Bodenkunde

Question 1

Wovon ist die Bodenverdichtung in der Landwirtschaft abhänig?

Accepted Answer

- den zutragenden Lasten - der Eigenschaften und dem Zustand des Bodens = Bodenart (bes. T) = Humusgehalt = Feuchtegehalt

Question 2

Welchen Bereich der Erdkruste bezeichnet man als Boden, wodurch zeichnet er sich im Vergleich zum unverwitterten Gestein aus?

Accepted Answer

Die oberste, zwei Meter starke, im Vergleich zum Ausgangsmaterial veränderte Schicht der Erdkruste wird Boden oder Pedosphäre genannt. Sie besteht aus einem Naturkörper, bei dem Gestein durch bodenbildende Prozesse umgewandelt wurde und wird. Boden besteht meist aus 47% mineralischer Substanz, 25% Luft; 23% Wasser und 5% organischer Substanz. Diese Bestandteile ordnen sich räumlich zum Bodenkörper. Die morphologische Differenzierung des Bodenkörpers in einzelne Bodenhorizonte führt im Verlauf der Bodenentwicklung zu verschiedenen Bodentypen.

Question 3

2. Erklären sie in kurzen Worten die Entstehung des mitteleuropäischen Lößgürtels?

Accepted Answer

Der Lößgürtel ist eine von der Eiszeit beeinflußte Erscheinung, welche auch periglaziale Erscheinung genannt wird. Lößböden entstehen, wenn über einem Gletscher ein Hochdruckgebiet liegt und über einem Gebirge ein Tiefdruckgebiet. Der Wind weht vom Gletscher zum Gebirge und nimmt damit Sand und Tonteilchen mit. Wenn der Wind beim Gebirge aufsteigt, entledigt er sich seiner Fracht. Dabei wird zuerst der Sand abgelagert und dann die Tonteilchen. Durch die abgelagerten Tonteilchen bilden sich die Lößgebiete.

Question 4

Was ist unter dem Begriff „Hydrolytische Verwitterung “ zu verstehen, welche Bedeutung trägt dieser Verwitterungsablauf für die gemäßigten Breiten?

Accepted Answer

Die Hydrolyse ist eine chemisch Verwitterung, bei der eine Zerlegung der Minerale durch Reaktion mit H+ und OH- Ionen stattfindet. Die Hydrolyse ist in gemäßigten Breiten die bedeutungsvollste Verwitterung. Beispiel: Kalifeldspart: Beim Kontakt der Mineraloberfläche mit Wasser werden die rundlichen Ionen des Kristallgitters, vor allen die K+ Ionen hydratisiert, was zu einer Lockerung der Bindungen führt. Die Protonen des Wassers spalten die K+ Ionen ab. KAlSi3O8 + H+ +OH-  HAlSi3O8 + K+OH- Die weitere Anlagerung von Protonen und OH- Ionen an das Kristallgitter des Feldspats führt zu einer Lösung der Si-O und Al-O-Bindungen innerhalb der Tetraeder. Schließlich wird die Mineralstrucktur, unter Bindung von Aluminiumhydoxid und Kieselsäure ,die die Endprodukte der Silicatverwitterung darstellen, zerstört. HAlSi3O8 + 7H2O  Al(OH)3 + 3H4SiO4

Question 5

Erläutern sie kurz den Unterschied zwischen „potentieller“ und „aktueller“ Acidität?

Accepted Answer

Die potentielle Acidität wird auch Gesamtacidität genannt und setzt sich wie Folgt zusammen: H+ Ionenkonzentration in der Bodenlösung + H+Ionenkonzentration an den Adsorbern + austauschbare Al+++Ionenkonzentration an den Absorbern. (da Al+++ in Bodenlösung = Al+++ + 3H2O  Al(OH3) + 3H+) Die aktuelle Acidität wird auch pH-Wert gen

Question 6

5. Was versteht man beim Kationenaustausch unter „Austauschäquivalenz“?

Accepted Answer

Die an den Absorbern angelagerten Kationen, können durch äquivalente Kationenladungen ausgetauscht werden. ( äquivalent = vollwertiger Ersatz) Beispiel: 1Ca++ gegen 2K+ Ionen.

Question 7

6. Wie wirken Carbonate als Puffer bei Säureeinträgen in den Böden (Carbonatpuffer)?

Accepted Answer

Die Wirkung des Carbonatpuffers am Beispiei1 von saurem Regen (Eintrag von Schwefelsäure). Die Reaktion ist nicht reversibel, da das CO2 gasförmig entweicht CaCO3 + H2SO4  Ca2+ + SO4 2- + H2O + CO2

Question 8

7. Was versteht man unter „Mineralisation“ und was unter „Humifikation“ in Böden, welche Mikroorganismengruppen bewirken hauptsächlich Mineralisation und welche Humifikation?

Accepted Answer

Die Mineralisation und Humifikation beginnen nach der Zersetzung der Streustoffe (Nährhumus), durch 1. Biochemische Initialphase (Zerlegung der Organischen Substanz durch Hydrolyse oder Oxidationsvorgänge) 2. Mechanische Zerkleinerung ( Zerkleinerung der Organischen Substanz durch Meso- und Mikrofauna, (fressen, nagen)) 3. Chemische Umsetzung (Umsetzung der Pflanzenteile in ihre Ausgangsstoffe durch Mikroorganismen). Bei der Mineralisation wird die Organische Substanz vollständig in ihre anorganischen Bausteine zerlegt, z.B. CO2, H2O,NH4,Ca,Mg usw.. Dies geschieht mit Hilfe von Bakterien. Der Vorgang spielt besonders als Stickstoffmineralisation eine große Rolle. Bei der Humifizierung werden aus den zersetzen Nährhumus hochmolekulare organische Stoffe aufgebaut. Als Produkte der Humifizierung fallen Fulvosäuren, Huminsäuren und Humine an. Die Humifizierung läuft mit Hilfe der Strahlenpilze ab.

Question 9

8. Was versteht man unter „nutzbarer Feldkapazität“, welchen pF-Wert-Bereich entspricht die „nutzbare Feldkapazität“?

Accepted Answer

Der Wasserhaushalt eines Bodens wir in zwei Teile unterteilt, Sickerwasser und Haftwasser. Nach einer Wassersättigung des Bodens verläßt das Sickerwasser nach kurzer Zeit den Boden und steht den Pflanzen nicht mehr zur Verfügung. Das übrige Wasser nennt man Haftwasser oder Feldkapazität. Die Feldkapazität ist aber auch nur zum Teil für die Pflanzen nutzbar, da ein Teil des Wassers so stark ,durch Adsorptions- und Kapillarekräfte, an den Boden gezogen wird das der Wurzelsog der Pflanzen nicht mehr ausreicht um es aufzunehmen. Der Teil des Wasser der dann noch übrig bleibt nennt man dann „nutzbare Feldkapazität“. Die Wasserspannung mit der das Wasser im Boden gehalten wird nennt man pF-Wert. Das Sickerwasser hat einen pF-Wert von unter 2,5, das nicht verfügbare Haftwasser, welches auch Permanenter Welkepunkt genannt wird, hat eine Wasserspannung über pF 4,2. Die nutzbare Feldkapazität liegt also zwischen pF 2,5 und 4,2.

Question 10

9. Unter welchen Klimatischen und bodengegebenen Voraussetzungen findet Podsolierung in Böden statt?

Accepted Answer

Der Podsol entwickelt sich bei hohen Niederschlägen , hoher Rel. Luftfeuchte und geringen Temperaturen aus Kalk armen, Quarz reichen Ausgangsgestein mit einer Vegetation, die geringe Nährstoffreserven im Boden hinterläßt ( Heide, Nadelbäume). Nach Abschluß der Vorgänge stellt er dann einen Klimaxboden dar. Der Podsol wird in primären und sekundären Podsol unterscheiden. Der primäre Podsol hat sich direkt aus einem Ranker, wenn von Anfang an ein niedriger pH-Wert vorhanden war, entwickelt. Der sekundäre Podsol entwickelte sich aus einer Braunerde oder Parabraunerde. Er ist der häufigste Podsol in Mitteleuropa. Bei der Podsolierung läuft aufgrund des geringen pH-Wertes hauptsächlich die Humifizierung, bei der Umsetzung der organischen Substanz, ab. Bei dieser Umsetzung werden Komplexe mit Eisenoxiden gebildet, welche stark der Auswaschung unterliegen. Die Eisenoxide (und Humus) werden da wieder eingewaschen wo der pH-Wert ansteigt (Bs-Horizont). Hier bildet sich unter feuchten Bedingungen eine weiche Humusorterde und unter trockenen ein harter Ortstein.

Question 11

10. Beschreiben Sie die geologische Entstehung, die Eigenschaften und die landwirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten folgenden Boden. Benennen sie auch den Bodentyp, dem die Horizontabfolge entspricht.

Accepted Answer

Das hier dargestellte Bodenprofil beschreibt einen Braunerde-Podsol. Der oberste Horizont ist ein Ap-Horizont womit ein humusreicher, mineralischer Oberboden gemeint ist, der landwirtschaftlich genutzt wird. Der Ae-Horizont ist ein Bereich in dem Auswaschung stattgefunden hat. Der Bh-Horizont weist auf einen humusreichen Unterboden hin. Als Bs-Horizont bezeichnet man den Teil des Unterbodens in den Eisenoxide eingewaschen werden. Der Bv-Horizont ist der verwitterte Unterboden. Der Cv-Horizont ist der verwitterte Untergrundhorizont. Der Podsol entwickelt sich bei hohen Niederschlägen , hoher Rel. Luftfeuchte und geringen Temperaturen aus Kalk armen, Quarz reichen Ausgangsgestein mit einer Vegetation, die geringe Nährstoffreserven im Boden hinterläßt ( Heide, Nadelbäume). Nach Abschluß der Vorgänge stellt er dann den Klimaxboden dar. Der Braunerde-Podsol ist der häufigste Podsol in Mitteleuropa. Bei der Podsolierung läuft aufgrund des geringen pH-Wertes hauptsächlich die Humifizierung, bei der Umsetzung der organischen Substanz, ab. Bei dieser werden Komplexe mit Eisenoxiden gebildet, welche stark der Auswaschung unterliegen. Die Eisenoxide (und Humus)werden da wieder eingewaschen wo der pH-Wert ansteigt (Bs-Horizont). Das Substanzvolumen des Podsol besteht, bedingt durch die Entwicklung fast nur aus Grobsand. Der Feinsandanteil ist ebenfalls relativ hoch, Ton und Schluff sind fast nicht vorhanden. Das Porenvolumen besteht fast nur aus Grobporen es sind kaum Mittel- und Feinporen vorhanden. Der Podsol hat nur eine sehr geringe Feldkapazität, weist aber gute Redoxpotentiale, durch eine gute Belüftung, aus. Die KAK ist gering und liegt bei 9-14 mmol/100g Boden. Die geringe KAK erklärt sich dadurch, daß der Podsol fast keine Tonsorbtionsträger hat und der Humus nur von schlechter Qualität ist. Durch Ortsteinschichten kommt es nicht zum Wasserstau, da die Ortsteinschichten einen hohen Anteil an Grobporen aufweisen. Der Anbau von tiefwurzelden Pflanzen ist durch die Ortsteinschicht jedoch nicht möglich. Auf Podsole wurden früher, auf Grund der Unfruchtbarkeit, fast ausschließlich als Grünland genutzt. Heute ist jedoch durch hohe Nährstoffzufuhr und evtl. Beregnung eine Ackerbauliche Nutzung mit akzeptablen Erträgen möglich. Auf Grund des hohen Sandanteils und somit gutem Wärmehaushalts ist der Podsol für z.B. den Kartoffel- oder Spagelanbau gut geeignet.

Question 12

1. Wodurch unterscheidet sich ein Boden (Pedosphäre) von unverwittertem Gestein (Lithosphäre)?

Accepted Answer

Der Boden ist durch bodenbildende Prozesse z.B. Verwitterung aus dem Gestein Entstanden. Boden besteht meist aus 47% mineralischer Substanz, 25% Luft; 23% Wasser und 5% organischer Substanz. Diese Bestandteile ordnen sich Räumlich zum Bodenkörper. Die morphologische Differenzierung des Bodenkörpers in einzelne Bodenhorizonte führt im Verlauf der Bodenentwicklung zu verschiedenen Bodentypen.

Question 13

2. Was ist unter basaltischer und was unter granitischer Struktur eines Gesteines zu verstehen, wie wirkt sich diese Struktur auf die physikalische Verwitterungsstabilität aus?

Accepted Answer

Das granitische Tiefengestein ist plutonischen Ursprungs, es ist grobkristallin aufgebaut und sauer. Der Granit ist meist mit anderen Mineralien verbunden. Er besteht aus schwer verwitterbarem Mineral. In gemäßigt-humiden Gebieten verwittern sie tiefgründig, sind aber im Mineralbestand wenig verändert. Der Basalt hat eine feinkristalline Struktur und ist basisch, welche für Gesteine vulkanischen Ursprungs typisch ist. Er ist relativ rein und bestehen aus leicht vewitterbarem Mineral. Sie verwittern flachgründig, sind aber mineralogisch stark verändert.

Question 14

3. Wodurch unterscheidet sich ein Zweischicht-Tonmineral im Aufbau von einem Dreischicht-Tonmineral?

Accepted Answer

Merkmale des Zweischicht-Tonmineral: so gut wie kein isomorpher Ersatz keine Aufweitbarkeit Kein Zugang zu inneren Oberflächen KAK ca. 5-15 mmol/100g Boden Bindung zwischen den Paketen ist sehr fest, durch O – OH – Bindungen Ionenanlagerung und Abgabe nur an Bruchstellen und Außenoberflächen. Hauptvertreter Kaolinit und Halloysit Morphologischer Aufbau im Tonmineral Paket: Tetraeder Oktaeder Merkmale des Dreischicht-Tonminerals: isomorpher Ersatz hauptsächlich in den Tetraedern sehr hohe Aufweitbarkeit Innere Oberfläche sehr gut zugänglich KAK 100-150 mmol/100g Boden Bindung zwischen den Paketen locker durch austauschbare Ionen Ionen austauschbar zwischen den Schichtpaketen und an der Oberfläche. Hauptvertreter Illit, Vermiculit und Montmonillonit Morphologischer Aufbau im Tonmineral Paket : Tetraeder Oktaeder Tetraeder

Question 15

4. Wodurch unterscheiden sich heterotrophe anaerobe Mikroorganismen von autotrophen aeroben Mikroorganismen?

Accepted Answer

Heterotrophe anaerobe Mikroorganismen ernähren sich von organischer Substanz, saprophytisch von abgestorbenen Lebewesen, und parasitisch von noch lebenden Lebewesen. Ihre Lebensweise ist anaerob, daß heißt sie leben nur in Abwesenheit von Luft. Autotrophe aerobe Mikroorganismen ernähren sich von anorganischer Substanz. Ihre Lebensweise ist aerob, daß heißt sie leben nur in Anwesenheit von Luft.

Question 16

5. Welche Puffersysteme wirken hauptsächlich im Boden, wenn der pH-Wert zwischen 6,5 und 5,0 liegt? Welche Puffersysteme wirken in diesem pH-Wertbereich schon nicht mehr?

Accepted Answer

Pufferung durch variable Ladungen : Die H+Ionen werden an der variablen Ladungen der Austauscher angelagert und so der Bodenlösung entzogen. Die am Austauscher angelagerten Kationen werden an die Bodenlösung wieder abgegeben, und können evtl. ausgewaschen oder von den Pflanzen aufgenommen werden. Wenn die H+Ionenkonzentration in der Bodenlösung wieder abnimmt, können die H+-Ionen von den Austauschern wieder abgegeben werden. Böden, die reich sind an organischer Substanz, Allophanen und Oxiden, verdanken einen Großteil ihres Pufferungsvermögens deren funktionellen Gruppen. -COOCa + H+  -COOH + Ca++ -AlOHCa + H+  -ALOH2 + Ca++ Pufferung durch Silikate: Im Gegensatz zur schnell verlaufenden Pufferung durch variable Ladungen steht die langsam verlaufende, meist irreversible Pufferung durch Silikate. An den Silikatoberflächen werden K+Ionen irreversibel gegen H+Ionen ausgetauscht. Nicht mehr wirksam sind dagegen die Carbonatpuffer (pH >7) und die Pufferung durch Al und Fe- Hydroxide (pH<4,2).

Question 17

6. Wodurch unterscheidet sich ein Krümelgefüge von einem Prismengefüge.

Accepted Answer

Krümelgefüge: (Aufbau- Ballungsgefüge) rundliche, lose miteinander verbundene Ballungen von Bodenteilchen (<10mm Durchm.) mit rauher, poröser Oberfläche, sehr stabil. Beste biogene Gefügeform humus- und tonhaltiger Böden optimaler Reaktion und hoher biologischer Aktivität, vorwiegend im Ah-Horizont von Schwarzerden, Rendzinen und Gartenböden. Prismengefüge: (Absonderungsgefüge) 5 bis 6 raue Seitenflächen oft mit Tonhäutchen, Längsachsen > Querachsen (2:1), Feinprismen(<20mm), Grobprismen (>100mm) senkrecht im Unterboden tonreicher, kalkarmer Gleye, Marschen, Bt- Braunerde, in Subpolyeder/Feinprismen aufteilbar.

Question 18

7. Was verstehen sie unter dem pF-Wert, bei welchen pF-Wert tritt der permanente Welkepunkt ein?

Accepted Answer

Der pF-Wert ist eine Maßeinheit für die Wasserspannung mit der das Wasser im Boden gehalten wird. Der pF-Wert ist der log. cm Wassersäule. z.B. 1 bar = 10³ cm WS = pF3. Ab einem pF-Wert von 4,2 (15 bar) tritt der permanente Welkepunkt ein, ab dieser Wasserspammung sind die Pflanzenwurtzeln nicht mehr in der Lage dem Boden des Wasser zu entziehen, und die Pflanzen vertrocknen.

Question 19

8. Nennen sie eine typische Bodenentwicklungssequenz quarz- und silikatreicher Sande der Geestgebiete Norddeutschlands?

Accepted Answer

Lockersyrosem  Regosol  Braunerde  Parabraunerde  Podsol Aus einem Lockerosyrosem entsteht durch physikalische Verwitterung ein Regosol. Je stärker die physikalische Verwitterung fortschreitet, desto stärker wird die chemische Verwitterung greifen. Dabei werden Pflanzennährstoffe freigesetzt. Durch Humifizierung entsteht aus der aufgelagerten organischen Substanz ein Ah-Horizont. Die chemische Verwitterung geht weiter in die Tiefe (Lösungsverwitterung). Es erfolgt eine Nährstoffverlagerung in den B-Horizont mit verbraunung. Da Calcium fehlt, sinkt der pH-Wert und es kommt zu einer Tonauswaschung. Bei den Parabraunerden sinkt der pH-Wert unter 5 ab und die Tonauswaschung kommt zum Stillstand. Beim Podsol kommt es aufgrund einer Sauerhumusauflage zu einer Auswaschung von Humus und Fe. Es bildet sich ein Ae-Horizont. Eine Bodenentwicklungssequenz verläuft erst sehr stürmisch, verlangsamt sich dann aber und kommt mit dem Klimaxstadium zum Stillstand. Die Bodenentwicklung ist dann aber immer noch nicht abgeschlossen, da der Boden noch degradieren kann. Böden sind häufig in Vergesellschaftung mit anderen Böden zu finden. So tritt z.B. ein Podsol in Vergesellschaftung mit einer Terra fusca oder einem Pelosol auf.

Question 20

9. Welche Unterscheidungsmerkmale gingen bei der Reichsbodenschätzung in den Grünlandschätzrahmen ein?

Accepted Answer

Der Grünlandschätzrahmen setzt sich aus den Bodenarten, den Zustandsstufen, den Klimastufen und den Wasserverhältnissen zusammen.

Question 21

10. Beschreiben Sie die geologische Entstehung, die Eigenschaften und die landwirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten folgenden Standortes:

Accepted Answer

Braunerden entstehen in gemäßigt humiden Klimata aus Lößanwehungen.. Durch den Humusabbau wird die Farbe des Ap-Horizontes heller. Im Laufe der Zeit wird auch der Ah-Horizont durch den Humusabbau heller und es bildet sich ein Bv-Horizont unter dem Ah-Horizont, womit aus dem Lockersyrosem eine Braunerde-Schwarzerde geworden ist. Der Ap-Horizont hat durch den sehr kalkhaltigen Löß als Ausgangsgestein einen sehr hohen pH-Wert. Die KAK ist sehr hoch und das Porenvolumen ist mit 51% im Ap-Horizont im idealen Bereich. Diese Böden zeichnen sich durch eine sehr hohe Nährstoffverfügbarkeit und einen sehr guten Wasserhaushalt aus. Aufgrund der hohen Fruchtbarkeit werden solche Böden stark Landwirtschaftlich genutzt.

Question 22

1. Wie entsteht die Gesteinsgruppe der Metamorphite?

Accepted Answer

Wenn Magmatite und Sedimente durch tektonisch Aktivität absinken, sind sie erheblichen Temperatur- und Druckänderungen ausgesetzt. Diese Änderungen verändern den Mineralbestand der Gesteine erheblich. (Metamorphose = Umwandlung), so daß neue Gesteine entstehen Diese Gesteine nennt man Metamorphite. Sie entstehen in drei Tiefenzonen: Epizone - geringer Druck - 400Grad - Sandstein, Tonstein  Tonschiefer, Kalkstein Mesozone - mittlerer Druck - 800Grad - Sandstein, Tonschiefer Glimmerschiefer, K. Katazone - hoher Druck - 1600Grad - SandsteinQuarzid, GlimmerschieferGneis, KatksteinMarmor Metamorphite aus Magmatiten nennt man Orthometamorphote. Metamorphite aus Sedimenten nennt man Paranetamorphite, z.B. Qquarzite aus Sandstein oder Marmor aus Kalkstein.

Question 23

2. Was ist eine Endmoräne?

Accepted Answer

Die Eiszeiten hatten starke Einwirkungen auf die Oberflächenbeschaffenheit, die auch noch sichtbar waren, nachdem die Eismassen abgeschmolzen waren. Diese Erscheinungen bezeichnet man als glaziale Serie. Zur glazialen Serie gehören: flache Grundmoräne, kuppige Grundmoräne, Endmoräne, Sanderflächen und das Urstromtal. Die Entmoräne besteht aus, vom Gletscher aufgeschobenen, Schutt und Geröll. Die Hauptentmoräne zeichnet also die weiteste Ausdehnung des Gletschers.

Question 24

3. Was ist unter dem Begriff „Hydrolytische Verwitterung“ zu verstehen, stellen sie den Verwitterungsablauf vereinfacht am Beispiel der Silikatverwitterung dar.

Accepted Answer

Die Hydrolyse ist eine chemisch Verwitterung, bei der eine Zerlegung der Minerale durch Reaktionen mit H+ und OH- Ionen stattfindet. Beispiel der Silikatverwitterung: Kalifeldspart: Beim Kontakt der Mineraloberfläche mit Wasser werden die rundlichen Ionen des Kristallgitters, vor allen die K+ Ionen hydratisiert, was zu einer Lockerung der Bindungen führt. Die Protonen des Wassers spalten die K+ Ionen ab. KAlSi3O8 + H+ +OH-  HAlSi3O8 + K+OH- Die weitere Anlagerung von Protonen und OH- Ionen an das Kristallgitter des Feldspats führt zu einer Lösung der Si-O und Al-O-Bindungen innerhalb der Tetraeder Schließlich wird die Mineralstrucktur unter Bindung von Aluminiumhydoxid und Kieselsäure, die Endprodukte der Silicatverwitterung darstellen, zerstört. HAlSi3O8 + 7H2O  Al(OH)3 + 3H4SiO4

Question 25

4. Erläutern sie kurz, warum die Verbrennung fossiler Brennstoffe letztlich die Versauerung der Böden beschleunigt.

Accepted Answer

Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe gibt es eine Emission von SO2 und NOx. In der Bodenlösung reagieren diese mit Wasser und binden die Sauerstoff-Ione an sich. Die H+ Ionen des Wassers gehen in die Bodenlösung, welches die Konzentration der H+ Ionen steigert und somit dem pH-Wert senkt. SO2  So4  H2SO4  SO4 + 2H+ NOx  HNO3  NO3 + H+

Question 26

5. Wie wirkt sich die Höhe der Ladungen der Kationen in der Bodenlösung auf den Kationenaustausch aus?

Accepted Answer

Hoher wertige Kationen werden stärker eingetauscht als Kationen mit niedriger Wertigkeit. Bei gleicher Ladung entscheidet die Hydrathülle. CA++ > Mg++ > K+ > Na+ Bei gleicher Ladung wird das Kation eher eingetauscht welches in der unteren Periode steht. K+ = 4. Periode Na+ =3. Periode

Question 27

6. Beschreiben sie die Pufferung durch variable Ladungen im pH-Wert Bereich von 7-6.

Accepted Answer

Pufferung durch variable Ladungen : Die H+-Ionen werden an der variablen Ladungen der Austauscher angelagert und so der Bodenlösung entzogen. Die am Austauscher angelagerten Kationen werden an die Bodenlösung wieder abgegeben, und können evtl. ausgewaschen oder von den Pflanzen aufgenommen werden. Wenn die H+Ionenkonzentration in der Bodenlösung wieder abnimmt, können die H+-Ionen von den Austauschern wieder abgegeben werden. Böden, die reich sind an organischer Substanz, Allophanen und Oxiden, verdanken einen Großteil ihres Pufferungsvermögens deren funktionellen Gruppen. -COOCa + H+  -COOH + Ca++ -AlOHCa + H+  -ALOH2 + Ca++

Question 28

7. Aus welchen drei Baustoffen sind Huminstoffe aufgebaut?

Accepted Answer

a.) Bestandteile: Die Huminstoffe die auch Dauerhumus genannt werden bestehen aus Fulvosäuren, Huminsäuren und Huminen . b.) Baustoffe: 1. Kern 2. Brücken  O,NH,N 3. Seitengruppen  wichtig um Kationen anlagern zu können.

Question 29

8. Welchen Porengrößengruppen, und welchen pF-Wertbereich entsprechen das Sickerwasser, die nutzbare Feldkapazität und das Totwasser?

Accepted Answer

Das Sickerwasser befindet sich in der Grobporen (Porendurchmesser > 10µm) und unterliegt einer Wasserspannug die kleiner pF 2,5 ist bzw. unter 0,3 bar. Die nutzbare Feldkapazität befindet sich in den Mittelporen (Porendurchmesser 0,2-10µm) und unterliegt einer Wasserspannung von pF 2,5-4,2 bzw. 0,3-15 bar. Das Totwasser befindet sich in den Feinporen (Porendurchmesser <0,2µm) und unterliegt einer Wasserspannung von pF >4,2 bzw. >15 bar.

Question 30

9. Unter welchen klimatischen und bodengegebenen Voraussetzungen findet Tonauswaschung statt, wie heißt der durch Tonauswaschung geprägte Bodentyp?

Accepted Answer

Der durch die Tonauswaschung geprägte Bodentyp ist eine Parabrauende. Die Parabraunerden bilden sich im gemäßigt-humiden Klima. Das Ausgangsmaterial ist vorzugsweise lockeres sand- und silikstreiches Gestein (Löß und Geschiebemergel). Parabraunerden können unter Laubwald Klimaxstadien sein. Der charakteristische Vorgang bei der Bildung von Parabraunerden ist die Tonverlagerung oder Tondurchschlämmung (Lessivierung). Der Tonverlagerung geht eine Auswaschung von Ca- und Mg-Karbonaten voraus, und damit eine Abnahme des pH-Wertes. Durch Regen und Sickerwasser werden Tonteilchen dispergirt (wanderungsfähig) Am stärksten ist die Tonauswaschung bei pH-Werten von 5-7. Bei höheren pH-Werten sorgen Ca+Ionen für eine stärkere Stabilisierung der Aggregate, bei niedrigen pH-Werten Al3+Ionen. Im Unterboden kommt die Tonauswaschung infolge eines pH-Wert Anstiegs zum Stillstand.

Question 31

10. Beschreiben Sie die geologische Entstehung, die Eigenschaften und die landwirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten folgenden Boden. Benennen sie auch den Bodentyp, dem die Horizontabfolge entspricht.

Accepted Answer

Die dargelegte Horizontabfoge beschreibt einen Plaggenesch. Der Plaggenesch ist durch auftragen von Einsteu entstanden. Früher wurden von den Bauern Plaggen von Wiesen und Heiden als Einstreu im Stall benutzt. Diese Plaggen einschließlich der Exkremente wurden zur Düngung auf die dorfnahen Flächen ausgebracht, so daß auf diesen Böden im Laufe der Zeit ein mächtigen E-Horizont entstand. Als E-Horizont wird der Plaggeneschhorizont bezeichnet. Er ist sehr humusreich und kann bis zu einem Meter mächtig sein. Für die Bewirtschaftung eines Hektar Plaggenesch wurden 4-5 Hektar Wiesen und Heiden zum abplaggen benötigt. Plaggenesche sind sehr fruchtbare Standorte, bedingt durch den hohen Humusanteitl. Sie zeichnen sich durch einen guten Wasserhaushalt sowie gute Durchlüftung aus. Durch eine hohe KAK ist eine geringe Auswaschung der Nährstoffe gewährleistet. Auf Plaggenesch ist eine Landwirtschaftliche Bewirtschaftung mit guten Erträgen möglich, hauptsächlich wird Getreide angebaut.

Question 32

1. Erklären und erläutern sie das unterschiedliche Verwitterungsverhalten von Quarz im Vergleich mit Glimmer.

Accepted Answer

Quarz ist verwitterungsbeständiger als Glimmer. Quarz ist nur aus einem einzigen Baustein aufgebaut, dem Si-Tetraeder, der durch seine typisch Gerüststrucktur für eine hohe Verwitterungbeständigkeit sorgt. Außerdem trägt zur Verwitterungsbeständigkeit die Tatsache bei, daß im Quarz keinen isomorpher Ersatz eingebaut ist. Glimmer ist aus zwei Bausteinen aufgebaut, dem Si-Tetraeder und dem Al-Oktaeder. Glimmer verwittert durch seinen Schichtstrucktur zwar schwerer als die meisten anderen Silikate (außer Feldspäte), jedoch leichter als Quarz. Außerdem verliert der Glimmer durch isomorphen Ersatz (Mg,Fe), in der Struktur der Tetraeder und Oktareder, an Verwitterungsbeständigkeit.

Question 33

2. Nennen sie die holozänen Landschaften und beschreiben sie die Entstehung der Marschlandschaften näher.

Accepted Answer

Marschen: Küstenlandschaft, marine Sedimente auf flachem Küstenschelf Hoch und Niedermoore: in den Landschaften der Alt- und Jungmoräne und der Sander. Flußauen: in den Urstomtälern. Siedlungsräume, Siedlungen, Verkehrsflächen. Die Marschen sind aus Sedimenten entstanden, die auf einen pleistozänen Untergrund aufgespült wurden. Die aufgelagerte Sedimentschicht kann zwischen 1,5 und 15m mächtig sein. Das Sediment ist reich an organischer Substanz und hat einen hohen Kalkgehalt. Der Kalk stammt von Muscheln und anderen Meeresbewohnern, die in das Sediment eingelagert wurden. Durch die organische Substanz ist das Sediment leicht abbaubar. Die Marschen haben nur einen geringen Sandanteil, sie bestehen zum größten Teil aus Tonen und Schluffen.

Question 34

3. Welch Tonmineralgruppen gibt es. Was ist unter dem Begriff „Aufweitbarkeit“ zu verstehen und welche Bedeutung hat dieser Vorgang?

Accepted Answer

Die Tonminerale werden in zwei Gruppen aufgeteilt. Zweischicht Tonminerale, z.B. Kaolinit und Halloysit, und Dreischicht Tonminerale z.B. Illit, Vermiculit, Montmoriolit und Chlorit. Die Aufweitbarkeit ist nur bei Dreischicht Tonmineralen gegeben. Unter Aufweitbarkeit versteht man, die auf Aufweitung durch Hydration. In den Dreischichtmineralen werden Kationen hydatisiert und die Schichten werden auseinander gedrückt. Nun sind die Tonminerale in der Lage zwischen ihren Schichten Ionen anzulagern (sonst nur sehr wenige). Außerdem ist jetzt isomorpher Ersatz des Zentralions möglich. Beim isomorphen Ersatz wird z.B. Si4+ durch Al3+ ersetzt. Dadurch erhält der Tetraeder eine negative Überschußladung. Da nun jeder Baustein, bei dem das Zentralion ersetzt wurde, eine negative Ladung besitzt und ein Tonmineral aus vielen tausend solcher Bausteine besteht, hat das Tonmineral eine hohe negative Ladung. Es kann deshalb viele Kationen pflanzenverfügbar anlagern. Die Zentralionen können in einigen Fällen auch durch höherwertige Ionen ersetzt werden. Dann hat der Tetraeder eine positive Ladung und kann Anionen anlagern. Da jedoch das gesamte Tonmineral meist negativ geladen ist, ist der Effekt relativ gering. Die Anionen werden also meistens ausgewaschen.

Question 35

4. Nennen Sie die Korngrößengruppen des Feinbodens und ihre Unterscheidungsmerkmale. Sagen sie auch, worin sich die Begriffe Korngrößengruppe und Bodenart unterscheiden.

Accepted Answer

Die Korngrößengruppen des Feinbodens (Körner unter 2mm) teilen sich in drei Gruppen auf, wobei sich die einzelnen Gruppen in ihrer Korngröße unterscheiden. Sand: 2-0,063mm, Schluff: 0,063-0,002mm und Ton <0,002mm. Die Aufteilung der Korngrößengruppen bestimmt über die Bodenart. Z.B. wird ein Boden der die Korngrößenaufteilung 1/3 Sand, 1/3 Schluff und 1/3 Ton hat, als Bodenart mit Lehm bezeichnet.

Question 36

5. Beschreiben sie die Entstehung und Eigenschaften der Ton/Humus-Komplexe in Böden. Sagen sie auch, über welche Bindungen sie gebildet werden.

Accepted Answer

Ton-Humus-Komplexe sind Verbindungen von Tonmineralen, Huninstoffen und Zwischenprodukten der Humifzierung. Sie werden über mehrwertige Kationen (Ca++ und Mg++), H2O und anderen Dipolen mit O- und OH-Brücken miteinander verbunden.,

Question 37

6. Warum wird PO4---, obwohl Anion, im Rahmen des Anionenaustausches in hohem Maße festgelegt?

Accepted Answer

Die PO4--- Anionen können in die Koordinierungshülle Fe- und Al-haltiger, negativ geladener Oxide und Tonminerale eindringen und sehr stabile Verbindungen (Fe- und Al-Verbindungen) bilden. /(Al,Fe)-OH /(Al,Fe)-O\ //O O +H2PO4-  O P +OH- + H2O \Al,Fe)-OH \(Al,Fe)-O/ \OH

Question 38

7. Worin besteht der unterschied zwischen Absorbtionswasser und Kapilarwasser. Sagen sie auch, in welchen Porengrößengruppe sich ausschließlich Adsorbtionswasser befindet und in welcher Adsorbtions- und Kapilarwasser befinden.

Accepted Answer

Mit dem Begriff Adsorbtionswasser fast man, das mit Wirkung von Adsorbtions- und Osmotischenkräften, gehaltene Wasser im Boden, zusammen. Es umhüllt die feste Oberfläche der Bodenteilchen. Die Menge des Adsorbtionswassers nimmt mit Anstieg des relativen Dampfdrucks der Luft zu. Der Wassergehalt steigt mit abnehmender Korngröße und der damit verbundenen Zunahme der Oberfläche der Bodenbestandteile. Das Kapilarwasser steigt in den Zwischenräumen der Bodenteilchen gegen die Schwerkraft hoch. Dieses Kapilarwasser wird von Kapilaren Kräften nach oben transportiert. Das Wasser steigt mit Hilfe von Adhäsionskräften an den Bodenteilchen hoch. Mit Kohäsionskräften werden H-Brücken gebildet, die die einzelnen Wassermoleküle zusammenhalten. Es bildet sich an der Wasser-Luft-Grenze ein tragender Meniskus

Question 39

8. Beschreiben sie die Transportmechanismen für Bodenluft.

Accepted Answer

Konvektiver Gastranport. Er ist hauptsächlich für den Austausch zwischen Atmosphäre und Bodenluft verantwortlich. Er hat allerdings keine allzugro0e Bedeutung. Der kollektive Gasaustausch beruht auf Druckausgleich, Verdrängung und Pump- und Saugwirkungen. Diffusion. Die Diffusion setzt Konzentrationsunterschiede voraus. Es kommt zum Austausch, wenn die Konzentration von z.B. o“ in der Atmosphäre anders ist als in der Bodenluft. Es gibt verschiedene Ausgleichsysteme: Atmosphäre  Bodenluft Profil oben  Profil unten Krümel innen angrenzende Pore

Question 40

9. Beschreiben sie die pedogene Entstehung, die Eigenschaften und die landwirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten folgenden Stantortes, nennen sie auch den Bodentyp, dem die Horizontabfolge entssspricht.

Accepted Answer

Das hier dargestellte Bodenprofil beschreibt einen Braunerde-Podsol. Der oberste Horizont ist ein Ap-Horizont womit ein humusreicher, mineralischer Oberboden gemeint ist, der landwirtschaftlich genutzt wird. Der Ae-Horizont ist ein Bereich in dem Auswaschung stattgefunden hat. Der Bh-Horizont weist auf einen humusreichen Unterboden hin. Als Bs-Horizont bezeichnet man den Teil des Unterbodens in den Eisenoxide eingewaschen werden. Der Bv-Horizont ist der verwitterte Unterboden. Der Cvc-Horizont ist der verwitterte, Carbonathaltige Untergrundhorizont. Der Podsol entwickelt sich bei hohen Niederschlägen , hoher Rel. Luftfeuchte und geringen Temperaturen aus Kalk armen, Quarz reichen Ausgangsgestein mit einer Vegetation, die geringe Nährstoffreserven im Boden hinterläßt ( Heide, Nadelbäume). Nach Abschluß der Vorgänge stellt er dann den Klimaxboden dar. Der Braunerde-Podsol ist der häufigste Podsol in Mitteleuropa. Bei der Podsolierung läuft aufgrund des geringen pH-Wertes hauptsächlich die Humifizierung, bei der Umsetzung der organischen Substanz, ab. Bei dieser werden Komplexe mit Eisenoxiden gebildet, welche stark der Auswaschung unterliegen. Die Eisenoxide (und Humus)werden da wieder eingewaschen wo der pH-Wert ansteigt (Bs-Horizont). Das Substanzvolumen des Podsol besteht, bedingt durch die Entwicklung fast nur aus Grobsand. Der Feinsandanteil ist ebenfalls relativ hoch, Ton und Schluff sind fast nicht vorhanden. Das Porenvolumen besteht fast nur aus Grobporen es sind kaum Mittel- und Feinporen vorhanden. Der Podsol hat nur eine sehr geringe Feldkapazität, weist aber gute Redoxpotentiale, durch eine gute Belüftung, aus. Die KAK ist gering und liegt bei 9-14 mmol/100g Boden. Die geringe KAK erklärt sich dadurch, daß der Podsol fast keine Tonsorbtionsträger hat und der Humus nur von schlechter Qualität ist. Durch Ortsteinschichten kommt es nicht zum Wasserstau, da die Ortsteinschichten einen hohen Anteil an Grobporen aufweisen. Der Anbau von tiefwurzelden Pflanzen ist durch die Ortsteinschicht jedoch nicht möglich. Auf Podsole wurden früher, auf Grund der Unfruchtbarkeit, fast ausschließlich als Grünland genutzt. Heute ist jedoch durch hohe Nährstoffzufuhr und evtl. Beregnung eine Ackerbauliche Nutzung mit akzeptablen Erträgen möglich. Auf Grund des hohen Sandanteils und somit gutem Wärmehaushalts ist der Podsol für z.B. den Kartoffel- oder Spagelanbau gut geeignet.

Question 41

1. Erklären sie den Ablauf der Gesteinsmatamorphose die der Gesteinsbildung.

Accepted Answer

Wenn Magmatite und Sedimente durch tektonisch Aktivität absinken, sind sie erheblichen Temperatur- und Druckänderungen ausgesetzt. Diese Änderungen verändern den Mineralbestand der Gesteine erheblich. (Metamorphose = Umwandlung), so daß neue Gesteine entstehen Diese Gesteine nennt man Metamorphite. Sie entstehen in drei Tiefenzonen: Epizone - geringer Druck - 400Grad - Tonstein, Tonschiefer Mesozone - mittlerer Druck - 800Grad - Kalkstein, Glimmerschiefer Katazone - hoher Druck - 1600Grad - Marmor, Gleye Metamorphite aus Magmatiten nennt man Orthometamorphote. Metamorphite aus Sedimenten nennt man Paranetamorphite, z.B. Qquarzite aus Sandstein oder Marmor aus Kalkstein.

Question 42

4. Nennen sie den Hauptmineralbestand von Lehmböde

Accepted Answer

Quarz, Feldspat, Glimmer, Illit und Übergangminerale.

Question 43

5. Worin besteht der Unterschied zwischen Mineralisation und Humifikation bei der Zersetzung und Umwandlung der Organischen Substanz in Böden?

Accepted Answer

Die Mineralisation und Humifikation beginnen nach der Zersetzung der Streustoffe (Nährhumus), durch 1. Biochemische Initialphase (Zerlegung der Organischen Substanz durch Hydrolyse oder Oxidationsvorgänge) 2. Mechanische Zerkleinerung ( Zerkleinerung der Organischen Substanz durch Meso- und Mikrofauna, (fressen, nagen)) 3. Chemische Umsetzung (Umsetzung der Pflanzenteile in ihre Ausgangsstoffe durch Mikroorganismen). Bei der Mineralisation wird die Organische Substanz vollständig in ihre anorganischen Bausteine zerlegt, z.B. CO2, H2O,NH4,Ca,Mg usw.. Dies geschieht mit Hilfe von Bakterien. Der Vorgang spielt besonders als Stickstoffmineralisation eine große Rolle. Bei der Humifizierung werden aus den zersetzen Nährhumus hochmolekulare organische Stoffe aufgebaut. Als Produkte der Humifizierung fallen Fulvosäuren, Huminsäuren und Humine an. Die Humifizierung läuft mit Hilfe der Strahlenpilze ab

Question 44

6. Welchen Einfluß übt der pH-Wert auf die Tonauswaschung aus?

Accepted Answer

Der Tonverlagerung geht eine Auswaschung von Ca- und Mg-Karbonaten voraus, und damit eine Abnahme des pH-Wertes. Durch Regen und Sickerwasser werden Tonteilchen dispergirt (wanderungsfähig) Am stärksten ist die Tonauswaschung bei pH-Werten von 5-7. Bei höheren pH-Werten sorgen Ca+Ionen für eine stärkere Stabilisierung der Aggregate, bei niedrigen pH-Werten Al3+Ionen.

Question 45

7. Unter welchen klimatischen und bodengegebenen Voraussetzungen findet Podsolierung in Böden statt?

Accepted Answer

Der Podsol entwickelt sich bei hohen Niederschlägen , hoher Rel. Luftfeuchte und geringen Temperaturen aus Kalk armen, Quarz reichen Ausgangsgestein mit einer Vegetation, die geringe Nährstoffreserven im Boden hinterläßt ( Heide, Nadelbäume). Nach Abschluß der Vorgänge stellt er dann einen Klimaxboden dar. Der Podsol wird in primären und sekundären Podsol unterscheiden. Der primäre Podsol hat sich direkt aus einem Ranker, wenn von Anfang an ein niedriger pH-Wert vorhanden war, entwickelt. Der sekundäre Podsol entwickelte sich aus einer Braunerde oder Parabraunerde. Er ist der häufigste Podsol in Mitteleuropa. Bei der Podsolierung läuft aufgrund des geringen pH-Wertes hauptsächlich die Humifizierung, bei der Umsetzung der organischen Substanz, ab. Bei dieser Umsetzung werden Komplexe mit Eisenoxiden gebildet, welche stark der Auswaschung unterliegen. Die Eisenoxide (und Humus) werden da wieder eingewaschen wo der pH-Wert ansteigt (Bs-Horizont). Hier bildet sich unter feuchten Bedingungen eine weiche Humusorterde und unter trockenen ein harter Ortstein.

Question 46

8. Nennen sie den Profielaufbau eines Rankers und einer Renzina, worin besteht der entscheidende Unterschied zwischen beiden Bodentypen?

Accepted Answer

Ranker und Renzina haben beide eine Ah-C Profil. Bei Ranker besteht der Ah-Horizont meist aus kalkfreiem, nährstoffarmen, aus Quarzgestein entstandenen Boden. Der Ah-Horizont des Renzina hingegen ist aus Kalkgestein, Dolomit und Tonmergel entstanden und ist reich an Kalk und Nährstoffen.

Question 47

1. Erklären und erläutern Sie das unterschiedliche Verwitterungsverhalten von Quarz im Vergleich zu Glimmer.

Accepted Answer

Quarz und Glimmer gelten beide als primäre Mineralien der Erdkruste. Sie haben beide einen sehr ähnlichen Aufbau, was auch die Verwitterung beeinflusst. Das Quarzmineral ist aus SiO4-Tetraeder aufgebaut. Die sehr feste Si-O Bindung ist nicht Spaltbar und führt so zu einer sehr hohe mechanische und chemische Widerstandsfähigkeit. Der Glimmer besitzt auch eine Tetraederstruktur, doch ist das Si-Atom durch den isomorphen Ersatz durch ein Al3+ Atom ersetz wurde. Das führt zu einer negativen Ladung des Tetraeders, welche durch in der Regel K+ Ionen ausgeglichen wird. Das führt zu einer Schichtung des Silikates. Diese Schichtung führt zu einem sehr verwitterunkstabilen aber einfach spaltbarem Mineral.

Question 48

2. Nennen sie die holozänen Landschaftseinheiten und beschreiben Sie die Entstehung der Marschlandschaften näher.

Accepted Answer

Als Holozän bezeichnet man die Wärmezeit in der wir uns noch heute befinden. In dieser Zeit nach der letzten Eisbedeckung haben sich folgende Landschaftsbilder entwickelt: Märsche Hoch u. Niedermoore Flußauen der Urstromtäler Siedlungsbereiche und Verkehrsflächen Märsche haben sich im Holozän bebildet. Während der Eiszeit lag die Nordsee trocken. Durch das Abschmelzen der Eismassen wandert die Küstenlinie ins Landesinnere. Durch das Wasser wurde über die Flüsse Sedimente in das flache Küstengebiet gebracht und dort abgelagert.

Question 49

3. Welche Tonmineralgruppen gibt es? Was ist unter dem Begriff „Aufweitbarkeit“ von Tonmineralen zu verstehen und welche Bedeutung hat dieser Vorgang?

Accepted Answer

Es gibt folgende Tonmineralgruppen: zweischichtige Tonminerale Dreischichtminerale aufweitbare dreischichtige Tonminerale ständig aufgeweitete Dreischichttonmineral Unter Aufweitbar versteht man die Aufnahme von Wasser in das Tonmineral. Dadurch quillt dieses auf. Das führt dazu dass sich zwischen den Schichten Wasser und Mineralien anlagern können. Bei Trockenheit, führt das allerdings dazu, dass die gespeicherten Nährstoffe festgelegt werden und nicht für die Pflanze verfügbar sind.

Question 50

4. Nennen Sie die Korngrößengruppen des Feinbodens und ihre Unterteilungsmerkmale. Sagen Sie auch, worin sich die Begriffe Korngrößengruppe und Bodenart unterscheiden.

Accepted Answer

Die Korngrößengruppen des Feinbodens lassen sich in drei Gruppen einteilen und ist unabhängig vom der Mineralzusammensetzung: Sand (2mm-0,063mm) Schluff (0,063mm-0,002mm) Ton (< 0,002mm) Die Korngrößengruppen beschreiben die Größe der einzelnen Gruppen. Dagegen beschreibt die Bodenart die Zusammensetzung der einzelnen Fraktionen zu einer Bodenart.

Landwirtschaft (Fach) / Bodenkunde (Lektion)