Versuch 1

Bodenart, Lagerungsdichte, Porosität, Feldkapazität

Katharina Droßel, Kathrin Fabian, Bianca Frankiewitsch, Wiebke Jacobs, Tobias Müller, Denise Samol

Bodenkundliches Praktikum I SS 2005

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

VorbehandlungenUngestörte 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)

•Ap-Horizont: B4/F4, Lu (schluffiger Lehm)

•Al-Horizont: B4/F4, Ut4 (stark toniger Schluff)

•Bt-Horizont: B5/F5, Tu3 (mittel schluffiger Ton)

Stand 13.7.2005; 8hStand 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)

Fingerprobe (Podsol)Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h

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

Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h

/

•Wichtige physikalische Bodeneigenschaft, die vor allem der Bestimmung weiterer Bodenkennwerte dient•Wichtiges Kriterium zur Beurteilung von Standorteigenschaften auf deren wirtschaftliche Nutzbarkeit

gVf

m

Bρ

mf= Trockengewicht d. Stechzylinders Trocknung: 24 h bei 105 °CVg= Bodenvolumen (100 cm³)

Bρ

Porenvolumen

•nimmt mit abnehmender Korngröße zu•Womit: Unterdruckmethode

Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h

•Als Porenvolumen wird der Anteil der mit Luft und/oder Wasser gefüllten Poren am Bodenkörper bezeichnet.

fρBρ

1PV

fρ = Dichte der Festsubstanz (~2,65 g

cm-³)

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

-LK PV FK

Luftkapazität LK deutlich geringere LK beim Luvisol

Ap wird gepflügt

Abfall im Al-Horizont

Bt größere Korngrößen

Einstufung: hoch

Podsol: große Korngrößen → hohe LK

Einstufung: sehr hoch

Stand 13.7.2005; 8h

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

•

derStechzylin

trockenderStechzylinpF V

WW 8,1

OH

B

trocken

trockenfeuchtpF W

WW

2

2,4

Feldkapazität und Welkepunktwasserkapazität

•FK mittel bis hoch (KA 5)

•WWK gering bis mittel (KA 5)

•Kenngröße zu Beurteilung des Bodenwasserhaushaltes

•landwirtschaftlich wichtige Kennwerte

•FK sehr gering (KA 5)

•WWK sehr gering (KA 5)

nFKnFK

Stand 13.7.2005; 8h Stand 13.7.2005; 8h

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. 0,20ca. 50 cmLuv C

0,18ca. 30 cmLuv Bt

0,3425 cmLuv Al

0,2310 cmLuv Ap II

0,2420 cmLuv Ap I

nFKWeΔzWnFKMächtigkeit

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