WinterRapakivi_Di10
Di10
Di10
X 81-Was bedeutet der Kf-Wert? Erläutern Sie ihn.
Es ist der Wasserleitfähigkeitskoeffizient (m/s) für Böden im wassergesättigten Zustand. Dieser
berücksichtigt den Widerstand, den die Bodenpartikel dem fließenden Wasser entgegensetzen. Er wird stark vom Gesamtporenvolumen, der Porengrößenverteilung und der Porengeometrie (Tortuosität, Kontinuität und Vernetzung) bestimmt.
Der kf –Wert kann gemessen oder aus der Bodenart und der Lagerungsdichte abgeschätzt werden.
X 82-Beschreiben Sie den Kurvenverlauf der ungesättigten Wasserbewegung für einen Tonboden/ Sandboden (Wasserleitfähigkeit bei unterschiedlichen Saugspannungen). Begründen Sie diesen in Stichworten.
Für Grafik links (Vorlesungsskript)
1)Tonboden: Bei zunehmender Wasserspannung (sinkendem Wassergehalt) nimmt die Wasserleit- fähigkeit im ersten Abschnitt bis ca. 100,5hPa um etwa Faktor 100 ab. Die Sinkrate der Leitfähigkeit nimmt im weiteren Verlauf ab, so dass sich die Kurve mit steigender Wasserspannung einem parallelen Verlauf zur x-Achse nähert.
2)Sandboden: Die Wasserleitfähigkeit im gesättigten Zustand ist hierbei etwa 10 Mal höher als die eines Tonbodens, und nimmt mit zunehmender Entwässerung bis etwa 101,5hPa nur langsam ab. Es folgt ein steiler Abstieg bis etwa 1000hPa, der ab diesem Punkt flacher wird.
Die Leitfähigkeitskurven von Sand und Ton schneiden sich bei etwa 102,5hPa.
3)Gründe:
-Wasserleitfähigkeit abhängig vom Wassergehalt (-> wasserleitender Querschnitt)
-Bei pF0 ist der Boden wassergesättigt und die Leitfähigkeit am höchsten.
-Nahe der Sättigung hat Sand wegen höherem Grobporenanteil höhere Leitfähigkeit. -Wassergehalte sinken abhängig von der Bodenart unterschiedlich schnell bei zunehmendem pF. -Bei höheren pF-Werten hat Ton höheren Wassergehalt und somit höhere Leitfähigkeit.
-Durch zunehmende Trocknung entstehende Sekundärporen erhöhen Leitfähigkeit zusätzlich.
X 83-Was versteht man unter Infiltration, was unter Versickerung?
Die Infiltration ist das Eindringen des Wassers in den Boden. Die Infiltrationsleistung wird bestimmt durch den Ausgangswassergehalt, das Porenvolumen, die Porengrößenverteilung, die Porenkontinuität, die Gefügeform, die Gefügestabilität, und die Vegetationsbedeckung.
Die Versickerung ist das gravitative Absinken des Wassers im Boden, welches in den Grobporen nicht gegen die Schwerkraft gehalten werden kann.
X 84-Was bedeutet Evapotranspiration?
Evapotranspiration ist der Transport von Bodenwasser in die Atmosphäre durch Verdunstung und durch Pflanzen. Beides wird zusammengefasst, da es messtechnisch getrennt nicht erfasst werden kann. Die Intensität ist abhängig von der Sonneneinstrahlung, der Lufttemperatur, dem Sättigungsdefizit der Luft, dem Wind, der Art und dem Deckungsgrad der Vegetation, dem Bodenwasservorrat und der Wasserspannung des Bodens.
Etpot: Verdunstung einer freien Oberfläche
Etakt: Verdunstung unter Boden- und Vegetationsbedingungen
X 85-Was bedeutet Kapillarhub, von welchen Faktoren ist das Ausmaß des Kapillarhubs abhängig?
Wasser wird in Poren durch Kapillarkräfte gegen die Schwerkraft über den Grundwasserspiegel gehoben. Je enger die Pore, desto höher aber auch langsamer wird das Wasser transportiert.
Es gilt: h=3/d [mm] (h: Hubhöhe, d: Porendurchmesser)
X 86-Bei welchen Bodenarten ist der Kapillarhub höher, Sand- oder Lehmboden? Geben Sie Gründe an.
Der Kapillarhub ist beim Lehmboden höher, wegen der höheren Kapillarkräfte. Dies ist bedingt durch die kleinen Porendurchmesser aus der abgestuften Körnung.
X 87-Zu welchen Jahreszeiten ist im Norddeutschen Raum mit einer Auffüllung des GW-Speichers zu rechnen? Geben Sie eine Erläuterung in Stichworten.
In Mitteleuropa tritt die Versickerung und damit die Auffüllung des GW-Speichers nur im Winterhalbjahr auf, weil dann die Evapotranspiration sehr gering ist.
-geringe Einstrahlung und Temperaturen
-geringe Pflanzenaktivität
-Eis schützt vor Evaporation
Bei sommerlichen Starkregenereignissen ist auch eine geringe Versickerung im Sommer möglich.
X 88-Erklären Sie den Effekt der Hystereses von Adsorption und Desorption.***
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X 89-Was versteht man unter der Kationenaustauschkapazität? Benennen Sie die wesentlichen Charakteristika des Kationenaustausches.
[Bodenkunde und Standortlehre]->Die KAK ist das Maß für den Kationenaustausch eines Bodens. Es ist die Summe der austauschbaren Kationen eines Bodens angegeben in Millimol pro Kilogramm.
Millimol= Atommasse * 10-3g /Wertigkeit
1 Millimol Ca= 40* 10-3g /2=20mg
Prozesse:
-Kationen aus der Bodenlösung sorbieren an den negativ geladenen Partikeloberflächen (TM, Huminstoffe) und gleichen Ladungen aus.
-Die Partikeloberflächen tragen permanente Ladungen, die durch ihren Aufbau bedingt sind (isomorpher Ersatz).
-Die Partikeloberflächen tragen auch variable Ladungen, die vom pH-Wert abhängig sind (funktionelle Gruppen [z.B. FeOOH] spalten bei viel H+ in der Lösung OH- ab sind dann positiv geladen [Anionentauscher] und bei wenig H+ in der Lösung werden H+ abgespalten, was zur negativen Ladung führt [Kationentauscher]).
Charakteristika:
-Transfer zwischen fester und flüssiger Phase
-ändert die Summe der Kationenladung nicht (äquivalente Mengen) -Voraussetzung: Vorhandensein von Wasser
-ist reversibel
-ist ein schneller Prozess
X 90-Welche Bodenbestandteile haben a) höhere Bodenoberflächen und b) höhere KAK? Erstellen Sie eine Reihung: Allophane, Smectit, Huminstoffe, Illit, Kaolinit
Oberfläche (aufsteigend):
Kaolinit, Illit, Smectit, Huminstoffe, Allophane
KAK (aufsteigend):
Kaolinit, Illit+Allophane, Smectit, Huminstoffe
X 91-Was ist der Unterschied zwischen KAKpot und KAKeff? Welche ist in sauren Böden höher?
potenzielle Kationenaustauschkapazität KAKpot: bei standardisiertem pH7 -höchstmögliche KAK, da variable Ladung maximal (Wasserstoff vollständig dissoziiert) effektive Kationenaustauschkapazität KAKeff: bei dem im Boden vorhandenen pH -Anteil der variablen Ladung abhängig vom sorbiertem Wasserstoff und pH
Bei pH<7 (saure Böden) ist KAKeff immer kleiner als KAKpot.
X 92-Was versteht man unter Basensättigung? Wie wird sie berechnet?***
Die Basensättigung ist der Anteil der basisch wirksamen Ionen (Mg2+, Ca2+, Na+, K+) an der KAK.
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Basensättigung oder S-Wert:
Der prozentuale Anteil der Summe von Ca2+, Mg2+, Na+, K+ an der KAKBS% = ((Ca2+ + Mg2+ + Na+ + K+) /KAK)*100
-
Die Differenz der BS zu 100% wird v.a. von H+ und Al3+, NH4+, den sauer wirksamen Ionen, gebildet
X
X 93-Von welchen Faktoren hängt die Kationenbelegung am Austauscher ab?
-Ladung der Kationen: höherwertige Ionen werden stärker angezogen, bei Gleichwertigkeit größerer Radius entscheidend (Al3+>Mg2+>Na+)
-Hydrathülle: je kleiner die Hydrathülle, desto größer die Anziehung (K+>Na+>Li+). Bei Gleichwertigkeit gilt: je größer der Ionenradius, desto kleiner die Hydrathülle. Die Bindung der Hydrathülle ist bei kleinen Ionen stärker, die Hydrathülle muss aber bei der Sorption teilweise abgelegt werden. -Konzentration der Außenlösung: Die Kationen werden umso stärker an die Oberfläche gezogen, je höher die Konzentration in der Außenlösung ist.
->Selektivitätsreihe: Na+<K+<<Mg2+<Ca2+<Al3+
X 94-Benennen Sie zwei Kationen, die selektiv angelagert werden? Warum?
Al3+: auf Grund seiner hohen Wertigkeit
Ca2+: auf Grund seiner kleineren Hydrathülle (als Mg2+)
X 95-Welche Bodenbestandteile sind maßgeblich für eine Anionenadsorption verantwortlich?
Ionenaustauscher mit hoher variabler Ladung (Abspaltung von OH- führt zur positiven Ladung) z.B. in eisen- und aluminium-oxidreichen tropischen Böden oder Tonminerale der Allophangruppe (nur variable Ladung) oder Huminstoffe mit entsprechenden funktionellen Gruppen.
X 96-Benennen Sie wichtige Bodeneigenschaften und Prozesse, die durch die Kationenaustauschkapazität beeinflusst werden.
-Lessivierung (Tonverlagerung)
-Fähigkeit zur Speicherung, Pufferung und Freisetzung von Ionen (Nährstoffen) -Stoffaustausch Boden/Pflanze, Boden/Grundwasser, Boden/Oberflächengewässer -Stabilisierung des Stoffhaushaltes ganzer Landschaften
X 97-Welche Bedeutung hat die Kationenaustauschkapazität für den Nährstoffhaushalt?
Nährstoffe werden durch die KAK an Bodenpartikel gebunden. Dies kann bedeuten, dass die im Boden gespeicherten Nährstoffe nicht mehr pflanzenverfügbar sind (Kaliumfixierung) oder dass die Nährstoffe durch weiteren Ionenaustausch wieder freigegeben werden.
Letzteres passiert bei der Verwitterung der Bodenpartikel. Für die Pflanzen ist die Nachlieferung der Nährstoffionen entscheidender als die aktuelle Konzentration in der Bodenlösung
X 98-Beschreiben Sie an Hand von Abbildungen die Ladungsverhältnisse von Halloysit, Smectit, Gibbsit.***
von links nach rechts: Halloysit, Smectit, Gibbsit
X 99-Welche Gruppen von Bodenbestandteilen tragen maßgeblich zur Ionenaustauschkapazität in Böden bei?
-Tonminerale
-Huminstoffe
-Fe-/Al-Oxide
X 100-Bei welchem pH liegen die Schwermetalle Blei und Cadmium in höheren Konzentrationen bioverfügbar vor, bei pH 4,5 oder pH 7,2?
bei pH 4,5 (Schadstoffmobilisierung im sauren Bereich durch erhöhte H+-Konzentration)
X 01-Was ist Boden? Nennen Sie eine Definition.
Durch bodenbildende Prozesse umgewandelter Teil der festen Erde, einschließlich der obersten Lage des unverwitterten Gesteins.
X 02-Nennen Sie die Faktoren der Bodenbildung. Wie wirken sie?
Ausgangsgestein: bestimmt die physikalische und chemische Beschaffenheit des Bodens
Klima: steuert die Verwitterung des Bodens und die Besiedelung durch Tiere und Pflanzen Organismen: durchmischen den Boden, wandeln Stoffe um, tragen zur chemischen Verwitterung bei Relief: entscheidend für physikalische Verwitterung, Erosion und Sedimentation
Nutzung: verändert den Boden in seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften
Zeit: ermöglicht das Wirken der Faktoren und bestimmt damit die Intensität der Bodenbildung
X 03-Aus welchen Phasen besteht das Mehrphasensystem Boden? Nennen Sie ein Beispiel der Zusammensetzung.
Feststoffphase, Flüssigphase, Gasphase, Stoffe im Boden, Mikroorganismen, Pflanzen und Tiere Drei-Phasen-System: Bodenmatrix, Bodenlösung, Bodenluft
X 04-Was sind Bodenfunktionen, woher stammt der Begriff?
Aus dem Bundesbodenschutzgesetz.
Als Bodenfunktionen bezeichnet man die Wege, über die der Boden mit seiner Umgebung interagiert.
X 05-Welche Funktionen haben Böden? Nennen Sie jeweils Beispiele.
Natürliche Funktionen:
-Lebensgrundlage und Lebensraum für Flora und Fauna
-Bestandteil des Naturhaushalts, Medium der Wasser- und Stoffkreisläufe
-Umwandlung (Auf- und Abbau, Ausgleich) von Stoffen, Filterung und Pufferung
Archiv der Natur- und Kulturgeschichte
Nutzungsfunktionen:
-Rohstofflagerstäten
-Siedlungs- und Erholungsfläche
-Standort für Industrie, Land- und Forstwirtschaft, öffentliche Nutzung, Verkehr, Ver- und Entsorgung
X 06-Was bedeutet, der Boden ist ein Filter- Puffer- und Transformationssystem?
Der Boden hat die Fähigkeit, Stoffe chemisch und physikalisch zu sorbieren und umzuwandeln. Die Filterung hält Stoffe mechanisch zurück, die Pufferung kann Stoffe auch längerfristig im Boden halten (physiko-chemisch), die Transformation wandelt Stoffe um (mikrobiell/biochemisch).
X 07-Welche Bodenfunktionen werden durch welche spezifischen Gefährdungen insbesondere beeinträchtigt?
Die Bodenfunktionen können sich gegenseitig beeinträchtigen und gefährden. Insbesondere die natürlichen Funktionen und die Nutzungsfunktionen können nicht gleichzeitig an einem Ort wahrgenommen werden.
Z.B. behindert der Boden als Lebensgrundlage für Pflanzen und Tiere eine Nutzung als Siedlungs- oder Industriestandort und umgekehrt.
Bodenversiegelung <> natürliche – und Produktionsfunktionen
Bodenversauerung <> Lebensraum-, Regelungs- und Produktionsfunktionen
Bodenverdichtung <> s.o. Bodenerosion <> Nutzungsfunktionen
X 08-Welche Verwitterungsneubildungen sind für Böden typisch?
Tonminerale, Fe-, Mn-, Al-, Si-Oxide, Ca- und Na-Minerale
X 09-Was ist das Charakteristikum von 2-Schicht-TM und 3-Schicht-TM?
-Zwei-Schicht-TM bestehen aus einer Tetraeder- (SiO4) und einer Oktaederschicht (Al(OH)6). Es tritt nur Kantenladung auf.
-Drei-Schicht-TM besitzen zwei Tetraederschichten und eine Oktaederschicht dazwischen. Weisen einen negativen Ladungsüberschuss in der Silikatlage auf, der durch Kationen in der Zwischenschicht ausgeglichen wird.
X 10-Durch welche Parameter unterscheiden sich unterschiedliche TM?
Chemismus, Aufbau, Oberfläche, KAK, Ladungsart, Quellung und Schrumpfung
X 11-Was ist der wesentliche Unterschied zwischen Smectit und Vermiculit?
Smectit ist dioktaedrisch, Vermiculit ist trioktaedrisch.
Die höhere Ladung der Vermiculite mit 0,6-0,9 Mol(e-)/Formeleinheit gegenüber der Ladung der Smectite mit 0,2-0,6 Mol(e-)/Formeleinheit sorgt dafür, dass das Quellen und Schrumpfen nicht so stark möglich ist, wie bei den Smectiten. Vermiculite kontrahieren bei K+-Zufuhr.
X 12-Warum tragen TM eine negative Ladung?
Durch den isomorphen Ersatz der Zentralatome der Silikatlagen werden höherwertige Kationen durch niederwertige Kationen ersetzt. Es entsteht ein Überschuss an negativer Ladung. (Tetraeder: Si4+ durch Al3+, Oktaeder: Al3+ durch Fe2+ und Mg2+)
X 13-Welcher Prozess der Vermiculite wird als Kaliumfixierung bezeichnet?
Der Austausch von Wasser und hydratisierten Kationen durch nicht hydratisierte K+-Ionen. Als Folge entsteht ein geringerer Basisabstand.
X 14-Welche TM weisen mehr Kalium-Strukturionen auf: Illit, Glimmer, Smectit?
Glimmer: 10%, Illit: 4-6%, Smectit: <1%
X 15-Was versteht man unter austauschbaren Ionen?
Dies sind hydratisierte Kationen in den Zwischenschichten, die mit der Bodenlösung interagieren und ausgetauscht werden können.
X 16-Welches TM ist typisch für stark verwitterte Böden und warum?
In stark verwitterten Böden, wie z.B. tropischen Böden, ist Kaolinit das typische Tonmineral. Es bildet sich durch die Verwitterung von Feldspäten. Durch hohe Niederschläge werden leicht lösliche Ionen wie K+ oder Fe2+ aus dem Boden herausgewaschen, so dass nur Kieselsäure und Al3+ zum Mineralaufbau zur Verfügung stehen. Bei noch intensiverer Verwitterung und Lösung von SiO2 entsteht der Gibbsit Al2(OH)6.
X 17-Sortieren Sie die TM nach zunehmender Fähigkeit bei Vorhandensein von Wasser aufzuweiten.
Kaolinit, Chlorit, Allophan: keine Illit: gering
Vermiculit: hoch
Smectit: sehr hoch
X 18-Was versteht man unter Quellen und Schrumpfen von TM?
Damit bezeichnet man die Änderung des Basisabstands durch Einlagerung oder Freigabe von Wasser und hydratisierter Kationen.
X 19-Für welche Bodeneigenschaften sind TM verantwortlich und warum?
-Gute Wasserspeicherkapazität: Durch kleine Porengrößen hohes Matrixpotenzial.
-Mittelmäßiges pflanzenverfügbares Wasser: Hohe Kapillarkräfte erhöhen den Anteil an Totwasser. -Mittlere bis hohe Nährstoffversorgung: je nach TM hohe KAK, Humusgehalt durch Peloturbation -Schlechte Bearbeitbarkeit: Böden können je nach Wassergehalt sehr weich oder sehr hart sein.
X 20-Wie entstehen TM in Böden?
Durch Umwandlung von Glimmern (-K+H=>Illit).
Durch Neubildung aus gelösten Verwitterungsprodukten (Kieselsäure, Metallkationen). Durch Transformation aus anderen TM (Illit-K+Ca,Mg=>Smectit).
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Lernkarten
X 25-Ordnen Sie den Bodenhorizonten entsprechende Eisenoxide zu: Bv, Sd, Go, Gr, Bs.
Bv: Goethit (gelbbraun)
Sd: Lepidokrokit (orange)
Go: Ferrihydrit (braunrot)
Gr: Grüner Rost (blaugrün)
Bs: Ferrihydrit (braunrot)
X 26-Für welche Böden sind introvertierte/extrovertierte Fe/Mn-Anreicherungen typisch? Warum?
Introvertierte Fe/Mn-Anreicherungen:
Pseudogleye (periodisches Stauwasser) Bei Stauwasser entstehen reduzierende Bedingungen, die eine Verlagerung und Anreicherung von Fe2+ und Mn2+ zur Folge haben. Bei Rückgang des Stauwassers dringt Sauerstoff in die Aggregate ein, durch die Oxidation bilden sich im Aggregatinneren braunrote Oxide aus Fe3+ und Mn4+.
Extrovertierte Fe/Mn-Anreicherungen:
Gleye (permanentes Grundwasser) Im sauerstofffreien Gr-Horizont liegen Eisen und Mangan reduziert als Fe2+ und Mn2+ vor. Durch kapillaren Aufstieg gelangen die Ionen in den oxidierenden Go- Horizont, der luftgefüllte Poren besitzt, wo es zur Oxidation und damit zur Anreicherung von Fe3+ und Mn4+ an den Hohlraumwänden kommt.
X 27-Unter welchen Bedingungen bilden sich oberflächennahe Salz- Kalk- und Gipsanreicherungen, in welcher Reihenfolge erfolgt die Akkumulation?
Die Anreicherungen kommen durch Evaporation zu Stande, es wird daher ein warmes und niederschlagsarmes (arides) Klima benötigt. Ausfällung jedoch auch in kaltem Klima, durch Gefrieren des Wassers, möglich. Bei Kalk auch durch Erhöhung der Temperatur oder des pH-Wertes.
Die Abfolge der Anreicherung ist Kalk, Gips, Salz (zunehmendes Löslichkeitsprodukt).
X 28-Was versteht man unter Korngrößenklasse, was unter Textur?
Die Korngrößenklasse ist die Unterteilung von Bodenpartikeln nach ihrem Äquivalenzdurchmesser in die Fraktionen Sand, Schluff und Ton (beim Feinboden).
Die Textur ist die Bodenart, also die gesamte Korngrößenverteilung der Hauptbodenarten.
X 29-Benenne die Korngrößenklassengrenze von S,U,T.
Sand: 2000-63μm
Schluff: 63-2μm
Ton: <2μm
X 30-Was versteht man unter Lehm?
Eine Bodenart aus etwa gleichen Teilen S,U,T.
X 31-Von welchen Parametern ist die Korngröße eines Bodens abhängig?
Ausgangsmaterial und dessen Korngröße
Ausmaß der physikalischen und chemischen Verwitterung Korngröße der Neubildungen
Transportprozesse und Ablagerungsbedingungen
Faktor Zeit
X 32-Erläutern Sie die Summenkurven der Korngrößenverteilung.
Es wird der prozentuale Anteil der Fraktion in Abhängigkeit vom Korndurchmesser dargestellt. Der Verlauf der Kurve ist dabei kumulativ, sie endet stets bei 100%.
Beispiel Ut: die Kurve zeigt bei der Obergrenze der Tonfraktion einen Anteil von 12% an, bei der Obergrenze der Schlufffraktion 82% und erreicht die 100% im letzten Drittel der Sandfraktion.
X 33-Auf welche Bodeneigenschaften hat die Korngröße einen Einfluss, und führen Sie diesen kurz aus.
-Wasserverfügbarkeit: Korngröße hat Einfluss auf die Porengröße, daraus ergeben sich Matrixpotenziale, die darüber entscheiden, ob Wasser versickert oder durch Kapillarkräfte gehalten werden kann. Das pflanzenverfügbare Wasser (nutzbare Feldkapazität) hängt ebenso von der Porengröße ab.
-Bodenleben: Ist abhängig von der Durchlüftung und vom Porenvolumen.
-Bodengefüge: Wichtig für die Bearbeitbarkeit und Nutzung des Bodens.
-Druckfestigkeit und Verdichtbarkeit: Eignung als Bauuntergrund oder als Wegebaumaterial -KAK, Nährstoffverfügbarkeit, Sorptionsprozesse
X 34-Was verstehen Bodenkundler unter organische Substanz, Streustoffen, Huminstoffen?
Die Bodenkundler unterscheiden lebende Materie und abgestorbene Materie. Die Organische Substanz ist der Oberbegriff für alle abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Stoffe in und auf dem Mineralboden und deren Umwandlungsprodukte. Sie wird nach dem Grad der Umwandlung unterteilt in Streustoffe und Huminstoffe.
-Streustoffe: nicht oder nur schwach umgewandelt. Gewebestrukturen morphologisch erkennbar. Kurze Verweildauer im Boden.
-Huminstoffe: im Boden neu gebildete organische Verbindungen; stark umgewandelte (hochmolekulare) Substanzen ohne makroskopisch erkennbare Gewebestrukturen. Stabilisiert gegen Mineralisierung, lange Verweildauer im Boden. Braun bis schwarz gefärbt.
X 35-Wie sind Huminstoffe definiert?
Siehe oben. Huminstoffe werden außerdem unterschieden nach ihrem Löslichkeitsverhalten in Lauge. -Humine: in Lauge und Säure nicht löslich
-Huminsäuren: löslich in Lauge, Ausfällung bei Ansäuerung
-Fulvosäuren: löslich in Lauge und Wasser, keine Ausfällung
X 36-Welche Humusformen gibt es, wie werden diese unterschieden, erläutern Sie die Horizontsymbole.
Waldhumusformen: Mull, Moder, Rohhumus
Mull: L/Ah
Moder: L/Of/Oh/Ah bzw. Aeh
Rohhumus: L/Of/Oh/Ahe bzw. Aeh (mächtige L, Of und Oh Horizonte)
L=litter=Streu, kaum zersetzt
Of=organisch fermentiert: zerkleinerte Streureste, erkennbarer Huminstoffanteil Oh=organisch humifiziert: kaum makroskopische Streureste, Huminstoffe dominieren
X 37-Was bedeuten Mineralisation und Humifizierung?
-Mineralisation: Vollständige mikrobielle Zersetzung organischer Substanz zu anorganischen Stoffen (CO2, H2O, CH4, N2), dabei werden Nährelemente (Mg, Fe, N, S) freigesetzt und in mikrobielle Biomasse eingebaut. Die Redoxreaktionen setzen Energie frei, die die Mikroorganismen nutzen.
Die Mineralisation kann durch Aerobe Atmung, Anaerobe Atmung und Gärung erfolgen (sinkender Energiegewinn)
-Humifizierung: Aufbau von hochmolekularen Huminstoffen und Bindung organischer Substanzen im Boden, die zu einer Stabilisierung führen.
X 38-In welche Phasen wird der Abbau der organischen Substanz untergliedert? Bitte erläutern Sie die wesentlichen Merkmale.
1)Biochemische Initialphase: Biochemische Prozesse (Hydrolyse und Oxidation), die kurz nach dem Absterben einsetzen, ohne Zerstörung der Gewebestruktur. Mineralische Nährstoffe werden freigesetzt und ausgewaschen oder von Pflanzen aufgenommen.
2)Primärzersetzung: Mechanische Zerkleinerung der Streu durch Meso- und Makrofauna sowie Pilze, Zerstörung der Gewebestrukturen, Schaffung neuer Oberflächen. Einarbeiten der Streu in den Boden als Losung.
3)Sekundärzersetzung: Mikrobielle Zersetzung durch Mesofauna, Pilze und Bakterien (Verwesung). Hochmolekulare Verbindungen werden mit Enzymen in ihre Grundbausteine zerlegt. (Cellulose und Stärke-> Glucose; Hemicellulose-> Hexosen und Pentosen; Proteine-> Aminosäuren; Lignin-> aromatische Verbindungen)
Dadurch Aufbau mikrobieller Biomasse. 4)Mineralisierung und Humifizierung
X 39-Aus welchen chemischen Elementen ist die organische Substanz des Bodens im Wesentlichen aufgebaut? Nennen Sie typische durchschnittliche Gehalte.
C: 44-58% O: 42-46% H: 6-8% N: 0,5-4%
X 40-Reihen Sie die Komponenten der organischen Substanz nach der Abbaugeschwindigkeit: Lignin, Stärke, Cellulose, Zucker, Proteine.
Zucker>Stärke>Proteine>Cellulose>Lignin
X 41-Was versteht man unter der mikrobiellen Resynthese?*
Mikroorganismen sind am Wiederaufbau pflanzlicher Polysaccharide beteiligt und stabilisieren diese gegen weiteren Abbau.
X 42-In welcher Form kann organische Substanz im Boden stabilisiert vorliegen? Nennen Sie Beispiele.*
-als schwer abbaubare Huminstoffe
-als Ton-Humus-Assoziate/ organo-mineralische Verbindungen
-als eingeschlossene Anreicherungen im Aggregatinneren
X 43-Welche Stoffgruppen werden dem passiven Humuspool zugerechnet? In welchen Zeitrahmen findet hier eine Umsetzung statt?
Humifiziertes Material und Huminstoffe zählen zum passiven Pool. Die Umsetzung dauert hunderte bis tausende Jahre.
X 44-Aus welchen Bauelementen bestehen Huminstoffe, welche sind für die chemische Reaktivität entscheidend?
Kerne: Benzol, Pyridin, Chinon, Furan, Pyrrol, Naphtalin, Chinolin, Indol
Brücken: O, NH, N, CH2, CC
Funktionelle Gruppen: Carboxyl-, Hydroxyl-, Methoxyl-, Carbonyl-, Amino-Gruppen Die funktionellen Gruppen der Kerne entscheiden über die Reaktivität: -Säure/Base
-Kationen- und Anionentauscher
--Carboxylgruppen geben Protonen ab, wirken als Kationentauscher --Aminogruppen lagern Protonen an, wirken als Anionentauscher -Adsorbtion für Nähr- (Verlust) und Schadstoffe (Immobilisierung)
X 45-Definieren Sie Huminstoffe, Humine und Fulvosäuren.
-Huminstoffe: im Boden neu gebildete organische Verbindungen; stark umgewandelte (hochmolekulare) Substanzen ohne makroskopisch erkennbare Gewebestrukturen. Stabilisiert gegen Mineralisierung, lange Verweildauer im Boden. Braun bis schwarz gefärbt.
-Humine: in Lauge und Säure nicht löslich
-Huminsäuren: löslich in Lauge, Ausfällung bei Ansäuerung
-Fulvosäuren: löslich in Lauge und Wasser, keine Ausfällung
X 46-Welchen Faktoren beeinflussen den Gehalt der organischen Substanz im Boden?
-Alter des Bodens (schneller Anstieg der SOM, dann immer langsamer bis zum Höchstpunkt nach mehreren Tausend Jahren)
-Vegetations- und Klimazone (Tropen, Wüste, gemäßigte Zone)
-Umsatz- und Abbauraten
X 47-Für welche Bodeneigenschafen ist die organische Bodensubstanz entscheidend?
-Fruchtbarkeit des Bodens: Speicher für Nährstoffe durch Adsorption (KAK) und nachhaltige Freisetzung
-Entgiftung des Bodens: Schadstoffe werden immobilisiert durch Bindung oder Sorption an den Huminstoffen
-Bodenleben: heterotrophe Organismen gewinnen Energie aus der organischen Substanz, nutzen natürliche Wirkstoffe
-Bodenphysik: stabile Aggregatgefüge, hohe Wasserspeicherkapazität, Erwärmung durch dunkle Farbe, Vermehrung der Filter- und Pufferkapazität.
X 48-Was ist das Edaphon und wie ist es unterteilt?
Die Gesamtheit der lebenden aktiven Organismen unterteilt in: -Bodenflora: pflanzliche Organismen und Bakterien -Bodenfauna: tierische Organismen
X 49-Wie hoch ist ca. der Anteil der Bodenmikroflora in einem Oberboden eines Waldstandortes?*
etwa 5% des Edaphons
X 50-Von welchen abiotischen Faktoren wird das Leben im Boden bestimmt?
Sauerstoffgehalt, Wassergehalt, pH-Wert, Porenvolumen, Temperatur, Nährstoffverfügbarkeit, Schadstoffbelastung, Bodenchemie, Salinität
X 51-Welche Funktionen beim Abbau der organischen Substanz übernehmen Prokaryonten, Pilze, und Vertreter der Mesofauna und der Makro-/Megafauna?
-Makro-/Megafauna: Primärzersetzung, mechanische Zerkleinerung und Einarbeitung in den Boden -Mesofauna: ebenso Primärzersetzung
-Pilze: Abbau auch schwer abbaubarer organischer Substanz (Cellulose, Lignin, Huminstoffe) und setzen Nährstoffe (Mineralisierung) und niedermolekulare organische Verbindungen frei -Prokaryonten: Mineralisierung der organischen Substanz, auch anaerob
X 52-Welche besonderen Funktionen übernehmen Regenwürmer im Boden? Wie wird die Gruppe der Regenwürmer nach Lebensformen unterschieden?
Neben der Primärzersetzung und der Einarbeitung der Streu in den Boden, beteiligt sich der Regenwurm an der Bioturbation und bewirkt durch sein Tunnelsystem eine gute Bodenauflockerung- und Durchlüftung.
-epigäische Form: besiedelt die Streuschicht und Humusauflage (Lumbricus Rubellus)
-anözische Form: (Vertikalbohrer) fliehen zum Schutz und bei Trockenheit in tiefere Bodenschichten (Lumbricus Terrestris)
-endogäische Form: (Horizontalbohrer) besiedelt den oberen Mineralboden, und bildet ein Gangsystem in 3-5dm Bodentiefe (Apporechtodea Caliginosa)
X 53-Von welchen Gradienten wird das Vorhandensein und Leben von Mikroorganismen in Bodenaggregaten bestimmt?
Sauerstoff, Stickstoff, CO2, NOx, pH, Bodenwasser, Predation
X 54-Wo leben Bodenmikroorganismen in Böden? Bis in welche Porengrößen kommen Springschwänze, Haarwurzeln, Pilze und Bakterien vor?
Bodenmikroorganismen bewohnen Poren im Größenbereich 0,5-200μm Springschwänze bewohnen Poren im Größenbereich 150-5000μm
Haarwurzeln bewohnen Poren im Größenbereich 5-40μm Pilze bewohnen Poren im Größenbereich 2-70μm Bakterien bewohnen Poren im Größenbereich 0,5-5μm
X 55-Welche Bedeutung haben biologische Krusten in den Ökosystemen der Trockengebiete?
-Aufbau von Biomasse (Nahrung für Organismen)
-Stickstofffixierung (Düngung)
-Stabilisierung des Oberbodens (Verminderung der Erosion und der Besiedelung durch höhere Pflanzen)
-Ausscheiden von Schleimhüllen (Bindung äolisch transportierter Partikel)
-Verminderung der Wasserleitfähigkeit des Oberbodens (Erhöhung der Erosion)
-Veränderung der Bodenfarbe (Bodentemperatur)
X 56-Welche Funktionen übernehmen Bodenorganismen im Boden?
-Bioturbation
-Abbau organischer Substanz
-Nahrungs- und Nährstofflieferanten
-Veränderung der Bodenphysik und -Chemie
X 57-Wie können Bodenorganismen geschützt werden?
-Reduzierung der Bodenverdichtung und –Versiegelung -Reduzierung der Schadstoffbelastung
-naturnahe Nutzung der Flächen
-schonende Bodenbearbeitung
X 58-Was versteht man unter der Lagerungsdichte eines Bodens? Was ist im Unterschied dazu das spezifische Gewicht? Geben Sie eine Größenordnung für einen Boden mittlerer Lagerungsdichte.
Die Lagerungsdichte ist das Verhältnis der Trockenmasse zum Volumen des ungestörten Bodens. mittlere Lagerungsdichte: 1,4-1,6g/cm3
Das spezifische Gewicht betrachtet die vom Volumen eingeschlossene Gesamtmasse im Verhältnis zum Volumen.
X 59-Welche Bodenbestandteile wirken verkittend und beeinflussen damit auch das Hohlraumsystem des Bodens?
-organische Substanz
-Tonpartikel
-ausgefällte Ca, Mg-Carbonate
-Oxide/ Hydroxide
X 60-Benennen Sie Prozesse, die an Gefüge-Entstehung und Ausprägung beteiligt sind.
Chemische und physikalische Prozesse: -Flockung und Peptisation
-Quellen und Schrumpfen
-Kohäsion und Adhäsion
-Gefrieren und Auftauen (Hohlräume durch Eisbildung)
Biologische Prozesse:
-Wirkung der Wurzeln (Stabilisierung, Freisetzung organischer Substanz, Wurzelkanäle)
-Aktivität von Bodentieren (Höhlen und Gänge, Turbation, Ausscheiden stabilisierender Polymere) -Aktivität von Mikroorganismen (Lebendverbauung, Hyphen und Bindemittel, Abbau organischer Substanz, Humus als wichtiges Bindemittel)
Anthropogene Prozesse:
-Bodenbearbeitung und Düngung
X 61-Das Porenvolumen wird u.a. durch folgende Parameter beeinflusst: Kornform, Korngröße, Alter der Schüttung, einseitige Körnung, Tongehalt, Gehalt der organischen Substanz. Geben Sie jeweils an, in welche Richtung das Porenvolumen durch die Parameter verändert wird.
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X 62-Was ist der Unterschied zwischen Porenvolumen und Porenziffer?
Das Porenvolumen (oder Porosität n) ist das Verhältnis von Porenanteil (Vp) zum Bodenvolumen (Vg) während die Porenziffer (ε oder PZ) das Verhältnis von Porenanteil (Vp) zum Feststoffvolumen (Vf) ist.
X 63-Wodurch zeichnen sich sekundäre Bodenporen aus? Welche Prozesse tragen zur Entstehung von sekundären Bodenporen bei? (Stichworte)
Sekundäre Bodenporen sind Poren, die nachträglich im Boden entstanden sind, durch bodenbildende Prozesse wie:
-Quellung und Schrumpfung ton-schluff-haltiger Böden -Bioturbation
-Wurzel- und Tierröhren
-anthropogene Eingriffe (Pflügen)
Sekundäre Poren bilden oft das Grobporensystem (große Bedeutung für Luft- und Wasserhaushalt), können aber auch leicht zerstört werden.
X 64-Was versteht man unter Restschrumpfung?
Als Restschrumpfung bezeichnet man ein fortgeschrittenes Stadium der Schrumpfung, in dem die Schrumpfung nicht mehr im gleichen Maße proportional zur Wasserabgabe ist, sondern geringer ausfällt, da es zu Kornkontakten kommt.
