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