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Bodenkunde (Subject) / 7) Bodenphysik (Lesson)
7) Bodenphysik
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- 1. Erläutern Sie 4 wichtige bodenphysikalische Voraussetzungen für eine Eignung des Bodens als Wurzelraum und inwieweit eine Konkurrenz zwischen diesen Funktionen entsteht. Wasserversorgung: kapillaren Kontakt Wurzeln mit Boden (Transpiratione); Speicherung von Wasser un Nährsalze Verankerung: Konkurrenz um Licht (Bäume wachsen sehr hoch) ; Kräfte wirken auf die Pflanze ein, sie brauchen festen Stand Bodenbelüftung (Versorgung der Pflanze mit O2, Abgabe der Pflanze von CO2 an den Boden) Drainage (Boden leitet überschüssiges Wasser ab, falls nicht: Überflutung/Erosion) Konkurrenz: Wasserpeicherung vs. Drainage Wasserversorgung vs. Luftversorgung Verankerung vs. Bodenbelüftung
- 2. Aus welchen 3 Hauptkompartimenten setzt sich das Bodenvolumen zusammen. Erläutern Sie die Begriffe „Porosität“, „Volumetrische Bodenfeuchte“, „Trockenzustand“ und „Zustand der Wassersättigung“ in Bezug auf diese 3 Volumenkompartimente. Luft, Wasser, Festusubstanz Porosität: Summe des Luft und Wasseranteils Volumetrische Bodenfeuchte: Verhältnis Volumen des Bodenwassers zu Gesamtvolumen Trockenzustand: Volumen des Wassers = 0 Zustand der Wassersättigung: Volumen des Wassers = Gesamtvolumen Porosität; Volumen Luft = 0
- 3. Welche zwei Formen der Dichte des Bodens werden häufig zur physikalischen Charakterisierung herangezogen? Trockenraumdichte (Masse des trockenen Bodens durch das Gesamtvolumen) Dichte der Festsubstanz (Lagerungszustand) (Masse des trockenen Bodens durch das Volumen der Festsubstanz)
- 4. In welcher Größenordnung liegt die Substanzdichte der meisten mineralischen Bodenbestandteile, wie der organischen Bodenbestandteile? -Mineralische Bodenbestandteile(zb. Quarz etc): zwischen 2,6 und 2,7 g/cm3-organische Bodenbestandteile (Humus): zwischen 1,2 und 1,4 g/cm3
- 6. Was versteht man unter dem „representativen Elementarvolumen“ eines Bodens? In welcher Größenordnung lieg es meist? Volumen welches alle Eigenschaften des Boden repräsentativ beinhaltet zwischen 100 cm3 und 1000cm3 (0,1 bis 1L)
- 7. Nennen Sie drei Gründe, warum die Trockenraumdichte in den meisten natürlichen Böden mit der Tiefe zunimmt. organische Auflage hat hohen Humusanteil und geringere Dichte Abnahme des Porenvolumens (durch geringere Bioturbation/biol. Aktivität) zunehmende Nomalspannung (PN): vertikaler Druck, der durch das Eigengewicht des Bodens verursacht wird
- 8. Was ist Bodenskelett, was ist Feinboden? Bodenskelett: Skelettanteil (Kies, Gesteine) > 75% Feinboden: Kornfraktion in Größenordnung <2mm (Sand, Schluff, Ton)
- 9. Nennen Sie die Durchmessergrenzen der 3 Hauptkornklassen eines Bodens. Nennen Sie zwei Synonyme für die Korngrößenzusammensetzung eines Bodens. Ton: bis 0,002 mm Schluff: 0,002 - 0,063 mm Sand: 0,063-0,2mm Synonmye Bodenart, Textur
- 10. Was bezeichnet der bodenphysikalische Begriff „Lehm“? Lehm = Mischung aus Ton, Schluff, Sandkeines dieser Korngrößen liegt dominant vor
- 11. Nennen Sie die mineralischen Hauptbestandteile der Sand- und der Tonfraktion in Böden Mitteleuropas. Hauptbestandteil von Sand: Quarz Hauptbestandteil von Ton: Tonminerale, Oxide
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- 12. Wie wird die Korngrößenverteilung a) im Labor, b) im Gelände bestimmt (ohne Formeln)? a) im Labor: Auflösen von Primärkörnung Siebanalyse der Sandfraktion Sedimentationsanalyse der Schluff und Grobtonfraktion -> Sinkgeschwindigkeit eines Korn in einer Flüssigkeit b) im Gelände: Fingerprobe
- 14. In welchem Zusammenhang steht die Porosität eines Bodens mit dem Tongehalt? - Tonplättchen sind sperrig und Tonböden haben daher eine große Porosität
- 16. Erläutern Sie für drei Bodeneigenschaften den Einfluss der Korngröße. Porosität: Je kleiner die Korngröße desto höher die Porosität Wasserhaushalt: Je größer die Korngröße, desto besser die Drainage desto schlechter der Speicher Lufthaushalt: je kleiner die Korngröße desto besser die Belüftung
- 17. Erläutern Sie den Unterschied zwischen Textur und Struktur eines Bodens. Nennen und erläutern Sie zwei Textur- und zwei Strukturtypen wie sie in den Böden vorkommen. Nennen Sie jeweils einen synonymen Begriff für Textur und Struktur. Textur = Bodenart = Korngrößenverteilung -> wie viel von welcher Korngröße kommt vor? Texturtyp: Sandiger Schluff, Schluffiger Ton Struktur = Bodengefüge, Räumliche Anordnung der Partikel Strukturtyp: nicht aggegierte Gefügetypen (Einzelkorn & Kohärentgefüge) und durch natürliche Clusterung entstehende Aggregatgefüge (Absonderungs & Aufbaugefüge)
- 18. Was sind „schwere“ und „leichte“ Böden? Was meint man mit Stundenböden? Beurteilung der Bearbeitbarkeit schwere Böden: hoher Tonanteil, stark verdichtet, schelchte Bearbeitbarkeit leichte Böden: hoher Sandanteil, gute Bearbeitbarkeit Stundenböden -> schwere Böden. Lassen sich nur in einem kurzen Zeitraum bearbeiten in dem die Bodeneigenschaften hinsichtlich der Bearbeitbarkeit besser sind (Ton Böden nach langer Trockenheit)
- 20. Beschreiben Sie das Polyedergefüge, wo entsteht es? Absonderung von Polyedern durch Quellen & Schrumpfen feuchter tonhaltiger Substrate Durch "Herausbrechen" entstehen oft scharfe Kanten
- 21. Erklären Sie das Modell des dualen Porensystems Grundlage des dualen Porensystem: Bodenstruktur Boden ist aus Aggregaten aufgebaut welche aus Primärkörnern aufgebaut sind 2 Porenarten: Intraagregatporen: Feinporen/Mittelporen innerhalb der Aggregate (Zwischen den Primärkörner) -> Wasserspeicherung Interaggregatporen: Makrporen zwischen den Aggregaten -> Belüftung des Bodens, Drainage
- 22. Was sind Intra- und Interaggregatporen, welche Funktionen haben sie? Intraagregatporen: Feinporen/Mittelporen innerhalb der Aggregate (zwischen den Primärkörnern) → Wasserspeicherung Interaggregatporen: Makroporen zwischen den Aggregaten → Belüftung des Bodens, Drainage
- 23. Welche Agentien halten die Bodenaggregate zusammen? - organische Bindemittel (bsp: Ton-Humus- Komplexe) - Wurzeln - Pilze, Pilzhyphen