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3 MK Boden als Gemisch mineralischer Korngrößen Georg-August-Universität Göttingen Agrarpedologie Bodenarten Norddeutschlands 1. November 2023 2 Korngrößen nach Atterberg 1. November 2023 3 Korngrößen nach Atterberg - Skala 1. November 2023...

3 MK Boden als Gemisch mineralischer Korngrößen Georg-August-Universität Göttingen Agrarpedologie Bodenarten Norddeutschlands 1. November 2023 2 Korngrößen nach Atterberg 1. November 2023 3 Korngrößen nach Atterberg - Skala 1. November 2023 4 Korngrößen 1 2 3 4 5 6 mm 1 mm entspricht 1000 µm Ton Schluff Feinsand Mittelsand Grobsand Feinkies Mittelkies Grobkies Steine < 2 µm < 63 µm < 200 µm < 630 µm < 2000 µm < 6300 µm < 20.000 µm < 63.000 µm > 63.000 µm Quelle: Diercke Weltatlas - Heimatteil Niedersachsen, Westermann, Braunschweig, 2011, verändert Partikel > 2 mm gehören zum Bodenskelett Die Partikel > 2 mm (2000µm) werden als Feinboden zusammengefasst Die Korngrößen Sand (S), Schluff (U) und Ton (T) werden jeweils in die Fraktionen grob (g), mittel (m) und fein (f) unterteilt. gS, mS, fS, gU, mU, fU, T,… weitere Unterteilungen sind möglich z.B. fmS 1. November 2023 5 1. November 2023 6 Bodenart und Bodeneigenschaften 1. November 2023 7 1. November 2023 8  Deutsche Nomenklatur vs amerikanische Nomenklatur Aus: Scheffer/Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde, 16. Aufl. © Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2010 1. November 2023 9  Boden- Kornfraktionen (Masse) Bindigkeit Formbarkeit Erkennbarkeit der Sandkomponente weitere Kennzeichen Korngrößenbestimmung alleinige Komponente ohne erkennbare FS arten- Ss Ton Schluff 0 - 5 0 - 10 85 - 100 Sand zerbröckelt ausrollbar, sehr wenig FS in Fingerrillen Su2 0 - 5 10 - 25 70 - 90 kein Zusammenhalt nicht deutlich FS führend (Finger-rillen Formbarkeit: bricht sofort SK gut sicht- und fühlbar Su3 0 - 8 25 - 40 52 - 75 erfüllt), schwach mehlig Kann der Boden durch Kneten in viel FS, stark mehlig Su4 0 - 8 40 - 50 42 - 60 stabile Formen gebracht werden? FS deutlich in Fingerrillen samtig- Probe reißt ausrollbar, SK sicht- und fühlbar Us 0 - 8 50 - 80 12 - 50 u. bricht vorher mehlig nicht SK kaum oder nicht sicht- und fühlbar nur FS führend, samtig-mehlig Uu 0 - 8 80 - 100 0 - 20 sehr wenig FS Sl2 5 - 8 10 - 25 67 - 85 SK sicht- und fühlbar sehr gering bricht sehr Reißen und Brechen Ausrollen schwierig, starke Neigung zum FS deutlich in Fingerrillen Uls 8 - 17 50 - 65 18 - 42 leicht nur FS führend, FS deutlich in SK kaum oder nicht sicht- und fühlbar Fingerrillen, sehr stark mehlig, Ut2 8 - 12 65 - 92 0 - 27 rauhe RF nur FS führend, FS deutlich in Zusammenhalt SK nicht sicht- und fühlbar Ut3 12 - 17 65 - 88 0 - 23 bricht leicht Fingerrillen, deutlich mehlig geringer Körnigkeit: SK sicht- und fühlbar sehr wenig FS St2 5 - 17 0 - 10 73 - 95 wenig bis mäßig FS Sl3 8 - 12 10 - 40 48 - 82 ausrollbar, Probe reißt oder bricht Sind einzelne Körner erkennbar und 3ohne größere Schwierigkeiten oder sind Körner durch das Reiben viel FS, deutlich mehlig Slu 8 - 17 40 - 50 33 - 52 des Bodens zwischen den Fingern viel FS, sehr schwach mehlig Ls2 17 - 25 40 - 50 25 - 43 zu erfühlen?. viel FS, glänzende RF, sehr nur schwach mittelerer Zusammenhalt Ls3 17 - 25 30 - 40 35 - 53 bricht/bröckelt wenig SK deutlich sicht- und fühlbar deutlich körnig mäßig FS, schwach glänzende RF, Ls4 17 - 25 15 - 30 45 - 68 sehr deutlich körnig mäßig FS, St3 17 - 25 0 - 15 60 - 83 sehr klebrig ("Honigsand) nur FS führend, schwach glänzende SK nicht sicht- und fühlbar Ut4 17 - 25 65 - 83 0 - 18 RF, schwach mehlig mäßig bis viel FS, schwach leicht ausrollbar, Probe reißt und Sl4 12 - 17 10 - 40 43 - 78 glänzende RF deutlich körnig, rauhe, SK gut sicht- und fühlbar Ts4 25 - 35 0 - 15 50 - 75 starker Zusammenhalt glänzende RF bricht/brökelt kaum bricht nicht Welchen Ziehwiderstand übt der sehr viel FS, schwach rauhe, Lt2 25 - 35 30 - 50 15 - 45 Boden zwischen zwei Fingern aus? schwach glänzende RF sehr viel FS, rauhe SK nicht oder kaum sicht- und fühlbar Lu 17 - 30 50 - 65 5 - 33 glänzende RF, körnig nur FS führend, rauhe, SK nicht sicht- und fühlbar schwach glänzende RF, knirscht Tu4 25 - 35 65 - 75 0 - 10 zwischen den Zähnen schwach rauhe, glänzende RF, Ts3 35 - 45 0 - 15 40 - 65 klebrig, deutlich körnig dünner als auf halbe Bleistiftstärke aus-rollbar SK deutlich sicht- und fühlbar sehr stark glänzende RF, körnig Lts 25 - 45 15 - 30 25 - 60 sehr viel FS, RF schwach rauh, stark Lt3 35 - 45 30 - 50 5 - 35 glänzend sehr starker Zusammenhalt Reibflächen: bricht/bröckelt nicht Glänzt der mit den Fingern glattge- wenig SK sicht- und fühlbar stark glänzende RF, Ts2 45 - 65 0 - 15 20 - 55 strichene Boden oder bilden sich Knirschen zwischen den Zähnen matte Flächen? sehr wenige SK sicht- und fühlbar sehr viel FS, glänzende RF Tl 45 - 65 15 - 30 5 - 40 sehr reich an FS, schwach Tu3 30 - 45 50 - 65 0 - 20 rauhe, glänzende RF sehr reich an FS, schwach rauhe, SK nicht sicht- und fühlbar Tu2 45 - 65 30 - 55 0 - 25 glänzende RF, stark plastisch RF glatt und schwach glänzend, mm- 1. November 2023 dünn ausrollbar Tt 65 - 100 0 - 35 0 - 35 SK = Sandkörner FS = Feinsubstanz RF = Reibfläche S = Sand U = Schluff T = Ton s = sandig l = lehmin u = schluffig t = tonig 10 Korngrößenbestimmung 1. November 2023 11 Korngrößenanalyse Prüfsiebe zur Bestimmung der Partikel von 2000 – 20 µm Korngröße 1. November 2023 12 Nass-Siebung 1. November 2023 13  Labormethode I II III IV V Sedimentationsverfahren [cm] 0 Nach dem Aufschütten sind alle Korngrößen- klassen gleichmäßig im Atterbergzylinder 5 verteilt (I und V). 10 Die Entmischung der Bodenpartikel setzt schnell ein (II). 15 Alle Bodenpartikel mit Durchmessern von 20 mehr als 2 µm sind unter die 20 cm-Marke abgesunken. Oberhalb 20 cm hat eine Ent- mischung unter Frontenbildung durch unter- Z E I T > 2 µm 2 - 0,6 µm < 0,6 µm schiedlich schnelles Absinken statt-gefunden (III). Die überstehende Suspension mit den enthaltenen Partikeln < 2 µm wird abgelassen und in einer Sammelflasche aufgefangen. Im Bodensatz (unter 20 cm) befinden sich noch feine Partikel (< 2 µm) (IV). Der gesamte Vorgang muss daher nach Auffüllung mit destilliertem Wasser solange wiederholt werden, bis das überstehende Wasser klar bleibt (V). 1. November 2023 14 „Äquivalentdurchmesser“! Minerale sind entsprechend ihrer Kristallform nicht kugelförmig. Sie weisen daher unterschiedliche x-y-z Achsen auf. Daher können sie nur mit einem Äquivalentdurchmesser bemessen werden, wissend, dass dieses nicht der Realität entspricht. Ersatzwert für nicht bestimmbare, repräsentative, geometrisch definierte Durchmesser. 01.11.2023 Sedimentationsverfahren Bestimmung der Partikel der Korngrößen < 20 µm mittels Atterbergzylinder  2 d − dw Stoke‘sches Gesetz V = g  r2  = K  r2 9  V = Fallgeschwindigkeit (cm/sec) bei Wasser 20°C und D der Teilchen von 2,65 g/cm3 = 36000 r2 r = Teilchenradius (cm) d = Teilchendichte (g/cm3) dw = Wasserdichte (g/cm3) g = Erdbeschleunigung (cm/sec2) ɳ = dynamische Wasserviskosität (g/cm sec) 1. November 2023 16 Laserbeugung 1. November 2023 17 Granit – Ein Mineral-Gemisch 1. November 2023 18 Sand – heterogene Zusammensetzung 1. November 2023 19 Natürliche Standortfaktoren und Wasserhaushalt (Analyse gestörter Bodenproben, Korngrößenanalysen – Schlämm-Analyes mittels „Pario“) 1. November 2023 20 1. November 2023 21 Grobboden / Bodenskelett 1. November 2023 22 Feinboden 1. November 2023 23 Boden-Aggregate 1. November 2023 24 Kittsubstanzen Salze Lösung mit warmen Wasser Kalk (CaCO3) Salzsäure oder HCl-Citrat-Gemisch ! pH nicht < 4,5 Sesquioxide (z.B. FeOOH) Reduktionsmittel z.B. Natriumdithionit (Na2S2O4) Organische Substanz Oxidationsmittel z.B. Wassersoffperoxid (H2O2) Kieselsäure Flusssäure – (! Angriff auf Kristallstrukturen) Dispergierung des Tons wasserlösliche Na-Polyphosphate oder Ultraschall 20 kHz 01.11.2023 1. November 2023 26 Unter welchen Bedingungen macht die Zerstörung der Kittsubstanzen wenig Sinn? Organische Substanz Ton-Gehalt (z.B. Allophane) Böden aus Kalkstein 01.11.2023 Korngrößenanalysen – Ergebnisdarstellung (Tabelle) 1. November 2023 28 Blockdiagramm und Flächendiagramm mit Verteilungskurve 1. November 2023 29 Korngrößenverteilungskurven (Summenkurven) für je einen Tonboden (A), Schluffboden (B) und Sandboden (C) Probe SAND SCHLUFF TON Nr. 2000 - 630 - 200 - 63 – 20 – 6 6 – 2