Bodenstruktur und Porosität

Die Bodenstruktur ist die Anordnung der Bodenpartikel zu Aggregaten und das Porennetzwerk dazwischen, das die Bewegung von Wasser, Luft und Wurzeln durch den Boden steuert.

Definition

Bodenstruktur ist die Art und Weise, wie primäre Partikel aus Sand, Schluff und Ton zu Aggregaten gebunden werden und die Anordnung der Poren dazwischen; Porosität ist der Anteil des Bodenvolumens, der von diesen Porenräumen eingenommen wird.

Scope

Dieses Thema behandelt die Bildung und Stabilität von Bodenaggregaten, die Typen der Bodenstruktur, die Porenverteilung und Gesamtporosität sowie die Messgrößen der Rohdichte und Verdichtung. Während die Textur ererbt ist, ist die Struktur dynamisch und stark durch organische Substanz, Biologie und Bewirtschaftung beeinflusst.

Core questions

• Wie binden sich Bodenpartikel zu stabilen Aggregaten?
• Welche Arten von Bodenstrukturen treten auf und warum sind sie wichtig?
• Wie beschreiben Porosität, Porenverteilung und Rohdichte das Porennetzwerk?
• Wie beeinflussen organische Substanz, Biologie und Bewirtschaftung die Struktur?

Key concepts

• Bodenaggregate und Aggregatstabilität
• Mikroaggregate und Makroaggregate
• Strukturtypen (körnig, blockig, plattig, prismatisch)
• Gesamtporosität und Porenverteilung
• Rohdichte und Verdichtung
• Organische und biologische Bindemittel

Key theories

Aggregathierarchie und Stabilisierung

Bodenaggregate bilden eine Hierarchie, in der Tone, organische Bindemittel, Wurzeln, Pilzhyphen und mikrobielle Produkte Partikel zu Mikroaggregaten und dann zu Makroaggregaten binden, wobei organische Substanz für deren Stabilität zentral ist.

Porennetzwerk und bimodale Porosität

Die Gesamtporosität teilt sich in große strukturelle Poren zwischen Aggregaten, die Luft und Drainage leiten, und kleine Texturporen innerhalb von Aggregaten, die Wasser speichern, sodass die Struktur das Gleichgewicht zwischen Belüftung, Drainage und Speicherung steuert.

Mechanisms

Tonpartikel flockulieren und werden durch organische Moleküle, Polysaccharide, Pilzhyphen und Wurzelexsudate zu Aggregaten gebunden; diese Bindung wird durch Befeuchtung und Trocknung sowie durch biologische Aktivität verstärkt, und organische Substanz ist ein wichtiger stabilisierender Faktor. Gut aggregierter Boden weist reichlich große Poren für Luft und Drainage neben feinen Poren zur Wasserspeicherung auf, während Verdichtung Poren kollabieren lässt, die Rohdichte erhöht und Wurzelwachstum, Belüftung und Infiltration beeinträchtigt.

Clinical relevance

Eine gute Bodenstruktur verbessert die Infiltration, Belüftung, Wurzeldurchdringung und Erosionsbeständigkeit, während Verdichtung und struktureller Abbau Erträge mindern und den Abfluss erhöhen; die Bewirtschaftung von organischer Substanz, Bodenbearbeitung und Verkehr zur Bildung und zum Schutz der Struktur ist ein zentrales Ziel der Bodenbewirtschaftung.

History

Forschung ab Mitte des 20. Jahrhunderts verknüpfte die Bodenaggregation mit organischer Substanz und biologischer Aktivität, was zum Aggregat-Hierarchie-Modell und einer umfangreichen Literatur führte, die in Übersichten wie Bronick und Lal zusammengefasst ist, wie Bewirtschaftungspraktiken die Bodenstruktur aufbauen oder abbauen.

Key figures

• Rattan Lal
• Daniel Hillel
• J. M. Oades

Seminal works

• bronick2005
• hillel1998
• brady2016

Frequently asked questions

Was ist Bodenverdichtung und warum ist sie schädlich?

Verdichtung ist das Zusammenpressen von Bodenpartikeln, meist durch Maschinen oder Tritt, wodurch große Poren kollabieren und die Rohdichte steigt; sie behindert das Wurzelwachstum, reduziert Belüftung und Infiltration und erhöht den Abfluss und die Erosion.

Wie verbessert organische Substanz die Bodenstruktur?

Organische Substanz und die Mikroben und Wurzeln, die sie verarbeiten, produzieren klebrige Verbindungen und bindende Hyphen, die Partikel zu stabilen Aggregaten verkleben, wodurch eine poröse, krümelige Struktur entsteht, die Wasser hält, aber gut entwässert und belüftet.