Landwirtschaft (Fach) / Bodenkunde (Lektion)

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• 5. Beschreiben Sie die Entstehung und die Eigenschaften der Ton/Humus-Komplexe in Böden. Sagen Sie auch, über welche Bedingungen sie gebildet werden.   Zur Entstehung von Ton-Humus-Komplexen sind Regenwürmer wichtig. Zur Zerkleinerung der org. Sub. nehmen sie auch feinste Mineralstoffe in sich auf. Durch die intensiven Vermischung und die Verdauung bilden sich sehr stabile Ton-Humus-Komplexe. Die Ton-Humus-Komplexe sind stabile und reaktionsfähige Komplexe mit einer hohen Kationenaustausch-Kapazität. Zu Entstehung von Ton-Humus-Komplexen ist es wichtig, dass genügen Bodenleben und Huminstoffe im Boden vorhanden sind. Der Ton-Humus-Komplex ist so stabil, weil er sich drei Bindungsarten bedient. Ionenbindung Wasserstoffbrückenbindung organische Dipole  
• 6. Warum wird PO4---, obwohl Anion, im Rahmen des Anionenaustausche im hohem Maße festgelegt?   Das PO4--- Anion hat die Fähigkeit sich trotz der negativen Ladung in die Koordinationsgitter der Minerale einzulagern. Das bedeutet, dass sich das Phosphor-Anion durch Chelatbindung sehr stabil einbaut und somit eigentlich auch nur wenige Tage pflanzenverfügbar ist.
• 7. Worin besteht der Unterschied zwischen Adsorptionswasser und Kapillarwasser? Sagen Sie auch in welchen Porengrößengruppen sich ausschließlich Adsorptionswasser befindet und in welchen Adsorptions- und Kapillarwasser.   Adsorptionswasser ist das Wasser, welches sich in den Feinporen und um die Bodenpartikel herum befindet. Das Wasser ist wird durch hohe Adhäsionskräfte an den Bodenpartikeln gehalten. Dieses Wasser hat einen pF-Wert von größer 4,2 und ist somit nicht mehr Pflanzenverfügbar. Das Kapillarwasser ist das Wasser, welches sich in den Mittelporen befindet und dort durch Kohäsionskräfte gehalten wird. Dieses Wasser hat ein pF-Wert von 2,5 bis 4,2 und ist damit Pflanzenverfügbar. Ausschließlich Adsorptionswasser befindet sich in den Feinporen bis zu einem Durchmesser vom 0,2 μm. Allerdings befinden sich in den Porengrößen von 0,2 μm bis 10 μm beide Arten des Haftwassers. Ab einer Porengröße über 10 μm spricht man nicht mehr von Haftwasser sondern von Sickerwasser.
• 8. Beschreiben Sie den Transportmechanismus für Bodenluft.     Konvektiver Gasaustausch: Druckausgleich Verdrängung Pump- und Sogwirkung Die Druckunterschiede kommen z.B. durch Wind zustande, der in Bodennähe weht. Auch durch warme aufsteigende Luft kann ein Gasaustausch passieren. Anders bei Regen, dann wird durch eindringendes Wasser die Bodenluft aus den Poren verdrängt. Ein weiterer Mechanismus für den Transport von Bodenluft ist die Diffusion. Einzelne Partikel versuchen ihr Konzentrationsunterschied auszugleichen.  
• 9. Welchen Bereich der Erdkruste bezeichnet man als Boden, wodurch zeichnet er sich im Vergleich zum unverwitterten Gestein aus?   Als Boden bezeichnen wir die obersten 2 Meter der Erdkruste. Boden ist im Vergleich zum Ausgangsgestein: oberste, im Vergleich zum Ausgangsgestein veränderte und biologisch belebte Schicht der Erdkruste ein äußerst komplexes Ökosystem offenes, dynamisches System zwischen Vegetation und Atmosphäre auf der einen Seite und dem Ausgangsmaterial auf der anderen. Quellen und Senken für Nähr- und Schadstoffe, wirkt damit stabilisierend. Lebens- und Versorgungsraum für Pflanzen, Tiere und letztlich auch für den Menschen.  
• 10. Erklären Sie in kurzen Worten die Entstehung des mitteleuropäischen Lößgürtels.   Der mitteleuropäische Lößgürtel ist aller Wahrscheinlichkeiten durch Lößanwehungen während der Eiszeit entstanden. An der Gletscherzunge befindet sich ein Hochdruckgebiet mit einem Luftmassenüberschuss. Weiter südlich dagegen befindet sich in der Nähe der Mittelgebirge ein Tiefdruckgebiet. Durch starke Luftbewegungen vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet kommt es zum Abtrag von vornehmlich Schluffpartikeln. Diese Partikel wurden bis zu den Mittelgebirgen abgetragen und dort in einer etwa 5 cm dicken Schicht abgelagert. Diese Schicht ist durch Wasser in die Täler gespült und haben dort die Lößgürtel gebildet.  
• 11. Was ist unter dem Begriff „Hydrolytische Verwitterung“ zu verstehen, welche Bedeutung trägt dieser Verwitterungsablauf für die gemäßigten Breiten?   Die Hydrolytische Verwitterung ist die in unseren Breiten am häufigsten und bedeutendste Form der Verwitterung. Sie gehört zu den Formen der chemischen Verwitterungen. Das bedeutet die Zerlegung und Aufbau neuer Minerale und chemische Verbindungen. Bei der Hydrolyse reagieren Minerale mit den Bauteilen des dissozierten Wasser. Bei Silikaten wird das Metal aus herausgelöst und durch Wasser ersetzt. Dadurch wird das Metall freigesetzt. Si-O-Metall +H+ > Si-O-H+Metall.
• 12. Erläutern Sie Kurz den Unterschied zwischen „potentieller“ und „aktuelle“ Acidität.   Als „potentielle“ Acidität bezeichnet man die Gesamtacidität, die sich aus 3 Faktoren zusammensetzt: Protonenkonzentration im Boden Protonenkonzentration an den Absorbern Austauschbare dreiwertige A+++ die auf den Absorbern sitzen   Als „aktuelle“ Acidität beschreibt den pH-Wert, die Konzentration der Protonen in der Bodenlösung, gemessen als negativen, dekadischen Logarithmus.  
• 13. Was verstehen Sie beim Kationenaustausch unter „Austauschäquivalenz“?   Unter Austauschäquivalenz versteht man, dass beim Kationenaustausch nicht Kation gegen Kation ausgetauscht wird sondern Ladung gegen Ladung, um so ein Gleichgewicht zu erlangen.
• 14. Wie wirken Carbonate als Puffer bei Säureeintrag in Böden (Carbonatpuffer)?   Der Carbonatpuffer ist der wichtigste Puffer in unsern Böden. Der wirksame Puffer ist das Calziumcarbonat CaCO3. Bei H+ Eintrag in die Böden kommt es zur Bindung der H+ Ionen an das Calziumcarbonat. Es entsteht Ca++ + HCO--. Bei der Carbonatpufferung werden pH-Wert um etwa 7 erreicht.
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• 15. Was versteht man unter „Mineralisation“ und was unter „Humifikation“ in Böden, welche Mikroorg.-gruppen bewirken hauptsächlich Mineralisation und welche Humifikation?   Unter Mineralisation versteht man den Umbau organischer Stoffe vorwiegend durch Mikroorganismen zu anorganischen Stoffen. Die Mineralisierung ist von großer Bedeutung für die Freisetzung von Haupt- und Spurennährstoffen beim Um- und Abbau in und auf dem Boden befindlicher organischer Stoffe, wie Ernte- und Wurzelrückstände, Stallmist, Gründünger, Laub. An der Mineralisation sind vor allem Bakterien beteiligt. Unter Humifikation versteht man den Umbau von org. Sub. im Boden. Dies geschieht durch sehr anpassungsfähige Strahlenpilze, welche die org. Sub. zu hochmolekularen Huminstoffen umbaut.
• 16. Was versteht man unter nutzbare Feldkapazität, welchem pF-Wert-Bereich entspricht die nutzbare Feldkapazität?   Die nutzbare Feldkapazität entspricht das Wasser im Boden, welches für die Pflanze verfügbar ist. Es entspricht das komplette Wasser im Boden minus dem Sickerwasser, minus das Wasser welches durch hohe Adhäsionskräfte nicht für die Pflanze verfügbar ist. Der pF-Wert der nutzbaren Feldkapazität entspricht 2,5 -4,2.
• 17. Unter welchen klimatischen und bodengegebenen Vorraussetzungen findet Podsolierung in Böden statt?   Quarzreiches und kalkarmen Sände mit einem pH-Wert im Bereich von etwa 4 Hohe gleichmäßige Niederschläge maritimes Klima mit milden Winter und kühlen Sommer Saure und humusbildende Vegetation
• 18. Was ist unter basaltischer und was unter granitischer Struktur eines Gesteins zu verstehen, wie wirkt sich diese Struktur auf die physikalische Verwitterungsstabilität aus?   Basaltische Struktur entsteht durch das rasche Abkühlen von Vulkanite. Sie haben feine, schlecht ausgebaute Kristallgitter, haben einen schlechten Zusammenhalt und sind im Vergleich zu Plutonite relativ weich. Durch ihre feine Struktur verwittern sie physikalisch sehr schwer. Chemisch Verwittern sie durch ihren schlechten Zusammenhalt leichter. Die granitische Struktur ist typisch für Plutonite. Sie kühlen sehr langsam ab und haben damit Zeit eine starke und gut ausgebildete Kristallstruktur zu bilden. Sie sind physikalisch, durch ihre grobe Struktur, leicht verwitterbar. Doch durch die starke Kristallbindung sind sie chemisch nur schwer verwitterbar.
• 19. Wodurch unterscheidet sich ein Zweischicht-Tonmineral im Aufbau von einem Dreischicht-Tonmineral?   Die Entstehung von Tonminerale beruht auf den Isomorphen Ersatz. Bei der Verwitterung von vorwiegend Quarze und Silikate und anschließenden Aufbau neuer Minerale kommt es zum Austausch des Zentralatoms. Das führt dazu das das neue Mineral nicht mehr Ladungsneutral ist. Bei Tonminerale spielen vor allem Si-Tetraeder und Al-Oktaeder eine große Rolle. Das Zweischicht-Tonmineral besteht aus einer Schicht Silizium-Tetraeder und einer Schicht Aluminium-Oktaeder. Die Dreischicht-Tonminerale hingegen bestehen aus einem Al-Oktaeder und auf jeder Sete je ein Si-Tetraeder. Bei Zweischicht-Tonmineralen sind die Päckchen so dicht aneinander gelagert das sich dort keine Nährstoffe anlagern können. Sie haben eine sehr geringe KAK. Bei Dreischicht-Tonmineralen ist das anders. Es gibt dort normale Minerale, Aufweitbar und ständig Aufgeweitete Minerale. Der Schichtabstand ist entscheidend für die KAK.
• 20. Wodurch unterscheiden sich heterotrophe anaerobe MO. von autotrophen aeroben MO?   Unter heterotrophe anaeroben Mikroorg. versteht man Mikroorg, die sich von org. Masse ernähren und somit Konsumenten 1. Ordnung sind. Sie sind außerdem unabhängig vom Luftsauerstoff. Bei autotrophen aeroben Mikroorg. handelt es sich um Mikroorg, die sich durch Photosynthese ernähren und dadurch auch auf Luftsauerstoff angewiesen sind
• 21. Welche Puffer wirken hauptsächlich im Boden, wenn der pH-Wert zwischen 6,5 und 5,0 liegt? Welches Puffersystem wirkt in diesem pH-Wertbereich schon nicht mehr?   Im pH-Bereich von 6,5 bis 5,0 wirkt vor allem der Puffer der variabeln Ladungen. Das bedeutet das vor allem Huminstoffe große Mengen an Ca absorbiert haben. Durch eine erhöhte Konzentration von H kommt es nun zu einer Abspaltung der Ca-Kationen und Anlagerung der H-Kationen. Das Puffersystem durch Carbonate wirk schon bei einem pH-Wert unter 7 nicht mehr.
• 22. Wodurch unterscheidet sich ein Krümelgefüge von einem Prismengefüge?   Bei einem Krümmelgefüge handelt es sich um eine lockere, luftige und stabile Gefügeform. Sie weist eine hohe Bodenfruchtbarkeit auf. Das Prismengefüge hingegen sind Platten, die höher als breiter sind. Sie sind sehr dicht aneinander gelagert und lassen kaum Wurzelwachstum zu.
• 23. Was versteht man unter dem pF-Wert, bei welchem pF-Wert tritt der permanente Welkepunkt ein?   Der pF-Wert beschreibt der Wert mit der das Wasser im Boden gehalten wird. Er beschreibt den log. der Wassersäule in bar. Wird zum Beispiel das Wasser mit einem Bar festgehalten: 1 bar = 103 cm WS = pF 3. Der permanente Welkepunkt tritt bei einem pF-Wert von 4,2 ein. Das entspricht ein Wert von 15,8 bar und ist somit ein Druck der von der Pflanze nicht aufgebracht werden kann.
• 24. Vergleichen Sie die Verwitterungsstabilität von Tonstein zu quarzreichen Sandstein.   Tonstein hat eine Feine aber relativ weiche Struktur und verwittert somit nicht so leicht physikalisch, weil keine Angriffsfläche vorhanden ist. Dagegen ist die chemische Verwitterung durch die schwache Bindung in den Vordergrund zu stellen. Der Sandstein hat eine gröbere Struktur wie der Tonstein und Verwittert somit leichter physikalisch, weil er eine höhere Angriffsfläche bietet. Die chemische Verwitterung ist geringer, weil bei Sandsteinen oft Kittstoffe mit eingearbeitet sind.
• 25. Nennen Sie das durchschnittliche Porenvolumen eines Lehmbodens und die günstigste Verteilung der Grob-, Mittel- und Feinporen. Beschreiben Sie Kurz die Funktion der Grobporen.   Das Ø Porenvolumen eines Lehmbodens beträgt etwa 55-30% und die günstigste Verteilung währe eine 15-15-15 Verteilung. Dann hätten wir von allen Eigenschaften etwas. Grobporen von >50μm bis 10μm verantwortlich für den Sickerwassertransport Falls nicht mit Wasser, mit Luft gefüllt weite GP schnelles Sickerwasser enge GP langsames Sickerwasser Wurzelraum Mittelporen von 10μm bis zu 0,2μm Haftwasser pflanzenverfügbares Wasser Wasser fliest nicht ins Grundwasser ab Lebensraum der Mikroorg. Feinporen < 0,2μm Aufenthalthort des nicht pflanzenverfügbaren Wassers Ort des Ionenaustausches
• 26. Was ist der Unterschied zwischen effektiven und potenziellen KAK?   Die potenzielle KAK gibt die Kationaustauschkapazität bei einem pH-Wert von 7-7,5 an. Bei diesem Wert ist die KAK am höchsten Die effektive KAK gibt die KAK bei aktuelle pH-Wert an.  
• 27. Erläutern Sie den Begriff „Diagenese“.   Die Diagenese ist der geologische Prozess, den Lockersedimente durchlaufen, wenn sich aus ihnen Sedimentgesteine bilden. Hierbei spielen vor allem zunehmender Druck und zunehmende Temperatur eine Rolle. Mit zunehmender Bedeckung geraten die Sedimente unter immer höheren Druck. Dabei werden die Sedimente kompaktiert und entwässert.
• 28. Was versteht man unter den Begriff „glaziale Serie“?   Die glaziale Serie ist das typische Landschaftsbild in Folge einer Eisüberdeckung. Sie lässt sich in 5 Teile einteilen: flache Grundmoräne abgehobeltes sehr flaches Land ohne Erhebungen, beim Abschmelzen hinterlässt der Gletscher die enthaltenen Sedimente kuppige Grundmoräne Wechselnde Temp. zum Ende der Eiszeit führt zu Vor und Zurückbewegungen des Gletschers. Das führt zu Aufstauchungen der Landschaft Endmoräne Aufgeschobene Landschaft des Gletschers. Minigebirgslandschaft. Sander abschmelzendes Wasser des Gletschers transportieren große Mengen an schwemmbaren Teile aus dem Gletscher. Bei ihrem Abfließen kommt es zu einer Sortierung und Sedimentation. Urstromtal hohe Mengen des Wassers fließen beim Abschmelzen des Gletschers fort und bilden einen riesigen Fluss in dem große Mengen an Sedimenten abgesetzt werden.  

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