Bodenkunde: Untersuchungsmethoden Und Ihre Anwendungen

ISBN-13: 9783642638480 / Niemiecki / Miękka / 2013 / 614 str.

David L. Rowell; M. Borsch-Supan; Jean C. Munch

Opis

Fruchtbarer Boden wird mit zunehmendem Bevolkerungsdruck und wachsendem Nahrungsmittelbedarf immer knapper. Ein verantwortungsvoller Umgang mit dieser essentiellen Ressource ist daher dringend notwendig. Mit der Ubersetzung der erfolgreichen Bodenkunde von Rowell liegt nun ein praktisches Lehr- und Methodenbuch vor, mit dem samtliche Bodeneigenschaften gemessen und bewertet werden konnen. Neben den bodenkundlichen Grundlagen werden die Prinzipien der Meverfahren und deren Durchfuhrung ausfuhrlich beschrieben. Auswertung und Interpretation der Medaten wird durch Rechenbeispiele und Ubungsaufgaben erleichtert. Mit den zahlreichen praktischen "Ubungen im Feld" lassen sich die Labormethoden auch ohne aufwendige Mittel direkt in die Praxis ubertragen.

Spis treści

1 Böden im Gelände.- Bodenbildung.- Bodennutzung.- Messung von Bodeneigenschaften.- 1.1 Der Einsatz von Schürfgruben.- 1.1.1 Auswahl eines geeigneten Standorts.- 1.1.2 Ausheben der Schürfgrube.- 1.1.3 Entnahme von Bodenproben.- 1.1.4 Räumliche Variabilität von Böden.- 1.2 Quantitative Abschätzung von Bodeneigenschaften im Gelände.- 1.2.1 Körnung des Bodens (Textur).- 1.2.2 Skelettgehalt.- 1.2.3 Porosität und Wasserleitfähigkeit.- 1.2.4 Calciumcarbonatgehalt: Bestimmung im Gelände.- 1.3 Probenahme im Gelände bzw. auf einer Versuchsparzelle.- 1.4 Übungsaufgaben.- 2 Mineralische Bestandteile des Bodens.- Betrachtung der Bodenbestandteile.- Boden-Dünnschliffe.- Korngrößenverteilung und Bodentextur.- 2.1 Verwitterung von Gesteinen und Neubildung pedogener Minerale.- 2.2 Tonminerale und Sesquioxide.- 2.2.1 Tonminerale.- 2.2.2 Sesquioxide.- 2.3 Bodenart und Körnungsanalyse.- 2.3.1 Kornfraktionen (Bodenartengruppen).- 2.3.2 Standardmethode der Korngrößenanalyse.- 2.3.3 Summenkurven und die Darstellung der Daten.- 2.4 Bestimmung des Carbonatgehalts.- 2.5 Chemische Gleichungen, Stoffmengen und Titrationen.- 2.6 Praktische Übungen.- 2.7 Übungsaufgaben.- 3 Organische Bodensubstanz.- Lebendes Bodenmaterial: Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen.- Abgestorbenes organisches Material.- Organischer Stickstoff.- Verwendung von Laborwerten für Freilanduntersuchungen.- 3.1 Gewinnung und Untersuchung von Wurzelmaterial.- 3.2 Bestimmung der mikrobiellen Biomasse.- 3.3 Bestimmung des Wassergehalts und Glühverlusts.- 3.4 Oxidierbarer Kohlenstoff und organische Substanz — die Dichromatmethode.- 3.5 Abbaukinetik der organischen Substanz.- 3.6 Bestimmung des organischen Stickstoffs.- 3.7 Umrechnung von Laborwerten in Freilandwerte.- 3.8 Zuverlässigkeit von Daten.- 3.9 Praktische Übungen.- 3.10 Übungsaufgaben.- 4 Bodengefüge.- Porensysteme.- Gefügestabilität.- 4.1 Dichte der festen Bodenbestandteile.- 4.2 Bestimmung der Lagerungsdichte und des Porenvolumens.- 4.3 Bodenquellung und -Schrumpfung.- 4.4 Wirkung von Fahrzeugen und Bodenbearbeitungsgeräten auf das Porenvolumen.- 4.5 Praktische Übungen.- 4.6 Übungsaufgaben.- 5 Bodenwasser.- Bodenwassergehalt.- Wasserspeichervermögen.- Wasserspannungskurve.- Wasserbewegung.- Kombinierte Wirkung der Saugspannung und Wasserbewegung auf die Wasserversorgung von Pflanzen.- 5.1 Methoden der Messung und Darstellung des Bodenwassergehalts.- 5.2 Messung der Bodensaugspannung.- 5.2.1 Grundlagen.- 5.2.2 Messung der Bodenwasserspannung.- 5.3 Bestimmung der Wasserspannungskurve.- 5.4 Bodenwasserpotential und die Richtung der Wasserbewegung.- 5.4.1 Fallstudie: Bodenwasserdynamik in der Savanne der Sahelzone.- 5.5 Wasserleitfähigkeit und Geschwindigkeit der Wasserbewegung.- 5.5.1 Messung der hydraulischen Leitfähigkeit.- 5.5.2 Fortsetzung der Fallstudie: Bodenwasserdynamik in der Savanne der Sahelzone.- 5.6 Praktische Übungen.- 5.7 Übungsaufgaben.- 6 Bodenluft — Angebot und Bedarf.- Messung der Bodenatmung.- Bodenatmung: Sauerstoffzufuhr und Kohlendioxidabtransport.- Pflanzenwachstum in überfluteten Böden.- 6.1 Respirationsraten, Kohlenstoffverlust und Temperaturwirkungen.- 6.2 Laborbestimmung der Respirationsrate der mikrobiellen Biomasse.- 6.3 Mikrobielle Aktivität in Böden.- 6.4 Messung des luftgefüllten Porenvolumens.- 6.5 Prognosen der Bodendurchlüftung.- 6.6 Chemie der aeroben und anaeroben Bodenatmung.- 6.6.1 Aerobe Bodenatmung.- 6.6.2 Anaerobe Bodenatmung.- 6.6.3 Redoxpotentiale.- Numerische Beziehungen.- 6.7 Messung des Redoxpotentials.- 6.8 Fragen zum Naßreisanbau.- 6.9 Praktische Übungen.- 6.10 Übungsaufgaben.- 7 Partikeloberflächen und Bodenlösung.- Lösung und Fällung.- Adsorption und Desorption.- 7.1 Negative Ladungsplätze auf der Humusoberfläche.- 7.2 Messung austauschbarer Kationen und der KAK neutraler Böden.- 7.2.1 Bestimmung des austauschbaren Calciums.- 7.3 Messung austauschbarer Kationen und der effektiven Kationenaustauschkapazität (KAKeff) saurer Böden.- 7.4 Bestimmung der Zusammensetzung der Bodenlösung.- 7.5 Oberflächenladung und Anionensorption an Sesquioxiden und Tonmineralen.- 7.6 Messung der Anionen- und Kationenaustauschkapazität in Böden variabler Ladung.- 7.7 Praktische Übungen.- 7.8 Übungsaufgaben.- 8 Bodenacidität und Bodenalkalität.- Beschaffenheit der Bodenacidität.- Entstehung der Bodenacidität.- Bodenversauerung unter natürlicher Vegetation.- Auswirkungen der Bodenversauerung.- Versauerung in landwirtschaftlichen Systemen.- Bodenkalkung.- Alkalische Böden.- 8.1 Bedeutung und Bestimmung des pH-Werts.- 8.2 Messung der Basen- und Aluminiumsättigung.- 8.3 Chemische Reaktionen in sauren und alkalischen Böden.- 8.3.1 Bodenacidität.- 8.3.2 Bodenalkalität.- 8.4 Pufferkapazität von Böden und ihre Bestimmung.- 8.5 Ermittlung des Kalkbedarfs.- 8.6 Praktische Übungen.- 8.7 Übungsaufgaben.- 9 Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen — Kalium, Calcium und Magnesium.- Kaliumverfügbarkeit.- Calciumverfügbarkeit.- Magnesiumverfügbarkeit.- 9.1 Chemische Extraktion des verfügbaren Kalium, Magnesium und Calcium.- 9.1.1 Kalium.- 9.1.2 Magnesium.- 9.1.3 Calcium.- 9.2 Topfversuche — Techniken und Durchführung.- 9.3 Analyse von Pflanzenmaterial.- 9.3.1 Bestimmung von Kalium im Pflanzenextrakt.- 9.4 Messung und Verwendung von Kaliumaustauschisothermen.- 9.5 Kaliumbilanz im Feld.- 9.6 Regression und Korrelation.- 9.7 Praktische Übungen.- 9.8 Übungsaufgaben.- 10 Phosphor und Schwefel.- Phosphor.- Schwefel.- 10.1 Bestimmung des Phosphats in der Bodenlösung.- 10.2 Adsorptions- und Desorptionsisothermen für Phosphat.- 10.3 Boden-P-Extraktion mit Natriumhydrogencarbonat (Olsen-Methode) und Bestimmung des Verfügbarkeitsindex.- 10.4 Phosphorbestimmung in Pflanzenmaterial.- 10.4.1 Pflanzenphosphor.- 10.5 Schwefelbestimmung in Boden- und Pflanzenmaterial.- 10.6 Praktische Übungen.- 10.7 Übungsaufgaben.- 11 Stickstoff.- Stickstoffdynamik.- Angebot und Bedarf: Stickstoffbilanz.- Auswirkungen auf die Umwelt.- 11.1 Bestimmung des mineralischen Stickstoffs in Böden.- 11.2 Stickstoffbestimmung in Pflanzenmaterial.- 11.3 Labormethoden zur Untersuchung der Mineralisierung.- 11.3.1 Vorhersage der Stickstoffverfügbarkeit durch Inkubation im Labor.- 11.3.2 Umwandlungsprozesse des Stickstoffs.- 11.3.3 Alternative Bestimmungsmethoden für Nitrat und Ammonium.- 11.4 ADAS-Stickstoff-Verfügbarkeitsindex.- 11.5 Methoden zur Untersuchung der Nitratauswaschung.- 11.6 Praktische Übungen.- 11.7 Übungsaufgaben.- 12 Verfügbarkeit von Wasser in Böden.- Infiltration und Oberflächenabfluß.- Evaporation aus dem Boden.- Verdunstung aus den Pflanzen.- Blattwasserpotential.- Pflanzenverfügbares Wasser.- Bodenwasserdefizite und Bewässerungsbedarf.- 12.1 Bestimmung der Wasserverluste aus Böden.- 12.2 Schätzung des Wasserverbrauchs von Kulturpflanzen.- 12.3 Das Bucket-Modell des Bodenwasserhaushalts.- 12.4 Praktische Übungen.- 13 Bodenfruchtbarkeit.- Produktivitätspotential.- Erträge und Wechselwirkungen.- Bodenfruchtbarkeit und ihre Erhaltung.- 13.1 Topf- und Freilandmethoden zur Untersuchung von Erträgen und Wechselwirkungen.- 13.2 Das Broadbalk-Experiment.- 13.3 Management und organische Substanz sowie Fragen zum organisch betriebenen Landbau.- 13.4 Messung von Leguminosenwachstum und Stickstoff-Fixierung.- 13.5 Waldrodung und Wanderfeldbau.- 13.5.1 Veränderungen der Bodeneigenschaften infolge Rodung.- 13.6 Übungsaufgaben.- 14 Salz- und natriumhaltige Böden.- Bodenversalzung.- Probleme aufgrund hoher Natriumgehalte.- Management salz- und natriumhaltiger Böden.- Salzgehalt in Gewächshäusern.- 14.1 Analyse der Zusammensetzung des Bewässerungswassers.- 14.2 Herstellung eines Sättigungsextrakts und Analyse des Salz- und Natriumgehalts.- 14.2.1 Salzgehalt des Bodens.- 14.2.2 Natriumgehalt des Bodens.- 14.3 Bestimmung der Salztoleranz von Pflanzen durch Topfversuche.- 14.3.1 Bodenexperimente.- 14.3.2 Sandkulturversuche.- 14.3.3 Freilandversuche.- 14.4 Quellung und Dispersion von Tonen.- 14.5 Labormessung des Natriumeinflusses auf Tonquellung und hydraulische Leitfähigkeit.- 14.6 Zur Auswaschung erforderliche Wassermenge, Wassermischung und Zugabe von Gips.- 14.6.1 Zur Auswaschung erforderliche Wassermenge.- 14.6.2 Verbesserung der Qualität des Bewässerungswassers.- 14.7 Leitfähigkeitsindex für Böden und Komposte in Gewächshäusern (ADAS-Verfahren).- 14.8 Praktische Übungen.- 14.9 Übungsaufgaben.- 15 Pestizide und Metalle.- Umweltverhalten von Pestiziden.- Potentiell toxische Elemente in Böden.- 15.1 Einfluß von Unkräutern auf den Ernteertrag.- 15.2 Phytotoxizität und Herbizidpersistenz in Böden.- 15.3 Adsorption von Pestiziden in Böden.- 15.4 Mobilität von Pestiziden und ihre Auswaschung ins Grundwasser.- 15.4.1 Adsorption und Pestizidmobilität.- 15.4.2 Adsorption, Abbau und Pestizidmobilität.- 15.4.3 Modell zur Simulation der Pestizidauswaschung.- 15.5 Bestimmung von Metallen in Böden: Toxizität und Mangel.- 15.5.1 Toxizitäten.- 15.6 Praktische Übungen.- 15.7 Übungsaufgaben.- Epilog.- Anhang 1 Symbole, Einheiten und Sonstiges.- Anhang 2 Molmassen ausgesuchter Elemente.- Anhang 3 Das Bucket Modell.- Anhang 4 Farbtafeln.