Pedosphäre (organische Bestandteile)
Pedosphäre,Einführung in die Bodenkunde von Ruben Kretzschmar, HS 2013 ETHZ
Pedosphäre,Einführung in die Bodenkunde von Ruben Kretzschmar, HS 2013 ETHZ
Kartei Details
| Karten | 23 |
|---|---|
| Lernende | 13 |
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Naturkunde |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 19.06.2014 / 15.02.2021 |
| Weblink |
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Ordne die 3 Bodentypen(Acker-,Wald- und Moorboden) nach steigendem Humusgehalt
Ackerböden(1-5% A-Horizont)<Waldböden(3-20%)<Moorböden(30-100%)
=>meisten Böden relativ wenig organisches Material im Vergleich zur ganzen Masse des Bodens
org. Material wichtiger Speicher und Teil des Kreislaufes der Nährelemente für Pflanzen
~90% des Stickstoffes(Huminstoffe,Aminosäuren,Aminozucker), 20-65% des (Huminstoffe,Nukleinsäuren,Phospholipide u.a.) und 65-95% des Schwefels(Cystin,Huminstoffe) liegen org. Bindungsformen vor
Wie kann man organische Substanz in organischen Kohlenstoff umrechnen?
Faustregel: org.Substanz=1.8*org. Kohlenstoff [in Gew%]
Erkläre die Begriffe Biomasse und Streustoffe
Biomasse: alle lebenden Organismen im Boden, nicht Teil der org. Bodensubstanz
Sreustoffe: abgestorbene Gewebeteilchen die nicht oder nur schwach zersetzt sind. Gewebestrukturen müssen noch klar erkennbar sein.(biol:Blätter, Nadeln... und chem.:Proteine,Fette,Wachse,Cellulose->häufigste org.Verbindung der Welt)
Erkläre die Begriffe Humus, Huminstoffe und Nicht-Huminstoffe
Humus:alles tote org. Material ohne die Streusoffe und setzt sich aus Humin- und Nicht-Huminstoffen zusammnen. Es sind keine Gewebsstrukturen mehr erkennbar.
Huminstoffe(70-80%): stark umgeformte mit keiner fest definierten chem.Struktur, dunkle,meist hochmolekulare Stoffe die durch den Ab- und Umbau der Streustoffe durch Mikroorganismen entstanden sind.Sie werden nach ihrer Löslichkeit weiter unterteilt.
Nicht-Huminstoffe(20-30%):alle Stoffe/Verbindungen die eine bekannte/definierte chem.Struktur besitzen(z.B. Aminosäuren,Lignin,Protein...)
Wie lauten die weitere Unterteilung der Huminstoffe?Tendenzen in C-,O- und N-Gehalt?
Humine: unlöslich in NaOH und HCl
Huminsäure: löslich in NaOH aber unlöslich in HCl
Fulvosäuren: löslich in NaOH und HCl (->verantwortlich für braunfärbung von Flüssen,gut Wasserlöslich,geringes Molekulargewicht,mehr Säuregruppen als Huminsäure sondt sehr ähnlich
C-Gehalt. Humine>Huminsäuren>Fulvosäuren
O-Gehalt: " < " < "
N-Gehalt: " > " > "
Nenne wichtige Funktionen der org. Substanz in Böden?
Chem./biol.: Nährstoffquelle, Nahrung für Bodenorganismen, Komlexierung von toxischen Metallen(z.B. Al+3), pH-Puffer
phys.: Erhaltung und Verbesserung der Bodenstruktur, Erhöhung der Wasserspeicherfähigkeit, Verbesserung des Wasser- und Lufthaushaltes dank stabilen Bodenaggregaten, effizientere Erwärmung des Bodnes dank dunkler Färbung
Welche Phasen durchlaufen die Streustoffe während dem Abbau?
==>Grundlage ist der Kohlenstoffkreislauf
1.Absterbephase/Seneszenz: Pflanzeneigene Enzyme bewirken eine hydrolitische Spaltung und Oxidation von polymeren Substanzen (z.B. Proteine->Aminosäuren, Stärke->Zucker...)
2.Auswaschungsphase:Zellmembranen verlieren ihre Funktion und die löslichen Stoffe(Zucker,ionen...) darin werden ausgewaschen. Dies führt zu einer schnellen Vermehrung von Mikroorganismen die diese Stoffe abbauen.
3.Zerkleinerung: Primärzersetzer(Regenwürmer,Asseln,..)zerkleinern die Streu und mischen diese mit anorg.Boden. Das Material und Kot wird dann von Sekundärzersetzer weiter verwerted.
4.Mirobielle Phase: Mikroorganismen verwerten das stark zerkleinerte Material enzymatisch und es kommt zur Mineralisierun und Humifizierung
Ordne die Leguminosen,Laubstreu,Zwergstrauch,Gräser und Nadelstreu nach der Abbauresistenz
==>je grösses C/N-Verhältnis d.h.meist N-limitiert desto schwerer Abbaubar und desto mehr Lignin&Cellulose
Leguminosen<Gräser<Laubstreu<Nadelstreu<Zwergstrach
Ordne die Inhaltsstoffe Proteine,Zucker,Lignine,Wachse/Harze,Pektine,Cellulose nach steigender Abbauresistenz
Zucker<Proteine<Pektine<Cellulose<Lignine<Wachse/Harze
was ist das Edaphon?Welche Organismen überwiegen?
Edaphon=Bodenfauna+Bodenmikroflora
1 Rang: unterirdische Pflanzenorgane 50% der Biomasse
2 Rang: Pilze 29% "
3 Rang:Bakterien 13% "
4 Rang: Regenwürmer 5% "
.
.
.
11 Rang: Algen < 0.1% "
Weshalb sind Regenwürmer wichtig für den Boden?
-tragen dzur Durchmischung des Bodens bei(Bioturbation)
-Wurmröhren->bessere Durchlüftung,Entwässerung und Struktur(stabile Bodenaggregate)
-tragen zum Stoffkreislauf und Mobilisierung von nährstoffen bei
=>3 Arten Vertikal-, Horizontal- und Streubohrer
Wie gross ist der Beitrag der Bodenfauna zur Bodenatmung (in%)?
totale Bodenatmung (100%)=9%Fauna durch Fauna & 91% durch Mikroflora
==>Fauna trägt sehr wenig zur Bodenatmung bei
Merkmale und Eigenschaften von Huminstoffen
- dunkle Färbung->können viel Licht absorbieren
- können Wurzelwachstum verstärken->Düngereinsatz
- keine definierte chem.Struktur
- sehr heterogen
- negative Ladungen(Carboxyl-&penolische OH-Gruppen)->könne so Nährstoffe pflanzen verfügbar Speichern
-molekular Gewicht umstritten->bestehen aus kleinen Molekülen die mit H-Brücken Aggregate bilden
-gute Wasserspeicherer(quellen)
-durch hydrophobe Teile können org. Schadstoffe absorbiert werden (Pestizide,...)
==>wichtig für Nährstoffspeicherung,Mobilität von Spurenelementen,Wasserspeicherung und Schutz vor Bodenverschmutzung
Welche Rolle spielen Böden im Globalem C-Kreislauf?
Bödne können als grosse Speicher/Senken für Kohlenstoff wirken (1580 Gt C).Jedoch könne sie auch als Quellen für CO2 wirken z.B. Torf Gewinnung, Auftauen von Permafrostböden,Bodenatmung
=>Nutzungsänderung der Böden kann zu einer Erhöhung der Spercherkapazität oder zu einer verstärkten freisetzung führen
Wann wirken Böden als Senken oder Quellen? Wie sieht es in Ackerböden aus?
=>Kohlenstoffbilanz positiv->Senken, Kohlenstoffbilanz negativ->Quellen
delta C(Kohlenstoffbilanz)=Z(Zufuhr)-A(Abbau)
in Ackerböden weniger org. Substanz,grosse Abbau-/Umsatzraten gewünscht->hohe Mikroorganismenaktivität->gute Bodenstruktur
Welche Faktoren wirken hemmend auf den Abbau von org. Material?
-schwer abbaubare Streu
-Nährstoffarmut
-niedriger pH-Wert
-Sauertsoffmangel
-Kälte
-Trockenheit
==>vorallem in kühlen bis kalten,humiden Kilmazonen(Podsole->niedriger pH & Moore->Sauerstoffmangel wegen Nässe)
Was versteht man unter Humusform? Welches sind die drei Formen?
Diese beschreibt die Art und die Verteilung des organischem Materials im Boden. Sie zeigt die Dynamik und Prozesse des Streuabbaus auf.
Mull, Moder und Rohhumus (es sind auch Mischformen zwischen den 3 Typen möglich z.B. modriger Rohhumus)
L-Horizont: Streuhorizont(litter),schlecht oder gar nicht abgebaute Pflanzenteile
Of-Horizont: Fermentierungshorizont,Auflagehorizont aus stark abgebauter Stre (viele Pilzhyphen,Kot)
Oh-Horizont: Humifizierungshorizont,schwarz-braune Farbe,alles humifiziert und keine Gewebeteilchen mehr erkennbar
Ah-Horizont: oberster Mineralbodenhorizont mit Huminstoffen (dunkle Färbung)
Eigenschaften und Merkmale der terrestrischen Humusformen?
Mull: gemäsigtes Klima,gute Streu,hohe biol. Aktivität,gute Nährstoffverhältnisse,Streu schnell zersetzt,lockeres Krümelgefüge, Oberboden gut durchlüfted,alkalisch bis leicht sauer =>Wiesenböden und nährstoffreiche Waldböden,Steppen
Moder: mässig bis saure Waldböden,kühl-feuchtes Klima,nur langsame Vermischung von org. Material mit Mineralboden,leicht gehemmte biol.Aktivität,wenige Bodentiere,schlechte Durchlüftung=>Laub-und Mischwälder
Rohhumus:nährstoffarme Böden,schlecht abbaubare Streu,kaum Bodentiere,eher kühles Klima, praktisch keine Durchmischung mit Mineralboden->mächtige org.Aufflage => Unter Fichten und Zwergsträuchern zu finden, die organischen Auflagen im Rohhumus sind sehr stark sauer
--> C/N verhältnis: Mull < Moder < Rohhumus --> bei Rohhumus also N sehr limitierend deshalb schlecht abbaubar!
Wie wirkt sich die Bodenbearbeitung auf den Humusgehalt im Boden aus?(Unterrichtsfrage)
Durch die Bodenbearbeitung(pflügen..) kommz mehr Luft in den Boden(bessere Durchlüftung) und somit werden die Abbauprozesse beschleunigt. Der Boden wird gleichzeitig Erosionsempfindliche, Humus wird ausgewaschen und die Bodenfolra und Fauna wird massiv gestört
Wie lauft die Torfbildung ab?
=>Subhydrische Humusform
nur unter ständiger Wassersättigung->Sauerstoffmangel hemmt Abbau org. Substanz (->Bildung von Mooren)
Beschreibe die zwei Moortypen?
Niedermoor: nährstoffreich,Anschluss an das Grundwasser,laufend Nährstoffe von aussen eingetragen, neutral bis leicht sauer
Hochmoor: kühl-feuchtes Klima,Bildung von Torfmoos, kein Anschluss an das Grundwasser,durch Regen gespiesen,nährstoffarm,sauer
