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Modul: Boden - Informationen
Kapitel: Bodenkörper
Seitentitel: Bodengefüge

Als Bodengefüge oder Bodenstruktur wird die räumliche Anordnung der unregelmäßig geformten festen mineralischen und organischen Bodenbestandteile bezeichnet, durch die das ganze Bodenvolumen in das Volumen der festen Bodensubstanz, das sogenannte Substanzvolumen und in das Porenvolumen differenziert wird.

Substanzvolumen und Porenvolumen des Bodens

Abhängig von der Bodenart, dem Gehalt an organischer Substanz, der Tätigkeit der Bodenorganismen (z.B. Bioturbation) sowie von Art und Grad der Zusammenlagerung von mineralischen und organischen Boden-komponenten (s. Gefüge-Formen und ihre Entstehung) zeigen die verschiedenen Böden sehr unterschiedliche Aufteilungen des Bodenvolumens.

Von dieser Aufteilung des Bodenvolumens sind der Wasser-, Luft-, Wärme- und Nährstoffhaushalt, die Durchwurzelbarkeit und die Bearbeitbarkeit sowie die Verlagerungsprozesse bei der Bodengenese abhängig.

Weitere Informationen:
  Substanzvolumen
  Porenvolumen
  Gefüge-Formen und ihre Entstehung
  Bodenprofile
  Bodentypen

Literatur:
AG BODEN (1994): Bodenkundliche Kartieranleitung. Hannover
BERGSTEDT, C./ DIETRICH, V./LIEBERS, K.(Hg.). (1998): Boden. Naturwissenschaften Biologie-Chemie-Physik. Berlin:Volk und Wissen
ENSSLIN, W./ KRAHN, R./ SKUPIN, S. (2000): Böden untersuchen. Wiebelsheim: Quelle & Mayer
GISI, U. et al. (1997): Bodenökologie. Stuttgart - New York: Thieme
HINTERMAIER-ERHARD, G./ ZECH, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke.
SCHROEDER, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten.Berlin; Stuttgart: Borntraeger


Substanzvolumen

Als Substanzvolumen des Bodens (SV) wird das Volumen aller festen Bodenbestandteile (= Bodenmatrix) bezeichnet. Es ergibt sich aus der Differenz zwischen Bodenvolumen (BV) und Porenvolumen (PV): SV = BV - PV.

Je nach Qualität der Festsubstanz des Bodenkörpers unterscheidet man zwischen mineralischer und organischer Bodensubstanz, die aber in der Regel in der Bodenmatrix in gemischter Form vorliegt.


Porenvolumen

Als Porenvolumen (PV) wird der Anteil der mit Luft bzw. Gas und/ oder Wasser bzw. Bodenlösung gefüllten Poren (= Bodenhohlräume) am Bodenkörper bezeichnet. Es ergibt sich aus der Differenz zwischen Bodenvolumen (BV) und Substanzvolumen (SV): PV = BV - SV.

Das Porenvolumen wird durch Poren unterschiedlicher Größe und Gestalt differenziert:

Grobporen: mittlerer Durchmesser > 10 µm, Sickerwasser führend, nach Abzug des Sickerwassers mit Luft gefüllt;
Mittelporen: Ø 10 - 0,2 µm, verfügbares Haltwasser haltend, bei Austrocknung mit Luft gefüllt;
Feinporen: Ø < 0,2 µm, nicht verfügbares Haftwasser haltend, nur bei starker Austrocknung mit Luft gefüllt.

Abhängig von der Größe der Poren enthält das Porenvolumen unterschiedliche Anteile an gasförmigen Bestandteilen (Bodenluft) und flüssigen Bestandteilen (Bodenwasser bzw. wässrige Bodenlösung). Allgemein nehmen das Porenvolumen und der Anteil der wasserführenden Feinporen mit abnehmender Korngröße der festen Bodensubstanz zu.

Literatur:
BERGSTEDT, C./ DIETRICH, V./LIEBERS, K.(Hg.). (1998): Boden. Naturwissenschaften Biologie-Chemie-Physik. Berlin:Volk und Wissen
HINTERMAIER-ERHARD, G./ZECH, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke.
SCHROEDER, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten.Berlin; Stuttgart: Borntraeger


Gefüge-Formen und ihre Entstehung

Nach der räumlichen Anordnung und Dichte der Teilchen werden grundsätzlich 4 Gefüge-Formen unterschieden:

1. Elementar- oder Einzelkorngefüge: die festen Mineral- und Humuspartikel liegen isoliert nebeneinander, z.B. loser Sand;
2. Kohärent- oder Hüllengefüge: die Bodenteilchen bilden ein dicht zusammenhängendes (kohärentes) Gefüge dichtester Packung, z.B. größere Mineralkörner mit dichten Umhüllungen etwa von Calciumcarbonat (CaCO3), kolloider Kieselsäure, Huminstoffe, Tonsubstanzen oder andere Materialien;
3. Aggregat- oder Aufbaugefüge: die mineralischen und organischen Bodenteilchen bilden durch lockere Aneinanderlagerung und Kopplung Aggregate unterschiedlicher Größe und Form, z.B. Krümel (Ø 1-10 mm) oder Bröckel (Ø > 10 mm);
4. Segregat- oder Absonderungsgefüge: die überwiegend feinkörnigen mineralischen Bodenpartikel bilden kleinere oder größere Absonderungsformen (Segregate), vor allem infolge von Austrocknungs- und Schrumpfungsprozessen, in Form von Polyedern, Prismen, Säulen oder Platten.

Schema der wichtigsten Gefüge-Formen
verändert nach: SCHROEDER, D. (1992), S. 59

Während die Gefüge-Formen des Makrogefüges mit den bloßen Augen zu erkennen sind, lassen sich Mikrogefüge-Strukturen nur mit Hilfe von Bodendünnschliffen unter dem Mikroskop analysieren.

Ein optimales Verhältnis von Substanzvolumen und Porenvolumen mit entsprechend optimaler Porenverteilung ist lediglich beim Aggregatgefüge und hier insbesondere beim Krümelgefüge gegeben.

An der Entstehung der Gefüge-Formen sind unterschiedliche Substanzen beteiligt:

Mineralische und organische Bodenkolloide,
Organismen des Edaphons,
Wurzeln der höheren Pflanzen und
Calciumcarbonat (CaCO3).

Zusätzlich müssen aggregierende (zusammenlagernde) und segregierende (zerteilende) Kräfte wirksam werden. Aggregierende Kräfte sind etwa Kohäsions- und Adhäsionskräfte; segregierende Kräfte sind insbesondere Dehydratationskräfte (bei Schrumpfung von gequollenen Kolloiden bei Wasserverlust) und Druckkräfte beim Gefrieren von Wasser.

Literatur:
AG BODEN (1994): Bodenkundliche Kartieranleitung. Hannover
BERGSTEDT, C./ DIETRICH, V./LIEBERS, K.(Hg.). (1998): Boden. Naturwissenschaften Biologie-Chemie-Physik. Berlin:Volk und Wissen
ENSSLIN, W./KRAHN, R./SKUPIN, S. (2000): Böden untersuchen. Wiebelsheim: Quelle & Mayer
GISI, U. et al. (1997): Bodenökologie. Stuttgart - New York: Thieme
HINTERMAIER-ERHARD, G./ZECH, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke.
SCHROEDER, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten.Berlin; Stuttgart: Borntraeger