Bodenkundliches Praktikum: Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, Land- und Forstwirte, Geo- und Umweltwissenschaftler, 3. Auflage

270 Pages·2011·2.07 MB·German

by  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
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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
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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 Ziele 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