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Versuch 1 Bodenart, Lagerungsdichte, Porosität, Feldkapazität

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

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Versuch 1 Bodenart, Lagerungsdichte, Porosität, Feldkapazität

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Presentation Transcript

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

  2. 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

  3. 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)

  4. 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

  5. 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)

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

  7. 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)

  8. 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)

  9. 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

  10. 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

  11. Lagerungsdichte / 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 mf= Trockengewicht d. Stechzylinders Trocknung: 24 h bei 105 °C Vg= Bodenvolumen (100 cm³) Stand 13.7.2005; 8h

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

  13. 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

  14. 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

  15. 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

  16. Feldkapazität und Welkepunktwasserkapazität nFK nFK • Kenngröße zu Beurteilung des Bodenwasserhaushaltes • landwirtschaftlich wichtige Kennwerte 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)

  17. 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

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

  19. 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 % 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

  20. 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

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