Julius Kühn-Institut (JKI)
Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
Institutsleitung
Professor Dr. Jörg Michael Greef
Adresse
Bundesallee 58
38116 Braunschweig
Sekretariat
Sigrid Ehlers
Tel: 0531 596-2302
Sabine Wichmann
Tel: 0531 596-2303
Mail: pb@julius-kuehn.de
Fax: 0531 596-2399
Veröffentlichung
Institutsflyer
Broschüre
Bodenphysik
Der Boden als Pflanzenstandort wird am JKI unter anderem mit Hilfe der Bodenphysik beschrieben. Der Transport und die Speicherung von Wasser und Nährstoffen sind die wichtigsten landwirtschaftlichen Bodenfunktionen. Sie werden von der Zusammensetzung des Bodens und den daraus resultierenden physikalischen Eigenschaften bestimmt. Als wichtigste Größen bestimmen JKI-Wissenschaftler die Parameter Textur, Lagerungsdichte, Infiltrationskapazität und die elektrische Leitfähigkeit von Böden. Dabei kommen sowohl Labor- als auch Feldmethoden zum Einsatz.
Aus den gemessenen Größen lassen sich anschließend über Modelle oder Tabellenwerke (z. B. die Bodenkundliche Kartieranleitung, KA 5) weitere Eigenschaften schätzen.
Texturanalyse
Die Zusammensetzung des Bodens aus den drei Komponenten Sand, Schluff und Ton ergibt die Bodenart. Sie bestimmt die Eigenschaften und die landwirtschaftliche Nutzbarkeit eines Bodens. Die Anteile der drei Bodenfraktionen werden nach DIN ISO 11277 durch Siebung und Sedimentation, die sogenannte Texturanalyse, bestimmt.
Lagerungsdichte
Die Bestimmung der Lagerungsdichte erfolgt durch die Trockenwiegung. Dazu werden mit Hilfe von Stechzylindern Bodenproben genommen, die anschließend bis auf Gewichtskonstanz getrocknet werden (DIN 19683, Blatt 4). Die Lagerungsdichte erlaubt in Kombination mit der Textur Aussagen über den Zustand des Bodens (z. B. Verdichtung).
Infiltrationskapazität
Die maximale Wassermenge, die pro Zeiteinheit durch eine definierte Bodensäule sickern kann, wird als gesättigte Leitfähigkeit (kfmax) oder auch Infiltrationskapazität bezeichnet. Hat es längere Zeit viel geregnet und der Boden ist dadurch wassergesättigt, führt jeder weitere Niederschlag zu Oberflächenabfluss und Überschwemmungen. Die gesättigte Wasserleitfähigkeit eines Bodens ist eine wichtige Größe zur Beschreibung des Bodenzustandes. Sie wird maßgeblich von Bodentextur und Bewirtschaftungsmaßnahmen beeinflusst. Die Infiltrationskapazität wird am JKI mit einem Haubeninfiltrometer gemessen. Dabei wird eine definierte Bodenfläche mit Wasser überstaut. Aus der in einem definierten Zeitraum versickernden Wassermenge kann die Infiltration des Bodens bestimmt werden.
Geo-Elektrik
In der Landschaft variiert der Boden sehr stark durch unterschiedliche Entstehungsgeschichten, Ausgangsgesteine sowie historische und aktuelle Nutzungen. Innerhalb der Flächen eines landwirtschaftlichen Betriebes können extreme Bodenunterschiede auftreten. Eine einheitliche Bewirtschaftung dieser unterschiedlichen Böden ist weder ökonomisch noch ökologisch sinnvoll.
Methoden zur Kartierung von Bodenunterschieden stellt die Geo-Elektrik zur Verfügung. Die Bodenfeuchte, die Anzahl und Art der Ionen im Boden und die Tonart spielen eine wichtige Rolle für die Messergebnisse. Die gemessenen Signale sind dabei ein Produkt aus statischen und dynamischen Faktoren. Der Tongehalt ist ein statischer Faktor. Humus- und Nährstoffgehalte, Wassergehalt und Temperatur sind dynamische Faktoren. Sie können sich mittel- bis kurzfristig verändern. Schwankungen der Temperatur und Feuchtigkeit ändern die elektrische Leitfähigkeit des Bodens. Eine Veränderung der Ionen-Konzentration in der Bodenlösung führt zu den stärksten Variationen im gemessenen Signal.
Die zwei wichtigsten Verfahren sind
- induktive Verfahren, bei dem die scheinbare Leitfähigkeit ohne Bodenkontakt durch ein Magnetfeld bestimmt wird und
- geo-elektrische Verfahren, bei denen Elektroden im Boden direkt die Leitfähigkeit messen.
Die Messungen werden mit einem GPS-Gerät gekoppelt, so dass anschließend Karten erstellt werden können. Diese Karten geben einen Überblicküber die Variabilität der Böden in einem Betrieb.
Kontakt
N.N.