Q3 - Boden

Der Boden besteht aus 4 Komponenten: Organisches Material (Humus, Edaphon), Anorganisches Material (Mineralien, Tonminerale), Wasser (Kapillar-, Haft-, Sickerwasser), Bodenluft (in luftgefüllten Poren)

Gesamtheit der Bodenlebewesen – Flora, Fauna, Bakterien, Pilze

Aufgaben:
1. Mechanische Zerkleinerung (Kauen & Verdauen) → Zerstörung der Zellen
2. Mikrobieller Abbau des organischen Materials → Humifizierung & Mineralisierung

Umwandlung von organischem Material zu Huminstoffen
- keine Zellstruktur mehr erkennbar,
- keine Verfärbung,
- sehr nährstoffreich (150–500 Mäq/100g);

Vollständiger mikrobieller Abbau organischer Substanz → Pflanzennährstoffe (C, N, P, K, Ca...) werden als Kationen freigesetzt → fördert Bodenfruchtbarkeit & Nährstoffverfügbarkeit

Durch Verwitterung des Ausgangsgesteins:
enstehen Tonminerale (Algen, Flechten)
&
Pflanzennährstoffe werden freigegeben (in Form von Kationen)
binden an den Tonmineralien, was die KAK positiv beeinflusst und Fruchtbarkeit fördert.

Maß für die Fähigkeit des Bodens, Nährstoffkationen (K⁺, Ca²⁺, NH₄⁺...) zu speichern und an Pflanzen abzugeben

hohe KAK = nährstoffreicher, fruchtbarer Boden;
beeinflusst durch Tonmineraltyp & Humusgehalt

4 Wasserformen:
1. Adsorptionswasser (Bildung von Dipolen --> Wasserhüllen um Bodenteilchen),

2. Haftwasser (bleibt in Poren),

3. Sickerwasser (fließt ab → Grundwasser),

4. Kapilarwasser (Dipole des Adsorptionswassers hält Wasser in Poren fest)

Maß für die Bindungsstärke des Wassers im Boden

– je höher der pF-Wert, desto fester ist das Wasser gebunden und desto schwerer für Pflanzen verfügbar

Feldkapazität
ist pf > 2,5 = maximale Wassermenge, die der Boden nach Versickerung des Sickerwassers gegen die Schwerkraft halten kann → optimaler Bereich für Pflanzenwachstum

Welkepunkt (Sicht der Pflanze) / Totwasser (Sicht des Wassers)
Bodenwasser ist so stark gebunden, dass Pflanzen es nicht mehr aufnehmen können → Pflanze welkt dauerhaft
Dieser Punkt ist meistens ab pF > 4,2 erreicht

Boden ist in Schichten (Horizonte) gegliedert
Von oben nach unten:
O-Horizont → A-Horizont → B-Horizont → C-Horizont → Bedrock (Ausgangsgestein)

- = organischer Auflagehorizont
- Oberste Schicht des Bodens
- Besteht aus organischem Material (Humus & Streu)
- Enthält unzersetzte und teilweise zersetzte Pflanzenreste (Laub, Nadeln, Zweige)
- Lebensraum für Bodenorganismen (Pilze, Bakterien, Insekten)
- Schützt den Boden vor Erosion
- Speichert Wasser und reguliert Bodentemperatur
- Wichtig für Nährstoffkreislauf
- Besonders ausgeprägt in Wäldern

- = Auswaschungshorizont
- Mischung aus mineralischen Bestandteilen und Humus
- Reich an Nährstoffen
- Wichtigster Horizont für Pflanzenwachstum
- Dunkel gefärbt durch organisches Material
- Hohe biologische Aktivität (Wurzeln, Mikroorganismen, Bodentiere)
- Unterliegt Auswaschung (Verlagerung von Stoffen in tiefere Schichten)
- Auch "Mutterbodenschicht" genannt

- = Anreicherungshorizont
- Mineralischer Horizont mit wenig organischem Material
- Heller gefärbt als A-Horizont
- Anreicherung von aus dem A-Horizont ausgewaschenen Stoffen (Ton, Eisen, Aluminium, Humus)
- Dichtere Struktur als A-Horizont
- Weniger Wurzeln und biologische Aktivität
- Wichtig für Wasserspeicherung
- Kann verschiedene Farben aufweisen (braun, rot, gelb) je nach Mineralgehalt

- = Ausgangsgestein oder Muttergestein
- Besteht aus verwittertem Gestein
- Kaum organisches Material vorhanden
- Keine Pflanzenwurzeln
- Wenig bis keine biologische Aktivität
- Noch nicht oder nur schwach von Bodenbildungsprozessen beeinflusst
- Material, aus dem sich die oberen Horizonte entwickelt haben
- Übergang zum festen Grundgestein

- Verschlechterung der Bodenqualität durch natürliche oder menschliche Einflüsse
- Verlust von Fruchtbarkeit und Produktivität des Bodens
- Ursachen:
- Erosion (Wind, Wasser)
- Verdichtung
- Versalzung
- Nährstoffverlust
- chemische Kontamination

- Folgen:
- Verminderte landwirtschaftliche Erträge
- Verlust der Biodiversität
- Beeinträchtigung des Wasserhaushalts

- Abtragung von Boden durch Wind oder Wasser
- Verlust der obersten, fruchtbaren Bodenschicht
- Ursachen:
- Starke Regenfälle oder Wind
- Fehlende Vegetationsdecke
- Intensive Landwirtschaft
- Hanglagen ohne Schutzmaßnahmen
- Folgen:
- Verlust von Nährstoffen und Humus
- Verminderte Bodenfruchtbarkeit
- Verschlammung von Gewässern
- Wüstenbildung in extremen Fällen

- Erhöhte Konzentration von Nitrat (NO₃⁻) im Boden und Grundwasser
- Hauptsächlich verursacht durch intensive Landwirtschaft
- Ursachen:
- Übermäßige Düngung mit Stickstoff
- Gülle aus Massentierhaltung
- Intensive Bewirtschaftung
- Unzureichende Aufnahme durch Pflanzen
- Folgen:
- Verunreinigung des Grundwassers
- Gesundheitsrisiken für Menschen (besonders Säuglinge)
- Eutrophierung von Gewässern
- Verlust der Trinkwasserqualität
- Hohe Kosten für Wasseraufbereitung
- Nitrat wird durch Auswaschung aus dem Boden in tiefere Schichten und ins Grundwasser transportiert

- Erhöhte Konzentration von Treibhausgasen (CO₂, Methan, Lachgas) in der Atmosphäre
- Im Boden verursacht durch:
- Intensive Landwirtschaft und Düngung (Lachgas N₂O)
- Zersetzung organischer Substanz unter Sauerstoffmangel (Methan CH₄)
- Umwandlung von Grünland in Ackerland (CO₂-Freisetzung)
- Bodenbearbeitung (setzt gespeicherten Kohlenstoff frei)
- Folgen:
- Verstärkung des Treibhauseffekts
- Klimawandel und Erderwärmung
- Verlust von Kohlenstoffspeicherung im Boden
- Langfristige Schädigung der Bodenfruchtbarkeit
- Böden können sowohl Quelle als auch Senke für Treibhausgase sein
- Nachhaltige Bodenbewirtschaftung kann Treibhausgasemissionen reduzieren