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Bodenkunde (Fach) / 06 (Lektion)

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• 01. Erläutern Sie vier wichtige bodenphysikalische Voraussetzungen für eine Eignung des Bodens als Wurzelraum und inwieweit eine Konkurrenz zwischen diesen Funktionen entsteht. Wasserspeicherung und Wasserversorgung Luftversorgung der Wurzeln Ableitung überschüssigen Wassers (Drainage) Verankerung der Wurzeln Wasserspeicherung und die Ableitung von Wasser konkurrieren miteinander, ebenso Wasser- und Luftversorgung, da beides über die Poren im Boden geregelt wird. Je stärker die Verankerung, desto dichter der Boden, was alle anderen Funktionen behindert.
• 02. a) Aus welchen drei Hauptkompartimenten setzt sich das Bodenvolumen zusammen? organische und mineralische Festsubstanz Bodenlösung Bodenluft
• 02. b) Erläutern Sie die Begriffe „Porosität“, „Volumetrische Bodenfeuchte“, „Trockenzustand“ und „Zustand der Wassersättigung“ in Bezug auf diese 3 Volumenkompartimente. Porosität: Volumenanteil im Boden der aus Wasser und Luft besteht P= Vp/Vt Volumetrische Bodenfeuchte: Volumentanteil des Wasser am Gesamtvolumen einer Bodenprobe -O-= Vw/Vt Trockenzustand: Zustand des Bodens, wenn das Wasservolumen gleich Null ist: Va=Vp , Vw=0 Zustand der Wassersättigung: wenn alle Porenräume mit Wasser ausgefüllt sind, es gilt: Vw=Vp , Va=0    
• 03. Welche zwei Formen der Dichte des Bodens werden häufig zur physikalischen Charakterisierung herangezogen? Substanzdichte: Df oder Ds=Ms/Vs Masse des trockenen Bodens durch das Volumen des Festsubstanz abzügliche dem Porenvolumen Trockenraumdichte/Lagerungsdichte: Db=Ms/Vt Masse des trockenen Bodens durch das Gesamtvolumen des Bodens
• 04. In welcher Größenordnung liegt die Substanzdichte der meisten mineralischen Bodenbestandteile, in welcher die der organischen Bodenbestandteile? Mineralische Bodenbestandteile wie zum Beispiel Quarz, Granit, Calcit,Orthoklas, Grauwacken oder Plakioklas liegen zwischen 2,6 g/cm3 und2,7 g/cm3. Organische Bodenbestandteile, der Humus, hat eine Dichte zwischen1,2 g/cm3 und 1,4 g/cm3.
• 05. Wie schätzen Sie die Porosität eines Bodens bei Kenntnis der Trockenraumdichte ein? Welche Fehlerquelle hat diese Methode? Porosität (P) = 1 - Db/Ds Die Porosität lässt sich aus der Trockenraumdichte mithilfe der Dichte der festen Bodensubstanz errechnen. Letztere ist über die konstante Substanzdichte nach Abschätzung des Humusanteiles bestimmbar. Trockenraumdichte geteilt durch Dichte der festen Bodensubstanz gibt den Prozentsatz der Festsubstanz an, worüber man den Prozentsatz des Porenvolumens errechnen kann.
  Fehlerquellen hierbei ist dass die Masse der Luft gleich null gesetzt wird (was näherungsweise auch zutrifft) und die unsaubere Abschätzung des Humusanteiles bei der Bestimmung der Dichte der festen Bodensubstanz.
• 06. Was versteht man unter dem „repräsentativen Elementarvolumen“ eines Bodens? In welcher Größenordnung liegt es meist? das repräsentative Elementarvolumen, das alle Eigenschaften des Bodenrepräsentativ beinhaltet zwischen 100cm3 und 1000cm3 (= 0.1 bis 1l) Das repräsentative Elementarvolumen liegt zwischen 0,1 bis 1 Liter. Es ist ein Mindestvolumen das alle relevanten Eigenschaften des Boden repräsentativ für den gesamten Boden beinhaltet.
• 07. Nennen Sie drei Gründe, warum die Trockenraumdichte in den meisten natürlichen Böden mit der Tiefe zunimmt. Zunehmende Normalspannung (Pn) in der Tiefe
  vertikal wirkender Druck, wird durch Eigengewicht des Oberbodens verursacht Höhere Porosität im Oberboden durch höhere biologische Aktivität/ Bioturbation Organische Auflage hat hohen Humusanteil der eine geringe Dichte aufweist
• 08. Was ist Bodenskelett, was Feinboden? Skelletboden: Skelletanteil (Kies, Gesteine) > 75 % Feinboden: Kornfraktion in Größenordnung < 2mm
  Sand, Schluff & Ton
• 09. Nennen Sie die Durchmessergrenzen der 3 Hauptkornklassen eines Bodens. Nennen Sie zwei Synonyme für die Korngrößenzusammensetzung eines Bodens. Ton < 2µm < Schluff < 63µm < Sand < 2mm Körngrößenzusammensetzung = Bodentextur = Bodenart
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• 10. Was bezeichnet der bodenphysikalische Begriff „Lehm“? Lehm ist ein Korngrößengemisch aus Ton, Schluff und Sand, dessen Eigenschaften von allen drei Korngrößen definiert und von keiner dominiert wird.
• 11. Nennen Sie die mineralischen Haupbestandteile der Sand- und der Tonfraktion in Böden Mitteleuropas. Sandfraktion: Quarz, geringer Feldspatanteil, sehr geringer Glimmeranteil Tonfraktion: Tonminerale, Oxide; sehr geringe Feldspat-/Quarz-/Glimmeranteile Schlufffraktion: Quarz, geringe Glimmer-/Feldspatanteile/Tonminerale, Oxide
• 12. Wie wird die Korngrößenverteilung a) im Labor, b) im Gelände bestimmt (ohne Formeln). a) Zuerst Bodenaggregate in Primärkörnung überführen dann Siebanalyse der Sand- & evtl.Grobschlufffraktion (unterhalb 63µm keine Siebung mehr möglich) Anschließend Sedimentationsanalyse derSchluff- & Grobtonfraktion
  Messung derSinkgeschwindigkeit eines Korns in einer Flüssigkeit Analyse des Materials <Grobton durch Zentrifugieren b) Schätzung durch Fingerprobe:– Sand: knirscht, körnig ;– Schluff: staubt, mehlig ;– Ton: bindig, zäh, glänzend (hart im trockenen Zustand!)
• 13. Skizzieren Sie die Körnungssummenkurve eines Schluffs (Uu). skizziere
• 14. In welchem Zusammenhang steht die Porosität eines Bodens mit dem Tongehalt? Je höher Tonanteil, desto höher die Porosität
  Tonpartikel recht kantig, sperrig, lassen sich schlecht verdichten
• 15. Um welchen Faktor nimmt die innere Oberfläche einer regelmäßigen Kornpackung vom Grobsand (1mm Durchmesser) bis zum Grobton (1mm Durchmesser) zu? Der Faktor der inneren Oberflächen beim Übergang der drei Korngrößenklassen in die jeweils feinere Klasse ist jeweils 32. Das heißt 1µm Grobschluff hat eine 32x größere Oberfläche als 1µm Grobsand und 1µm Grobton somit eine 1024x größere Oberfläche als 1µm Grobsand.
• 16. Erläutern Sie für drei Bodeneigenschaften den Einfluss der Korngröße. Wasserhaushalt Lufthaushalt innere Oberfläche/KAK Nährstoffverfügbarkeit Erosionanfälligkeit Bearbeitbarkeit Strukturstabilität
• 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: Größenverteilung der Primärpartikel(Massenverhältnis Sand, Schluff, Ton)
  Texturtypen: Sandiger Schluff , Schluffiger Ton Struktur/ Bodengefüge: Räumliche Anordnung der Primärpartikel
  Strukturtypen: Nicht aggregierte Gefügetypen (Einzelkorn- & Kohärentgefüge)Durch natürliche Clusterung entstehende Aggregatgefüge (Absonderungs- & Aufbaugefüge)
• 18. Was sind „schwere“ und „leichte“ Böden, was meint man mit „Stundenböden“? Beurteilung hinsichtlich Bearbeitbarkeit:• Schwere Böden = Hoher Tonanteil, stark verdichtet,schlechte 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
• 19. Beschreiben Sie Einzelkorn-, Polyeder- und Krümelgefüge. • Einzelkorngefüge
  -Grundgefüge, nicht aggregiert, keine Clusterung• Polyedergefüge
  -Absonderungsgefüge,natürlich aggregiert, scharfkantigePolyederform, abiotische Bildung (Quellen & Schrumpfen tonhaltiger Substrate)• Krümelgefüge
  -Aufbaugefüge, natürlich aggregiert, biotische Bildung (bspw. durch Regenwürmer, Aggregatbildung aus Primärkörnern + Bindemitteln - Ton-Humus-Komplexen)
• 20. Beschreiben Sie das Polyedergefüge, wo entsteht es? • Absonderung von Polyedern durch Quellen & Schrumpfen feuchter tonhaltiger Substrate• Durch “Herausbrechen“ entstehen oft scharfe Kanten, abiotische Bildung
• 21.)Erklären Sie das Modell des dualen Porensystems. Weder Kugel-, noch VKmodell erklären hinreichend die Koexistenz verschiedener Bodenfunktionen (Wasserspeicher-, Drainagen- &Belüftungsfunktion). Die Bodenstruktur ist die Grundlage des dualen Porensystems, nach dem der Boden aus Aggregaten aufgebaut ist, die wiederum aus Primärkörnern aufgebaut sind. Dadurch entstehen 2 Porenarten. Die Feinporen/ MIttelporen innerhalb der Aggregate zwischen den Primärkörnern, die für die Wasserspeicherung sorgen und die Makroporen zwischen den Aggregaten, die den Boden belüften und Wasser abführen.
• 22. Was sind Intra- und Interaggregatporen, welche Funktionen haben sie? Intraaggregatporen: Bestehen im Aggregat, zwischen den PrimärpartikelnSpeicherung von pflanzenverfügbarem Wasser bei KrümelgefügenEinlagerung von Totwasser bei Tonpolyedern Interaggregatporen: Makroporen zwischen einzelnen Aggregatenfür Belüftung & Wassertransport verantwortlich
• 23. Welche Agentien halten die Bodenaggregate zusammen? Bindemittel, bspw. Ton-Humus-Komplexe Wurzeln Pilze, Pilzhyphen

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