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Bodenkunde (Fach) / Hydromorphe Böden (Lektion)
Hydromorphe Böden
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- 1. Hydromorphe Böden entstehen durch die Wirkung von Zuschusswasser. Erläutern Sie 3 Formen von Zuschusswasser und benennen Sie mit wenigen Stichworten die dabei ausgelösten Prozesse der Bodenbildung. Grundwasserzuschuss: Teile des Solums sind ganzjährig mit Wasser gesättigt, über demGrundwasserspiegel oxidiert Eisen(III) und der Boden wird rot. Unter demGrundwasserspiegel ist kein Sauerstoff vorhanden, Fe(II) wird ausgespült, Boden erbleicht.-> Gleyböden (extrovertiert): Merkmale: Wurzelkanäle und Aggregatoberflächen sind mitoxidierten roten und orangen Eisenverbindungen überzogen-> das Aggregatinnere ist gebleicht durch Verlust von Eisen Überflutung: da sie Überflutung nur kurzzeitig ist und viel O2 im Wasser vorhanden ist, siehtman in Auenböden meist keine Redoximorphiemerkmal. Dafür sind die Böden geschichtet,durch die Sedimentablagerung. Meist sind die Auenböden im Unterboden kiesig, dann sandigund oben schluffig. An den Sedimentschichten kann man sehen, wie die erodierten Flächenbewirtschaftet wurden (Dünger, Schadstoffe…)-> Auenböden: episodische Überflutung, meist O2 reiches Wasser, Sedimentation Druckwasser, Stauwasser: Wasser ist nur saisonal anstehend, Nassphase, Frühjahr: die Fe(III) Ionenwerden in den mit Wasser gefüllten Makroporen zu Fe(II) reduziert. Die nun mobilen Ionendiffundieren in das Aggregatinnere. Trockenphase, Herbst: Die Makroporen sind nun mit Luftgefüllt und Sauerstoff dringt bis ins Aggregatinnere. Dort wird nun Fe(II) zu Fe(III) oxidiert.Nach einer Vielzahl dieser saisonalen Anreicherung von Fe(III) im Aggregatinneren entstehteine ausgeprägte Redoximorphose.-> Pseudogley (introvertiert): Bei der introvertierten Redoximorphose sind die Wurzelkanäleund die Aggregatoberflächen gebleicht während im Intraaggregatbereich Oxidanreicherungenauftreten Gezeiten
- 2. Erläutern Sie 3 Gruppen hydromorpher Böden, die in der deutschen Klassifikation eine Rolle spielen. -) semiterrestrische Böden-Marschen-Auenböden s.u.-Moore-Grundwasserböden: Gley s.o. -) terrestrische Böden- Stauwasserböden: Pseudogley s.o.
- 3. Warum spricht man grundsätzlich von Redox-Reaktionen und nicht getrennt von Oxidation und Reduktion, was ist dabei das Redoxpotential? Weil keine freien Elektronen vorhanden sind, daher wird immer gleichzeitig ein Stoff reduziertund der andere oxidiert. Redoxpotential: Es ist die Spannungsdifferenz damit Elektronen fließen können. Ist dieDifferenz groß ist der Fluss erleichtert.
- 4. Definieren Sie die Begriffspaare Oxidation/Reduktion, Oxidationsmittel/ Reduktionsmittel. Ordnen Sie die Begriffe „Elektronendonator“ und „Elektronenakzeptor“ diesen Definitionen mit einem Beispiel aus dem Boden zu. Oxidation: Ein Teilchen (Atom, Ion, Molekül) gibt Elektronen ab Reduktion: Ein Teilchen (Atom, Ion, Molekül) nimmt Elektronen auf Oxidationsmittel entzieht einem Stoff Elektronen, selber werden sie in der Reaktion reduziert(Sauerstoff O2 nimmt bei der Verbindung mit Wasserstoff Elektronen auf) Reduktionsmittel geben Elektronen ab, selber werden sie daher oxidiert (H2 gibt bei derReaktion mit Sauerstoff die Elektronen ab) Sauerstoff ist z.B. Elektronenakzeptor und verbindet sich mit Eisen, Eisen ist damitElektronendonator
- 5. Erläutern Sie den Begriff der Redoximorphose, wo kommt sie vor, welche Stoffe und Prozesse sind daran beteiligt? Das Aussehen des Bodens ist von Redoxprozessen geprägt. Insbesondere gemeint ist diedurch Fe (und Mn) Verlagerung enstehende auffällige Farbänderung. Kommt in Gleyböden vor, Fe(III)oxidiert und Fe(II)reduziert
- 6. Wie und wo entsteht eine „extrovertierte Redoximorphie“? In Aggregaten, die an der Oberfläche liegen; außen sind die rotgefärbten oxidierten Fe(III) zu sehen, das Innere ist ausgeblichen
- 7. Beschreiben Sie die Merkmale der extrovertierten und die der introvertierten Redoximorphie. Nennen Sie Bodentyp/Horizont(e) die, von diesen Prozessen maßgeblich geprägt sind. Extrovertiert: Fe Anreicherung an Aggregatoberflächen, Fe Auswaschung im Aggregatinneren(Gley) Introvertiert: Fe Anreicherung im Aggregatinneren, Fe Auswaschung an Aggregatoberflächen(Pseudogley)
- 8. Welche Faktoren begünstigen die Entstehung der introvertierten Redoximorphose in Pseudogleyen? Saisonales Stauwasser Makroporen mit Wasser gefüllt (Fe(II) Bildung), Makroporen mit O2 gefüllt (Fe(III) Bildung
- 9. Beschreiben Sie den Bodentyp Pseudogley und seine Horizontierung. Ah-Sw- S(tauwasser)-w(asserführend)Sd- S(tauwasser)-d(icht gelagert) Durch Stauwasser
- 10.Beschreiben Sie den Bodentyp Gley und seine Horizontierung. Ah: Humusanreicherung, OberbodenGo: G(ley)Horizont o(xidiert): rostfarben, über dem GrundwasserspiegelGr:G(ley)Horizont r(eduziert): Grau, unter dem Grundwasserspiegel Durch Grundwasserzuschuss
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- 11. Pseudogleye gelten als unfruchtbar. Nennen und erläutern Sie 2 Gründe. Bei Stauwasser ertrinken die Pflanzen im sauerstoffarmen Wasser, außerdem ist dieserBoden extrem schlecht Durchlüftet
- 12.Erläutern Sie kurz 3 Oxidationsmittel/Elektroneaktzeptoren, die im Boden eine Rolle spielen und damit verbundenen Prozesse. Sauerstoff (oxidative Immoblisierung von Fe(II) zu Fe(III)) Eisen(III) (reduktive Mobilisierung von Fe(III) zu Fe(II)) Mangan (Mn(ox) wir zu Mn(red) und ist wieder mobil)
- 13.Erläutern Sie kurz 3 Reduktionsmittel/Elektronendonatoren, die im Boden eine Rolle spielen und damit verbundenen Prozesse. Fe(II)/Mn(red) wird immobil bei Oxidation mit O2 Org. Substanz reagiert mit O2, es folgt Mineralisierung, Wurzelatmung NH3, NO2- werden mit O2 Nitrifiziert
- 15.Erläutern Sie 3 Merkmale von Marschböden. Sie beinhalten oftmals Prozesse von Auenböden (Druckwasser, Überflutung, Sedimentation),Grundwasserböden (hoher Grundwasserspiegel) und Stauwasserböden (undurchlässigeFeinsedimente)
- 16.Erläutern Sie, wie und wo in einem Boden mit Schichtung fein auf grob bei episodischer Wassersättigung (z.B. Auendynamik) ein Eisenbändchen (z.B. Nadis- Boden, Ferillo) entstehen kann Typischerweise sind Auenböden im Untergrund kiesig, darüber sandig, und im Oberbodenschluffig (Sedimentationsgeschichte) Hier kann sich auch leicht ein Ferillo bilden!! Bin mirnicht sicher, aber sind ja immer neue Ablagerungen und Kies hat große Poren mit O2 wasauch schnell wieder abfließt. Deshalb wenn Fe(II) bis zum Kies durchsickert bildet sichzwischen Sand und Kies ein Eisenband, da Fe(II) mit Sauerstoff zu Fe(III) oxidiert.
- 17. Eine Spatenprobe aus einer Fahrspur riecht nach „faulen Eiern“. Welcher Prozess und welche chemische Verbindung ist dafür verantwortlich? Sulfidbildung (H2S), Elektronenakzeptor ist SO4, Elektronendonatoren sind org. Verbindungen
- 18.Was versteht man unter einem „primären“, was unter einem „sekundären“ Pseudogley? Staukörper durch Einlagerungsverdichtung (aus Parabraunerde) : sekundärer Pseudogley Staukörper aus dichter Schicht: primärer Pseudogley
- 19.Ein Bodenprofil weist einen Horizont auf mit Oxidkrusten auf Aggregatoberflächen und gebleichten Aggregatinnenbereichen. Um welchen Horizont und um welchen Bodentyp handelt es sich? Extrovertierter Gleyboden
- 20.Erläutern Sie einige Charakteristika der Auenböden. Was unterscheidet sie von Gleyen und Niedermooren? Auenböden zeichnen sich durch episodisches Zuschusswasser aus, dass aber auch dieBodenoberfläche überfluten kann. Auenböden zeichnen sich i.d.R. durch eine feine Schichtung aus, die durch die Sedimentationbei den jährlichen Hochwässern entsteht.Auenböden besitzen i.d.R. keine Redoximorphiemerkmale (sauerstoffreiches Wasser, kurzeÜberflutungsdauer)Auenböden: Sedimentation ist das Spiegelbild der Nutzung der erodierten Flächen-) Agrochemikalien-) Dünger-) Schadstoffe! Typischerweise sind Auenböden im Untergrund kiesig, darüber sandig, und im Oberbodenschluffig (Sedimentationsgeschichte)