Bodenkundliches Praktikum: Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land- und Forstwirte, und für Geowissenschaftler

265 Pages·2010·2.13 MB·German

by  em. Professor Dr. h.c. Hans-Peter Blume

Bodenkundliches Praktikum
Hans-Peter Blume Karl Stahr Peter Leinweber
Bodenkundliches
Praktikum
Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen,
insbesondere Land- und Forstwirte, und für Geowissenschaftler
3., neubearbeitete Auflage
em. Professor Dr. h.c. Hans-Peter Blume
Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde Universität Kiel
24098 Kiel
Professor Dr. Karl Stahr
Universität Hohenheim
Institut für Bodenkunde und
Standortslehre (310)
70593 Stuttgart
Professor Dr. Peter Leinweber
Universität Rostock
Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung
Justus-von-Liebig-Weg 6
18051 Rostock
1. Auflage 1966 von E. Schlichting und H.-P. Blume; Verlag: Parey , Hamburg
2. Auflage 1995 von E. Schlichting †, H.-P. Blume und K. Stahr; Verlag: Blackwell, Berlin
Wichtiger Hinweis für den Benutzer
Der Verlag, der Herausgeber und die Autoren haben alle Sorgfalt walten lassen, um vollständige und akkurate Informa-
tionen in diesem Buch zu publizieren. Der Verlag übernimmt weder Garantie noch die juristische Verantwortung oder
irgendeine Haftung für die Nutzung dieser Informationen, für deren Wirtschaftlichkeit oder fehlerfreie Funktion für ei-
nen bestimmten Zweck. Der Verlag übernimmt keine Gewähr dafür, dass die beschriebenen Verfahren, Programme usw.
frei von Schutzrechten Dritter sind. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in
diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der
Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden
dürften. Der Verlag hat sich bemüht, sämtliche Rechteinhaber von Abbildungen zu ermitteln. Sollte dem Verlag gegen-
über dennoch der Nachweis der Rechtsinhaberschaft geführt werden, wird das branchenübliche Honorar gezahlt.
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte biblio-
grafische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.
Springer ist ein Unternehmen von Springer Science+Business Media
springer.de
3. Auflage 2011
© Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2010
Spektrum Akademischer Verlag ist ein Imprint von Springer
11 12 13 14 15 5 4 3 2 1
Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen
des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Verviel-
fältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
Planung und Lektorat: Frank Wigger, Dr. Christoph Iven
Redaktion: Andreas Held, Eberbach
Satz: TypoStudio Tobias Schaedla, Heidelberg
Umschlaggestaltung: SpieszDesign, Neu–Ulm
Titelfotografie: Rendzina auf Kalkstein
Fotos/Zeichnungen: von den Autoren, wenn in der Abbildungsunterschrift nichts anderes angegeben ist.
ISBN 978-3-8274-1553-0
Vorwort zur 3. Auflage
Auch in der dritten Auflage wird versucht, exempla- chemischen Grundlagen der Methoden nur kurz
risch einen abgerundeten Abriss über Grundlagen, skizziert. Bei der Charakterisierung des Stoffbestan-
Technik und Auswertung bodenkundlicher Unter- des wurden neben anorganischen Schadstoffen wie
suchungsmethoden zu geben. Neben einer gründ- Schwermetallen auch exemplarisch einige organi-
lichen Überarbeitung der Bodenbeschreibung und sche Schadstoffe berücksichtigt. Bodenbewohnende
Kartierung im Gelände sowie Labormethoden un- Pflanzen und Tiere wurden in geringem Umfang
ter Berücksichtigung moderner Messtechniken und berücksichtigt, wenn anders die exakte Bestimmung
Auswertungsmöglichkeiten wurden auch Methoden einer Bodeneigenschaft nicht möglich erschien wie
aufgenommen, mit denen sich die Dynamik am z. B. die mikrobielle Biomasse im Bezug auf die
Standort für längere Zeit messend verfolgen lässt. organische Bodensubstanz bzw. einige Bodentiere
Zudem wurden verstärkt Methoden berücksichtigt, im Bezug auf die Deutung mikromorphologischer
die es gestatten, auch Böden anderer Klimate zu Befunde. Breiterer Raum wurde weiterhin der in-
charakterisieren. tegrierenden Auswertung der ermittelten Daten ge-
Den Pedologen interessieren gleichermaßen Ent- geben, weil Entsprechendes in der einschlägigen
wicklung, Klassifikation und ökologische Bewertung Literatur kaum zu finden ist.
von Böden. Den Biologen allgemeiner (Botaniker, Die Autoren haben sich die Bearbeitung wie
Mikrobiologen, Zoologen) oder angewandter Rich- folgt geteilt:
tung (Land- und Forstwirte, Gärtner) sowie den alle 8.2
Landschaftsökologen interessieren Böden besonders Blume: 1, 2, 5.1, 5.2, 7.1, 7.2, 7.5, 8.1, 8.3
als Standort und Lebensraum für Mikroorganismen, Leinweber 5.4, 5.6
höhere Pflanzen und Tiere. Der Geowissenschaftler Stahr 4, 5.5, 6
bearbeitet sie als umweltbedingte Landschaftsseg- Blume und Leinweber 7.3, 7.4
mente (Geographen) bzw. von der Umwelt zeu- Blume und Stahr 5.3
gende, erdgeschichtliche Urkunden (Geologen). Für Stahr und Blume 3
Archäologen sind sie kulturgeschichtliche Urkun-
den, für Wasserwirtschaftler und Umweltingenieure Auch für diese Auflage hat es Anregungen, konstruk-
Filter für umweltrelevante Stoffe. Alle genannten tive Kritik, und Verbesserungsvorschläge gegeben,
Disziplinen eint das Bestreben, die für Mensch und von unseren Kolleg(inn)en und Mitarbeiter(inn)en
Umwelt relevanten Bodenfunktionen zu erhalten. in Kiel, Stuttgart-Hohenheim und Rostock, aber
Das Buch wendet sich daher an alle Interessenten auch aus weiteren Instituten (S. Brodowski, Bonn;
und soll ihnen nicht nur für ihre speziellen Fragen R. Jahn, Halle; Y. Kuzyakow, Bayreuth; S. Thiele-
eine Hilfe zu sein, sondern ihnen auch einen Ein- Bruhn, Trier), Ämtern und Arbeitskreisen, wofür
blick in weitere Aspekte vermitteln. wir herzlich danken. Dem Verlag danken wir für
Die Methoden wurden auf jeder Stufe so ausge- seine Geduld, sowie gute und konstruktive Zusam-
wählt, dass sie grundsätzlich internationalen (ISO) menarbeit. Trotz aller Mühe sind wir uns bewusst,
bzw. nationalen (DIN) Normen folgen, aber mög- dass sich manches noch nicht optimal gestalten
lichst einfach sind (z. T. etwas vereinfacht wurden), liess und sich Fehler eingeschlichen haben. Dankbar
um dennoch eine möglichst umfassende Aussage nehmen wir daher auch Anregungen entgegen, die
über einen Boden zuzulassen. Sie haben sich größ- zu einer Verbesserung führen.
tenteils seit vielen Jahren in Geländeübungen, klei-
nen und großen Praktika bewährt. Der zur Ver- Kiel, Stuttgart-Hohenheim und Rostock im Dezem-
fügung stehende Platz zwang auch in der dritten ber 2009
Auflage weitgehend zur Beschränkung auf das rein Hans-Peter Blume, Karl Stahr
Bodenkundliche. Daher wurden die physikalisch- und Peter Leinweber
Vorwort zur 1. Auflage
Die wesentliche Frage der Bodenkunde lautet: Wie gekennzeichnet) eine normale bodenkundliche
entwickelt sich (ein) Boden aus (einem) Gestein Ausstattung erfordern. Die Methoden wurden auf
und welche Eigenschaften bekam er dadurch für die jeder Stufe so ausgewählt, dass sie zwar möglichst
Organismen? Das bodenkundliche Praktikum soll einfach sind (z. T. sogar vereinfacht wurden), aber
zur Beantwortung dieser Frage in konkretem Falle dennoch eine wirklich umfassende Aussage über
mittels sinnvoller Untersuchungen anleiten. einen Boden zulassen. Sie haben sich zum größten
Die Verfasser versuchten, exemplarisch einen Teil seit 10 Jahren in unseren Geländeübungen,
abgerundeten Abriss von Grundlagen, Technik kleinen und großen bodenkundlichen Praktika in
und Auswertung bodenkundlicher Untersuchungs- Kiel und Hohenheim bewährt und erfordern in
methoden zu geben. Da sich eine Disziplin am der Lehre nach unseren Erfahrungen anfänglich im
leichtesten demjenigen erschließt, der das Spezielle Gelände je Profil etwa 2–3 Stunden und im Labor je
studiert, ohne das Allgemeine aus dem Auge zu Horizontprobe ein halb- bzw. eintägiges einsemest-
verlieren, hoffen sie, dadurch auch zur Einführung riges Praktikum.
in die Bodenkunde beizutragen. Der zur Verfügung stehende Platz zwang zur
Die obige Frage zeigt, dass die Bodenkunde Beschränkung auf das rein Bodenkundliche. Daher
genetische und ökologische Aspekte untrennbar konnten die physikalisch-chemischen Grundlagen
miteinander verbindet. Den Biologen allgemeiner der Methoden meist nur kurz skizziert werden.
(Botaniker, Mikrobiologen, Zoologen) oder ange- Ebenso betrachteten die Verfasser es nicht als ihre
wandter Richtung (Land- oder Forstwirte, Gärtner) Aufgabe, Methoden zur Untersuchung der boden-
interessiert der Boden insbesondere als Standort bewohnenden Pflanzen und Tiere zu beschreiben.
und Lebensraum für höhere und niedere Pflanzen Breiterer Raum wurde dagegen der integrierenden
und Tiere, den Geowissenschaftler dagegen vor- Auswertung der ermittelten Daten gegeben, weil
nehmlich als umweltbedingtes Landschaftssegment Entsprechendes in der Literatur bislang fehlt. In-
(Geographen) bzw. von der Umwelt zeugende erd- folge der Vielfalt möglicher bodengenetischer und
geschichtliche Urkunde (Geologen). Das Buch wen- -ökologischer Faktorenkonstellationen und Merk-
det sich daher an alle diese Interessenten, um ihnen malskombinationen konnten jedoch nur allgemeine
nicht nur für ihre speziellen Fragen eine Hilfe zu Grundzüge erläutert werden. Hier müsste dann die
sein, sondern ihnen auch einen Einblick in die wei- „Anleitung zu selbständigen wissenschaftlichen Ar-
teren Aspekte zu vermitteln. beiten“ folgen.
Im Methodischen haben wir eine Dreiteilung Im Technischen wird ein Praktikumsbuch wegen
nach erforderlichen Vorkenntnissen und Gerät- der Vielzahl der anwendbaren Methoden und der
schaften, Zeitaufwand und damit nach der erziel- stetigen Entwicklung nur schwerlich alle Interes-
baren Exaktheit der ermittelten Daten vorgenom- senten dauernd zufriedenstellen können. Wir wären
men. Der erste Teil umfasst Felduntersuchungen, daher für Änderungsvorschläge jederzeit dankbar,
die überwiegend ohne oder mit jedermann zugäng- zumal mancher Schatz als scheinbar simple Gelän-
lichen Hilfsmitteln durchgeführt werden können. de- oder Laborerfahrung noch zu heben ist.
Die einfacheren Laboruntersuchungen erfordern
nur wenige spezifisch bodenkundliche Geräte und Stuttgart-Hohenheim im Herbst 1965
dürften daher in den meisten Instituten praktikabel Ernst Schlichting
sein, während die eingehenderen (durch Kleindruck Hans-Peter Blume
Inhalt
1 Z iele und Wege bodenkundlicher 3.5.5.4 Pedogene Fe- und Mn-Minerale . . . . . . . . . 25
Untersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3.5.5.5 Leicht lösliche Salze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5.5.6 Mineralgröße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.5.5.7 Mineralkörper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 Auswahl der Untersuchungsobjekte . .3 3.5.6 Kennzeichnung des Humuskörpers . . . . . . 27
2.1 Auswertung vorhandener Karten . . . . . . . .3 3.5.6.1 Streu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2 Luftbildinterpretation/Fernerkundung . . .4 3.5.6.2 Durchwurzelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 Geländebegehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 3.5.6.3 Humusgehalt und Humusmenge . . . . . . . . . 27
2.4 Platzierung der Leitprofile . . . . . . . . . . . . . .5 3.5.6.4 Morphe des Humus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.5 Anlage eines Bodenprofils . . . . . . . . . . . . . .5 3.5.6.5 Humifizierungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.5.6.6 Humifizierungsart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.5.6.7 Humuskörper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3 Aufnahme und Deutung des 3.6 Auswertung der Bodendaten . . . . . . . . . . .32
Bodens im Gelände . . . . . . . . . . . . . . . 7 3.6.1 Bodengenetische Deutung der
3.1 Kennzeichung der Lokalität . . . . . . . . . . . . .7 Bodenaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2 Kennzeichnung von Klima und 3.6.1.1 Horiontbezeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Witterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 3.6.1.2 Bestimmung des Bodentyps . . . . . . . . . . . . . 36
3.3 Kennzeichnung der Biozönose und 3.6.1.3 Bestimmung des Substrattyps und der
der Bestandsgeschichte . . . . . . . . . . . . . . . .10 Bodenform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.3.1 Biozönose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 3.6.1.4 Bestimmung der Humusform . . . . . . . . . . . 39
3.3.2 Bestandsgeschichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 3.6.2 Ökologische Beurteilung der Boden-
3.4 Ausgangsgestein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 aufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.5 Beschreibung und Untersuchung des 3.6.2.1 Gründigkeit und Durchwurzelbarkeit . . . . 40
Bodenprofils . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 3.6.2.2 Wasserhaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.5.1 Abgrenzung von Lagen . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.6.2.3 Lufthaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.5.2 Kennzeichnung der Bodenfarbe . . . . . . . . . 14 3.6.2.4 Wärmehaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.5.3 Kennzeichnung des Bodengefüges . . . . . . . 14 3.6.2.5 Nährstoffhaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.5.3.1 Gefügeformen und Gefügebesonderheiten 14 3.6.2.6 Bodenbewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.5.3.2 Stabilität der Aggregate . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.6.2.7 Ableitung von Meliorations- und
3.5.3.3 Lagerungsdichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Nutzungsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.5.3.4 Porosität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.6.2.8 Maßnahmen zum Bodenschutz . . . . . . . . . 56
3.5.3.5 Feuchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.7 Dokumentation des Bodens . . . . . . . . . . . .58
3.5.3.6 Wassergehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.7.1 Bodenskizze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.5.3.7 Wasserleitfähigkeit im wassergesättigten 3.7.2 Farbfoto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.7.3 Lackabzug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.5.4 Kennzeichnung von Dispersität, 3.7.4 Profilmonolith . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Ionenbelag und Redoxzustand . . . . . . . . . . . 20
3.5.4.1 Bodenart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.5.4.2 pH-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 4 Bodenkartierung . . . . . . . . . . . . . . . .61
3.5.4.3 Redoxzustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.1 Böden in der Landschaft . . . . . . . . . . . . . . .61
3.5.5 Kennzeichnung des Mineralkörpers . . . . . . 25 4.2 Fragestellung und Kartenmaßstab . . . . . .62
3.5.5.1 Mineralbestand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.2.1 Fragestellung von Bodenkartierungen . . . . 62
3.5.5.2 Carbonate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.2.2 Kartenmaßstab und Kartiergenauigkeit . . . 63
3.5.5.3 Tonminerale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 4.3 Kartiervorbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
X Inhalt
4.3.1 Stand der Kenntnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 5.3.1.2 Bestimmung von Porenvolumen und
4.3.2 Geländeerkundung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Porenfüllung steinarmer Horizonte . . . . . . 87
4.4 Kartierhilfsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 5.3.1.3 Bestimmung des Porenvolumens und
4.4.1 Grundlagen, Karte und Zeichenmaterial . . 65 der Porenf üllung steinreicher Horizonte . . 88
4.4.2 Geodätische Kartierhilfsmittel . . . . . . . . . . . 65 5.3.2 Kennzeichnung von Aggregatform und
4.4.3 Grab- und Bohrgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 -aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.4.4 Hilfsmittel zur Merkmalerfassung . . . . . . . . 66 5.3.2.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . 89
4.4.5 Luftbild und Satellitenbild . . . . . . . . . . . . . . 66 5.3.2.2 Bestimmung der Gefügeform . . . . . . . . . . . 90
4.5 Leitprofile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 5.3.2.3 Bestimmung der Aggregatgrößen-
4.6 Kartierschlüssel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67 verteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.7 Kartierverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 5.3.2.4 Bestimmung der Konkretionen . . . . . . . . . . 90
4.7.1 Rasterkartierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 5.3.2.5 Mikrogefügeuntersuchungen an
4.7.2 Grenzlinienkartierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 Dünnschliffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.7.3 Catenenkartierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 5.3.3 Kennzeichnung der Porengrößen-
4.7.4 Luftbildunterstützte Punktkartierung . . . . . 70 verteilung und Wasserbindung . . . . . . . . . . 93
4.8 Feldarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 5.3.3.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . 93
4.8.1 Feldkarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 5.3.3.2 Bestimmung der Poren < 50 und
4.8.2 Bohrprotokoll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 < 0,2 μm ∅ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.8.3 Feldreinkarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 5.3.3.3 Bestimmung der Porengrößenverteilung . . 94
4.9 Bodenkarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72 5.3.4 Kennzeichnung der Wasserleitfähigkeit . . . 96
4.9.1 Legende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.3.4.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . 96
4.9.2 Reinkarte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 5.3.4.2 Bestimmung der gesättigten Wasser-
4.9.3 Erläuterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 leitfähigkeit (kf) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.10 Interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 5.4 Stoffaustausch des Bodens . . . . . . . . . . . . .97
4.10.1 Diskussion der Frage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 5.4.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.10.2 Abgeleitete Karten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 5.4.2 Analyse des Kationenaustauschs und
4.11 Die digitale Bodenkartierung . . . . . . . . . . . . 75 der austauschbaren Kationen . . . . . . . . . . . . 98
5.4.2.1 Messtechnische Grundlagen und
Methodenauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5 L aboruntersuchungen . . . . . . . . . . . .77 5.4.2.2 Schnellbestimmung der potenziellen
5.1 Probenahme im Gelände und Kationenaustausch kapazität . . . . . . . . . . . . . 99
Vorbereitung der Analyse . . . . . . . . . . . . . .77 5.4.2.3 Bestimmung der potenziellen KAK
5.1.1 Entnahme von Volumenproben . . . . . . . . . 78 im Perkolationsverfahren . . . . . . . . . . . . . .100
5.1.2 Entnahme von Massenproben . . . . . . . . . . . 79 5.4.2.4 Schnellbestimmung des H-Wertes . . . . . .100
5.1.3 Probentransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 5.4.2.5 Bestimmung der austausch- und
5.1.4 Probenlagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 leicht mobilisierbaren Ca-, Mg-, K-
5.1.5 Vorbereitung der Proben für die Analyse . . 80 und NH-Ionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
4
5.1.6 Grundsätzliche Regeln der Analyse . . . . . . 80 5.4.2.6 Austauschbare und mobilisierbare
5.1.6.1 Vorbereitung nötiger Reagenzien . . . . . . . . 80 Schwermetallkationen . . . . . . . . . . . . . . . . .102
5.1.6.2 Grundsätzliche Regeln der Analyse . . . . . . 81 5.4.3 Bestimmung von extrahierbaren
5.1.6.3 Trockenmassebezug . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 Anionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
5.1.6.4 Richtigkeit und Reproduzierbarkeit 5.4.3.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .104
der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 5.4.3.2 Bestimmung des mobilen Nitrats . . . . . . .104
5.2 Dispersität des Bodens . . . . . . . . . . . . . . . .82 5.4.3.3 Bestimmung des mobilen Borats,
5.2.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . 82 Molybdats und Sulfats . . . . . . . . . . . . . . . . .104
5.2.2 Bestimmung des Kies- und Steingehalts . . 84 5.4.3.4 Bestimmung extrahierbaren Phosphats
5.2.3 Bestimmung der Dispersität mit (Wasser, Lactat, Citrat, Oxalat) . . . . . . . . .106
einem kombinierten Sieb- und 5.4.3.5 Sequenzielle Phosphorfraktionierung . . . .107
Sedimentationsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 84 5.4.4 Sorptionsisothermen für Kationen
5.2.4 Darstellung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . 85 und Anionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
5.3 Gefüge des Bodens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85 5.4.4.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .108
5.3.1 Kennzeichnung von Substanzvolumen, 5.4.4.2 Ermittlung der Phosphatadsorption . . . . .108
Porenraum und Porenfüllung . . . . . . . . . . . 86 5.4.5 Kennzeichnung der Bodenlösung . . . . . . .109
5.3.1.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . 87 5.4.5.1 Kennzeichnung der Bodenreaktion . . . . .109
Inhalt XI
5.4.5.2 Kennzeichnung des Elektrolytgehalts . . . .110 5.6 Organische Substanzen des Bodens . . . .130
5.4.5.3 Kennzeichnung des Stoffbestands der 5.6.1 Bestimmung des Gehaltes an
Bodenlösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111 organischen Substanzen . . . . . . . . . . . . . . .131
5.5 Mineralkörper des Bodens . . . . . . . . . . . .112 5.6.1.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .131
5.5.1 Allgemeine chemische 5.6.1.2 Bestimmung des Glühv erlusts und
Charakterisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 des Glührückstands . . . . . . . . . . . . . . . . . .132
5.5.1.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .112 5.6.1.3 Bestimmung der Gehalte an C, N und S . .132
5.5.1.2 Die Bauschanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113 5.6.2 Kennzeichnung lebender Biomasse . . . . .132
5.5.1.3 Bauschanalyse durch Röntgenfluoreszenz- 5.6.2.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .133
analyse einer Boratschmelze . . . . . . . . . . . .114 5.6.2.2 Mikrobielle Biomasse . . . . . . . . . . . . . . . . .133
5.5.1.4 Aufschluss mit Königswasser . . . . . . . . . . .114 5.6.3 Kennzeichnung der Enzymaktivitäten . . .134
5.5.1.5 Charakterisierung der verwitterbaren 5.6.3.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .134
P-, K-, Ca- und Mg-Minerale . . . . . . . . . . .115 5.6.3.2 Bestimmung der Dehydrogenase-
5.5.2 Kennzeichnung der Mineralgröße . . . . . .115 aktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .134
5.5.2.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .115 5.6.3.3 Bestimmung der ß-Glucosidaseaktivität . .135
5.5.2.2 Bestimmung der Körnung der Silicat- 5.6.3.4 Bestimmung der Ureaseaktivität . . . . . . .136
und pyrogenen Oxid minerale . . . . . . . . . .116 5.6.3.5 Bestimmung der Phosphataseaktivität . . .136
5.5.2.3 Fraktionierende Korn größen- 5.6.3.6 Bestimmung der Arylsulfataseaktivität . . .137
bestimmung der Silicat- und pyrogenen 5.6.4 Summarische Erfassung der Mesofauna . .137
Oxidminerale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117 5.6.5 Charakterisierung partikulärer OBS
5.5.3 Kennzeichnung der HO-löslichen und organisch-mineralischer Partikel . . .138
2
Salze und des Gipses . . . . . . . . . . . . . . . . . .118 5.6.5.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .138
5.5.3.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .118 5.6.5.2 Partikelgrößenfraktionierung . . . . . . . . . . .139
5.5.3.2 Bestimmung des Gehalts an 5.6.5.3 Dichtefraktionierung . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
wasserlöslichen Salzen . . . . . . . . . . . . . . . . .119 5.6.5.4 Bewertung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . .141
5.5.3.3 Bestimmung der Zusammensetzung 5.6.6 Stoffgruppen der organischen
wasserlöslicher Salze . . . . . . . . . . . . . . . . . .119 Bodensubstanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
5.5.3.4 Bestimmung des Gipsgehalts . . . . . . . . . . .119 5.6.6.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .142
5.5.4 Kennzeichnung der Carbonate . . . . . . . . .120 5.6.6.2 Identifizierung und Quantifizierung der
5.5.4.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .120 Neutralzucker und Zuckersäuren . . . . . . .142
5.5.4.2 Schnellbestimmung des Carbonatgehalts . .120 5.6.6.3 Bestimmung der N-Fraktionen . . . . . . . . .143
5.5.4.3 Bestimmung des Carbonatgehalts . . . . . . .121 5.6.6.4 Bestimmung der Lipide . . . . . . . . . . . . . . . .144
5.5.4.4 Coulometrische Carbonatbestimmung . .121 5.6.6.5 Bestimmung der Ligninbausteine . . . . . . .145
5.5.4.5 Bestimmung des Dolomitgehalts . . . . . . . .121 5.6.6.6 Bestimmung hoch aromatischer
5.5.5 Kennzeichung der pedogenen Oxide . . . .122 C-Verbindungen („black carbon“) . . . . . . .145
5.5.5.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .122 5.6.6.7 Bestimmung der Huminstoffe . . . . . . . . . .147
5.5.5.2 Bestimmung aktiver Oxide . . . . . . . . . . . . .122 5.6.6.8 Bestimmung der beweglichen
5.5.5.3 Bestimmung der pedogenen Oxide . . . . .123 Huminstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
5.5.5.4 Bestimmung des laugelöslichen (l) 5.6.6.9 Bewertungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .147
Al und Si . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123 5.6.7 Umsetzbarzeit organischer Stoffe . . . . . . .148
5.5.6 Kennzeichnung der pyrogenen Silicate 5.6.7.1 Leicht Umsetzbares: Heißwasserextrakt . .148
und Oxide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124 5.6.7.2 Mineralisierbarkeit organischer
5.5.6.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .124 Stoffe (C ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .149
min
5.5.6.2 Bestimmung der Schwerminerale, 5.6.7.3 Abbau organischer Stoffe mit C- und
des Quarzes und der Feldspäte in N-Isotopensignaturen . . . . . . . . . . . . . . . . .150
Sandfraktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125 5.6.8 Mineralstoffgehalte organischer
5.5.6.3 Einzelbestimmung der Schwerminerale Horizonte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
in Sandfraktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125 5.6.8.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .151
5.5.7 Kennzeichnung der Tonminerale . . . . . . .126 5.6.8.2 Analyse von Nährelementen und
5.5.7.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .127 Schwermetallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
5.5.7.2 Bestimmung der Tonminerale nach 5.6.8.3 Bestimmung des organisch gebundenen
einfachen Merkmalen . . . . . . . . . . . . . . . . .128 P (P ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
org
5.5.7.3 Röntgenographische Bestimmung des 5.6.8.4 Bestimmung des organisch gebundenen
Tonmineralbestands . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129 AI und Fe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
XII Inhalt

5.6.9 Bestimmung organischer Schadstoffe . . . .153 6.3 Lufthaushalt und Redoxdynamik . . . . . .170
5.6.9.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .153 6.3.1 Messtechnische Grundlage . . . . . . . . . . . . .170
5.6.9.2 Bestimmung polyzyklischer aromatischer 6.3.2 Luftvolumen im Jahresgang mithilfe
Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154 indirekter Bestimmung . . . . . . . . . . . . . . . .170
6.3.3 Bodenatmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171
6.3.4 Sauerstoffdiffusionsrate . . . . . . . . . . . . . . . .171
6 Messung der Bodendynamik 6.3.5 Bestimmung des Redoxpotenzials . . . . . . .172
im Gelände . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155 6.4 Energiehaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
6.1 Allgemeine Gesichtspunkte . . . . . . . . . . .155 6.4.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .173
6.2 Erfassung des Bodenwasserhaushalts 6.4.2 Bodentemperatur mit Thermometern . . .173
und seiner Dynamik . . . . . . . . . . . . . . . . .158 6.4.3 Bodentemperatur mit Thermofühlern . . .174
6.2.1 Wassereinnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158 6.5 Stoffhaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
6.2.1.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .158 6.5.1 Methodische Grundlagen . . . . . . . . . . . . . .175
6.2.1.2 Messung des Freilandn iederschlags 6.5.2 Stoffeinträge in Böden und Öko-
mit einem Regenmesser . . . . . . . . . . . . . . .158 systeme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
6.2.1.3 Messung des Freilandn iederschlags 6.5.2.1 Einträge mit dem Niederschlag
mit beheizbaren Totalisatoren . . . . . . . . . .159 (nasse Deposition) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
6.2.1.4 Messung des Bestandsn iederschlags 6.5.2.2 Einträge mit Stäuben . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
(Kronentraufe) durch Auffangen einer 6.5.2.3 Bodeneintrag mit Streu, Kronentraufe
repräsentativen Wassermenge über und Stammabfluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
einem teilweise abgeschirmten Boden . . .160 6.5.3 Nährstoffhaushalte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
6.2.1.5 Messung des Stammablaufs 6.5.3.1 Mineralstickstoffvorrat
(Sprossablauf) mit Manschetten . . . . . . . .160 (N = NH+ + NO–) . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
min 4 3
6.2.1.6 Messung des Bodenw assereintrags mit 6.5.3.2 Stickstoffmineralisationsrate nach
Regenmessern auf dem Boden . . . . . . . . . .161 Feldbebrütung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
6.2.1.7 Darstellung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . . .161 6.5.3.3 Kohlenstoffmineralisationsrate . . . . . . . . .179
6.2.2 Messungen an der Bodenoberfläche . . . . .161 6.5.3.4 Gewinnung der Bodenl ösung mit
6.2.2.1 Bestimmung des Versickerungsintensität Saugkerzen oder Lysimeterplatten . . . . . .179
mittels Doppelringinfiltrometer . . . . . . . .161
6.2.2.2 Oberflächenabfluss aus geneigten
Messparzellen durch Auffangen 7 Auswertung der Untersuchungs-
und Messung der Wasser- und befunde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
Sedimentmenge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162 7.1 Darstellung des Bodens . . . . . . . . . . . . . . .181
6.2.2.3 Messung des Wassere intrags in den 7.2 Genetische Deutung des Bodens . . . . . . .185
Mineralboden durch Auffangen des 7.2.1 Umrechnung der Profildaten . . . . . . . . . . .186
unterhalb der Streuschicht oder der 7.2.2 Sicherung der Differenzen . . . . . . . . . . . . .186
gesamten Humusauflage versickernden 7.2.3 Rekonstruktion des ursprünglichen
Wassers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163 Zustands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
6.2.3 Messungen zur Wassersättigung und 7.2.3.1 Das Gestein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187
-bewegung im Boden . . . . . . . . . . . . . . . . .163 7.2.3.2 Die Streu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .189
6.2.3.1 Messtechnische Grundlagen . . . . . . . . . . . .163 7.2.4 Richtung der Bodenbildung . . . . . . . . . . . .190
6.2.3.2 Gravimetrische Wassergehalts- 7.2.4.1 Die Umwandlung des Mineralkörpers . . .190
bestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164 7.2.4.2 Bildung und Umwandlung der OBS . . . . .191
6.2.3.3 Wassergehalt mit der Neutronensonde . . .164 7.2.4.3 Die Umwandlung des Gefüges . . . . . . . . . .192
6.2.3.4 Bestimmung des Wasserg ehalts mit 7.2.4.4 Die bodenbildenden Prozesse . . . . . . . . . .194
TDR (Time Domain Reflectrometry) . . . .165 7.2.5 Ausmaß der Bodenbildung . . . . . . . . . . . . .200
6.2.3.5 Messung der Wassers pannung mit 7.2.5.1 Profilbilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
Tensiometern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165 7.2.5.2 Horizontbilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201
6.2.3.6 Messung der Wassers pannung mit 7.2.5.3 Sektionsbilanz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202
Gipselektroden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167 7.2.6 Verlauf der Bodenbildung . . . . . . . . . . . . .202
6.2.3.7 Messung des Grundwasser- bzw. 7.3 Beurteilung des Bodens als
Stauw asserstands mit Piezometerrohren . .168 Wurzel- und Lebensraum . . . . . . . . . . . . .203
6.2.3.8 Messung der Richtung und Menge des 7.3.1 Gründigkeit und Durchwurzelbarkeit . . .203
Flusses bei gesättigter Wasserbewegung . .169 7.3.2 Wasserhaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204
Inhalt XIII
7.3.3 Lufthaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205 7.4.1 Verbesserung von Durchwurzelbarkeit,
7.3.4 Wärmehaushalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206 Wasser- und Lufthaushalt . . . . . . . . . . . .222
7.3.5 Nährstoffhaushalt und Schadstoff- 7.4.2 Verbesserung des Nährstoffhaushalts . . .222
verhältnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207 7.4.3 Verbesserung als Schadstofffilter . . . . . .224
7.3.5.1 Kohlendioxid (CO) . . . . . . . . . . . . . . . . .214 7.5 Sicherung der Ergebnisse . . . . . . . . . . . .224
2
7.3.5.2 Stickstoff (N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214 7.5.1 Umsatzmessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
7.3.5.3 Phosphor (P) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214 7.5.2 Boden- bzw. Standortvergleich . . . . . . . .225
7.3.5.4 Kalium (K) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214 7.5.2.1 Untersuchung einer Hangs erie
7.3.5.5 Calcium (Ca) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 innerhalb einer Landschaft . . . . . . . . . . .225
7.3.5.6 Magnesium (Mg) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 7.5.2.2 Untersuchung einer Entwicklungs-
7.3.5.7 Schwefel (S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 serie innerhalb einer Bodenregion
7.3.5.8 Bor (B) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 (Provinz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .226
7.3.5.9 Molybdän (Mo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 7.5.2.3 Untersuchung verschiedener
7.3.5.10 Mangan (Mn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215 Entwicklungsserien . . . . . . . . . . . . . . . . . .228
7.3.5.11 Kupfer (Cu), Cobalt (Co), Eisen (Fe) 7.5.2.4 Untersuchung von Standortserien . . . . .228
und Zink (Zn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216 7.5.2.5 Bodenkundliche Experimente . . . . . . . . .229
7.3.5.12 Natrium (Na) und Chlor (Cl) . . . . . . . .216
7.3.5.13 Aluminium (Al) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
7.3.5.14 Weitere Schadstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . .216 8 Anhang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231
7.3.5.15 Allgemeine Kennwerte . . . . . . . . . . . . . .216 8.1 Maßeinheiten und Symbole . . . . . . . . . .231
7.3.6 Schadstoffbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . .216 8.2 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
7.3.7 Habitatfunktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218 8.2.1 Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
7.4 Ableitung von Meliorations- und 8.2.2 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
Nutzungsmaßnahmen . . . . . . . . . . . . . .222 8.3 Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . .240