³ Stechzylinderprobe für 1 Woche auf eine Unterdruckplatte (5,98 kPa=Druckhöhe 63 cm pF1,8) Wiegen, danach für 24h in den Trockenschrank (105°C) Zum Auskühlen ca. 1h in den Exsikkator und abschließend nochmals wiegen Lagerungsdichte, Porosität, Feldkapazität und Luftkapazität

Überdruckmethode Überdruckgefäß von 15 bar Ringe auf poröser Keramikplatte platzieren Leicht angefeuchteter Feinboden in kleine Ringe füllen Ringe bleiben 1 Woche im Drucktopf, danach werden sie gewogen und anschließend für 24h in den Trockenschrank gelegt Zum Auskühlen kommen die Ringe für ca. 20min in den Exsikkator Nochmals wiegen WWK

Lagerungsdichte Wichtige physikalische Bodeneigenschaft, die vor allem der Bestimmung weiterer Bodenkennwerte dient Wichtiges Kriterium zur Beurteilung von Standorteigenschaften auf deren wirtschaftliche Nutzbarkeit mf= Trockengewicht d. Stechzylinders Trocknung: 24 h bei 105 °C Vg= Bodenvolumen (100 cm³) Stand 13.7.2005; 8h / Stand 13.7.2005; 8h

Porenvolumen Als Porenvolumen wird der Anteil der mit Luft und/oder Wasser gefüllten Poren am Bodenkörper bezeichnet. = Dichte der Festsubstanz (~2,65 g cm-³) nimmt mit abnehmender Korngröße zu Womit: Unterdruckmethode Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h

Luftkapazität LK Maß für den Lufthaushalt des Bodens Lufthaushalt  O2-Versorgung der Wurzeln und Organismen Volumetrischer Luftgehalt des Bodens bei pF=1,8 abhängig von PV und Wassergehalt LK des Oberbodens (bis 40 cm) stellt die Durchlüftung des Bodens dar Rückschlüsse auf die Bewirtschaftungsmöglichkeiten Gefügemerkmale, Wurm- und Wurzelgänge, Grobporen oder Risse bleiben unberücksichtigt

Luftkapazität LK deutlich geringere LK beim Luvisol Ap wird gepflügt Abfall im Al-Horizont Bt größere Korngrößen Einstufung: hoch Stand 13.7.2005; 8h Podsol: große Korngrößen → hohe LK Einstufung: sehr hoch Stand 13.7.2005; 8h

Feldkapazität und Welkepunktwasserkapazität Feldkapazität = Wassergehalt bei pF 1,8 Der Wassergehalt, der nach 2-3 Tagen nach voller Wasseraufsättigung gegen die Schwerkraft im Boden gehalten werden kann, wird ausgedrückt durch die Feldkapazität. Womit ermittelt? – Unterdruckmethode Welkepunktwasserkapazität = Wassergehalt bei pF 4,2 Ab pF 4,2 ist das Wasser nicht mehr pflanzenverfügbar, es ist stark gebunden an die Partikeloberflächen und überzieht sie wie ein dünner Film. Womit ermittelt? – Überdruckmethode

Welkepunktwasserkapazität Feldkapazität und Welkepunktwasserkapazität Kenngröße zu Beurteilung des Bodenwasserhaushaltes landwirtschaftlich wichtige Kennwerte nFK Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h FK mittel bis hoch (KA 5) WWK gering bis mittel (KA 5) FK sehr gering (KA 5) WWK sehr gering (KA 5)

Nutzbare Feldkapazität nFK Menge des Bodenwassers [%], das gegen die Schwerkraft gehalten wird und gleichzeitig für Pflanzenwurzeln aufnehmbar ist. (Wasserhaushaltsgröße) nFK = FK (θ bei pF=1,8) – WWK (θ bei pF=4,2) Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h

Nutzbare Feldkapazität des effektiven Wurzelraums nFKWe nFK bezogen auf effektive Durchwurzelungstiefe ΔzW Summe des für Pflanzen ausschöpfbaren Bodenwassers [mm] nFKWe = nFK • ΔzW 240 mm ca. 0,20 ca. 50 cm Luv C 0,18 ca. 30 cm Luv Bt 0,34 25 cm Luv Al 0,23 10 cm Luv Ap II 0,24 20 cm Luv Ap I nFKWe ΔzW nFK Mächtigkeit Horizont Abschätzung der nFKWe für einen Luvisol bei einer Durchwurzelungstiefe (Getreide) von 100 cm. 200 mm 48 mm 100 mm 23 mm 250 mm 85 mm 300 mm 54 mm 150 mm 30 mm sehr hohe nFKWe → Podsol (70 cm Durchwurzelungstiefe): nFKWe ca. 52 mm (sehr grobe Abschätzung)  gering

Fehlerbetrachtung Unterdruckmethode: große Streuung der Einzelmessungen, u. a. durch Materialverluste, viele Wiederholungen nötig für kleinen Fehler Überdruckmethode: gleiche Fehler, durch kleine Proben fällt aber auch der Fehler der Waage ins Gewicht Gemittelte relative Fehler für die einzelnen Parameter: Feldkapazität: 5,4 % Lagerungsdichte: 4,9 % Porenvolumen: 4,3 % Luftkapazität: 22,1 % Welkepunkt-Wasserkapazität: 9,8 % Nutzbare Feldkapazität: 8,4 %

Fazit Beurteilung der beiden Standorte an Hand von Luftkapazität und nFKWe: nFKWe beim Podsol gering mit ~52 mm (KA 5) nFKWe beim Luvisol sehr hoch mit ~240 mm (KA 5) Luftkapazität beim Podsol sehr hoch ~35 % (KA 5) Luftkapazität im Oberboden des Luvisol hoch ~15 % (KA 5) Luvisol besserer ackerbaulicher Standort Wasser wesentlich besser pflanzenverfügbar als im Podsol Gute Sauerstoffversorgung der Wurzeln