Bodenkennwerte - Messstation Boden Uri
Bodenkennwerte - Messstation Boden Uri Bodenkennwerte - Messstation Boden Uri
Bodenkennwerte der Messstation Erstfeld AMT FÜR UMWELTSCHUTZ Die Bodenkennwerte wurden in den folgenden drei Bodenschichten erfasst: (→ Weitere Informationen siehe unter www.boden-uri.ch - Informationen - "Bodenprofil"). Bodenschicht I: 15-20 cm [AB] Bodenschicht II: 35-40 cm [Bw] Bodenschicht III: 55-60 cm [CB(g)] Körnung der mineralischen Feinerde Bodenschicht I: Lehmiger Schluff Bodenschicht II: Sandiger Schluff Bodenschicht III: Schluffiger Sand Bodentiefe / Horizonte / Bodenart 15-20 cm [AB] Lehmiger Schluff 35-40 cm [Bw] Sandiger Schluff 55-60 cm [CB(g)] Schluffiger Sand 3 7 10 Körnung der mineralischen Feinerde 29 50 55 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 [Gew.-%] 67 43 35 Ton Schluff Sand
- Seite 2 und 3: Gehalt an organischer Substanz Bode
- Seite 4 und 5: Luftkapazität Bodenschicht I: mitt
- Seite 6 und 7: Saugspannung und Porengrösse Den P
<strong><strong>Boden</strong>kennwerte</strong> der <strong>Messstation</strong> Erstfeld<br />
AMT FÜR UMWELTSCHUTZ<br />
Die <strong><strong>Boden</strong>kennwerte</strong> wurden in den folgenden drei <strong>Boden</strong>schichten erfasst:<br />
(→ Weitere Informationen siehe unter www.boden-uri.ch - Informationen - "<strong>Boden</strong>profil").<br />
<strong>Boden</strong>schicht I: 15-20 cm [AB]<br />
<strong>Boden</strong>schicht II: 35-40 cm [Bw]<br />
<strong>Boden</strong>schicht III: 55-60 cm [CB(g)]<br />
Körnung der mineralischen Feinerde<br />
<strong>Boden</strong>schicht I: Lehmiger Schluff<br />
<strong>Boden</strong>schicht II: Sandiger Schluff<br />
<strong>Boden</strong>schicht III: Schluffiger Sand<br />
<strong>Boden</strong>tiefe / Horizonte / <strong>Boden</strong>art<br />
15-20 cm [AB]<br />
Lehmiger Schluff<br />
35-40 cm [Bw]<br />
Sandiger Schluff<br />
55-60 cm [CB(g)]<br />
Schluffiger Sand<br />
3<br />
7<br />
10<br />
Körnung der mineralischen Feinerde<br />
29<br />
50<br />
55<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
[Gew.-%]<br />
67<br />
43<br />
35<br />
Ton<br />
Schluff<br />
Sand
Gehalt an organischer Substanz<br />
<strong>Boden</strong>schicht I: schwach humos<br />
<strong>Boden</strong>schichten II – III: humusarm<br />
Skelettgehalt (Steingehalt)<br />
<strong>Boden</strong>schichten I – III: skelettfrei (keine Steine)<br />
Lagerungsdichte<br />
<strong>Boden</strong>schichten I – III: mittel<br />
<strong>Boden</strong>tiefe / Horizont<br />
15-20 cm [AB]<br />
35-40 cm [Bw]<br />
55-60 cm [CB(g)]<br />
Lagerungsdichte<br />
1.24<br />
1.22<br />
0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2<br />
[g/cm 3 ]<br />
1.34<br />
Lagerungsdichte [g/cm 3 ]<br />
< 0.8 sehr locker<br />
0.8 - 1.2 locker<br />
1.2 - 1.4 mittel<br />
1.4 - 1.6 verdichtet<br />
> 1.6 stark verdichtet<br />
Hinweis:<br />
Die Lagerungsdichte ist das spezifische Gewicht eines ofentrockenen <strong>Boden</strong>s in seiner natürlichen<br />
Lagerung. Sie ist somit auch ein Mass für den Verdichtungsgrad des <strong>Boden</strong>s und<br />
wird in g/cm 3 angegeben. Die Lagerungsdichte beeinflusst nebst dem Wasser- und Lufthaushalt<br />
des <strong>Boden</strong>s wesentlich auch die Durchwurzelbarkeit des <strong>Boden</strong>s.<br />
Lagerungsdichte<br />
[g/cm 3 ]<br />
Beurteilung Durchwurzelbarkeit<br />
< 0.8 sehr locker Gut durchwurzelbar<br />
0.8 - 1.2 locker Gut durchwurzelbar<br />
1.2 - 1.4 mittel Gut durchwurzelbar<br />
1.4 - 1.6 verdichtet Mässig durchwurzelbar<br />
> 1.6 stark verdichtet Gering bis sehr gering<br />
Tab. 1: Klassierung und Beurteilung der Lagerungsdichte gemäss Fachstelle <strong>Boden</strong>schutz<br />
des Kantons Zürich<br />
2
Effektive Lagerungsdichte<br />
<strong>Boden</strong>schichten I – III: sehr gering (Übergang zu gering)<br />
Hinweis:<br />
Häufig wird die Verdichtung eines <strong>Boden</strong>s anhand der effektiven Lagerungsdichte beurteilt.<br />
Bei gegebener, „normaler“ Lagerungsdichte ist ein sandreicher <strong>Boden</strong> aufgrund des höheren<br />
Anteils an Grobporen besser durchwurzelbar als ein Tonboden. Die effektive (tonkorrigierte)<br />
Lagerungsdichte ist deshalb ein besseres Mass für die Verdichtung als die "normale“ Lagerungsdichte.<br />
Als mögliche Regelwerte analog zu den Regelwerten beim chemischen <strong>Boden</strong>schutz wird für<br />
den Richtwert eine effektive Lagerungsdichte von 1.7 g/cm 3 und für den Prüfwert 1.85 g/cm 3<br />
vorgeschlagen.<br />
Porengrössenverteilung<br />
<strong>Boden</strong>tiefe / Horizont<br />
15-20 cm [AB]<br />
35-40 cm [Bw]<br />
55-60 cm [CB(g)]<br />
8<br />
12<br />
15<br />
9<br />
14<br />
11<br />
20<br />
10<br />
5<br />
Porengrössenverteilung<br />
27<br />
22<br />
13<br />
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100<br />
[Vol.-%]<br />
45<br />
46<br />
43<br />
Grobporen (> 50 µm)<br />
(>50 µm)<br />
3<br />
grobe grobe Mittelporen (3 - 50 µm)<br />
Mittelporen (3-50<br />
µm)<br />
feine Mittelporen<br />
(0.2-3 feine µm) Mittelporen (0.2 - 3 µm)<br />
Feinporen<br />
Feinporen (< 0.2 µm)<br />
Feststoffe<br />
Hinweis:<br />
Das gesamte Porenvolumen ergibt sich aus der Summe der Anteile der einzelnen Porengrössen.<br />
Das Gesamtvolumen beträgt in allen drei Schichten zwischen 50 und 60 %. Als<br />
mögliche Regelwerte analog zu den Regelwerten beim chemischen <strong>Boden</strong>schutz wird ein<br />
Richtwert von 45 Vol.-% vorgeschlagen.<br />
Die Porengrössenverteilung ist für manche bodenkundlichen Aspekte ein aussagekräftigerer<br />
Indikator als das Gesamt-Porenvolumen. Die Porengrössenverteilung wird aufgrund der<br />
Wassergehalte bei verschiedenen Saugspannungen berechnet.
Luftkapazität<br />
<strong>Boden</strong>schicht I: mittel (Übergang zu gering)<br />
<strong>Boden</strong>schicht II: mittel (Übergang zu hoch)<br />
<strong>Boden</strong>schicht III: hoch<br />
<strong>Boden</strong>tiefe / Horizont<br />
15-20 cm [AB]<br />
35-40 cm [Bw]<br />
55-60 cm [CB(g)]<br />
8<br />
12<br />
15<br />
Luftkapazität (Poren > 50µm)<br />
0 5 10 15 20 25 30<br />
[Vol.-%]<br />
Luftkapazität<br />
(Grobporen [Vol.-%])<br />
< 3 % sehr gering<br />
3 - 7 % gering<br />
7 - 12 % mittel<br />
12 - 18 % hoch<br />
> 18 % sehr hoch<br />
Hinweis:<br />
Der Anteil der Grobporen bestimmt wesentlich den Luft- und Wasserhaushalt (Drainage-<br />
Wirkung) eines <strong>Boden</strong>s. Ein ungestörter Wasserhaushalt setzt ein genügend hoher Anteil an<br />
entwässerbarem Porenvolumen (Grobporen, Poren > 50 µm) voraus. Der Grobporenanteil<br />
gilt zudem als Mass für die Luftkapazität (potenzielle Sauerstoffversorgung).<br />
Die Klassierung der Luftkapazität gemäss bodenkundlicher Kartieranleitung der Bundesrepublik<br />
Deutschland (Arbeitsgruppen <strong>Boden</strong>kunde der geologischen Landesämter, 1982) ist in<br />
der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.<br />
Luftkapazität / Grobporen<br />
[Vol.-%]<br />
Beurteilung<br />
< 3 sehr gering<br />
3-7 gering<br />
7-12 mittel<br />
12-18 hoch<br />
> 18 sehr hoch<br />
Tab. 2: Klassierung und Beurteilung Luftkapazität<br />
Gemäss <strong>Boden</strong>kundlicher Gesellschaft der Schweiz wird als Richtwert 7 Vol.-% und als<br />
Prüfwert 5 Vol.-% vorgeschlagen.<br />
4
Wasserleitfähigkeit<br />
<strong>Boden</strong>schichten I - II: gross (Übergang zu mittel)<br />
<strong>Boden</strong>schicht III: mittel (Übergang zu gross)<br />
<strong>Boden</strong>tiefe / Horizonte<br />
15-20 cm [AB]<br />
35-40 cm [Bw]<br />
55-60 cm [CB(g)]<br />
Wasserleitfähigkeit [ksat-Wert]<br />
0.000001 0.000010 0.000100 0.001000 0.010000 0.100000<br />
ksat [cm/s]<br />
0.0008<br />
0.0013<br />
0.0014<br />
Wasserleitfähigkeit<br />
ksat [cm/s]<br />
< 10 -5<br />
sehr klein<br />
10 -5 - 10 -4<br />
klein<br />
10 -4 - 10 -3<br />
nittel<br />
10 -3 -10 -2<br />
gross<br />
> 10 -2<br />
sehr gross<br />
Hinweis:<br />
Die Wasserleitfähigkeit (ksat) ist nicht nur das Ergebnis des Grobporenanteils, sondern auch<br />
der räumlichen Anordnung der Grobporen (Porenkontinuum). Natürlich dichtgelagerte Böden<br />
und anthropogen verdichtete Böden weisen verminderte Wasserleitfähigkeiten auf.<br />
Pflanzennutzbare Gründigkeit<br />
tiefgründig (> 70 cm)<br />
Hinweis:<br />
Unter pflanzennutzbarer Gründigkeit versteht man die Mächtigkeit des duchwurzelbaren<br />
Teils eines <strong>Boden</strong>s (<strong>Boden</strong>tiefe mit Abzügen für Skelettgehalt und für vernässte Bereiche).<br />
5
Saugspannung und Porengrösse<br />
Den Pflanzen ist jenes Wasser verfügbar, das zwischen der Feldkapazität (Porengrösse 50<br />
µm, Saugspannung 6 cbar) und dem permanenten Welkepunkt (Porengrösse 0.2 µm, Saugspannung<br />
1’500 cbar) liegt. Unter Feldkapazität versteht man den Wasserzustand eines<br />
normal durchlässigen <strong>Boden</strong>s, welcher sich etwa drei Tage nach vollständiger Sättigung einstellt.<br />
Wasser, das stärker als mit 1'500 cbar an die <strong>Boden</strong>matrix gebunden ist, steht den Wurzeln<br />
nicht zur Verfügung. Wasser, das mit weniger als 6 cbar gebunden ist, wird durch die<br />
Schwerkraft nach zwei bis drei Tagen nach Sättigung entwässert (Gravitationswasser).<br />
Das pflanzenverfügbare Wasser zwischen dem permanenten Welkepunkt und der Feldkapazität<br />
wird in eine leicht pflanzenverfügbare und eine schwer pflanzenverfügbare Fraktion aufgeteilt.<br />
Das pflanzenverfügbare Wasser, das stärker als mit 100 cbar (Porengrösse 3 µm) an<br />
den <strong>Boden</strong> gebunden ist, wird als schwer verfügbar bezeichnet. Wasser, das schwächer gebunden<br />
ist, wird als leicht verfügbar bezeichnet.<br />
Die nachfolgende Tabelle zeigt die Zusammenhänge zwischen der Saugspannung und dem<br />
Porensystem beziehungsweise der Wasserverfügbarkeit eines <strong>Boden</strong>s.<br />
Wasserspannung<br />
[cbar]<br />
Porenklasse Porengrösse (Durchmesser)<br />
[µm]<br />
Pflanzenverfügbarkeit des<br />
Wassers<br />
< 6 Grobporen > 50 Gravitationswasser<br />
6 - 100 Grosse Mittelporen<br />
100 – 1’500 Kleine Mittelporen<br />
3 - 50 Leicht pflanzenverfügbares<br />
Wasser<br />
0.2 - 3 Schwer pflanzenverfügbares<br />
Wasser<br />
> 1’500 Feinporen < 0.2 Nicht pflanzenverfügbares<br />
Wasser<br />
Tab. 3: Zusammenhang zwischen Saugspannung und Porensystem<br />
Die nachfolgende Abbildung zeigt den Verlauf der Saugspannungskurven und des Wassergehalts<br />
in den drei <strong>Boden</strong>schichten sowie die Niederschläge (Tageswerte). Nach stärkeren<br />
Niederschlägen fallen die Saugspannungswerte der drei Tiefen beinahe gleichzeitig. Dies<br />
weist auf die hohe Durchlässigkeit des <strong>Boden</strong>s hin. In der Zeit nach den Niederschlägen<br />
trocknet der <strong>Boden</strong> in den oberen Schichten aufgrund der erhöhten Evapotranspiration<br />
(Wasserverdunstung durch Pflanzen und vom <strong>Boden</strong>) schneller ab als in den tiefer liegenden.<br />
Die Evapotranspiration ist zudem in den Sommermonaten (zum Beispiel Periode vom 5.<br />
bis zum 20. Juni) intensiver als in den Herbstmonaten (zum Beispiel Periode vom 5. bis 15.<br />
Oktober).<br />
6
[cbar], [H2O-Vol.-Gehalt], [mm]<br />
Saugspannungswerte, Wassergehalte und Niederschläge vom April bis Oktober 2008 bei der<br />
<strong>Boden</strong>messstation Erstfeld:<br />
90<br />
85<br />
80<br />
75<br />
70<br />
65<br />
60<br />
55<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
Hans Pfister, Pfister Terra GmbH<br />
Alexander Imhof, AfU <strong>Uri</strong><br />
Analytik: AgroLab Swiss GmbH<br />
im Januar 2009<br />
09.04.2008<br />
16.04.2008<br />
23.04.2008<br />
30.04.2008<br />
07.05.2008<br />
14.05.2008<br />
21.05.2008<br />
28.05.2008<br />
04.06.2008<br />
11.06.2008<br />
18.06.2008<br />
25.06.2008<br />
02.07.2008<br />
09.07.2008<br />
16.07.2008<br />
23.07.2008<br />
30.07.2008<br />
06.08.2008<br />
13.08.2008<br />
20.08.2008<br />
27.08.2008<br />
03.09.2008<br />
10.09.2008<br />
17.09.2008<br />
24.09.2008<br />
01.10.2008<br />
08.10.2008<br />
15.10.2008<br />
Datum<br />
Niederschlag<br />
N<br />
Te 20cm<br />
Te 35cm<br />
Te 60cm<br />
H2OVol.-% 35cm<br />
H2OVol.-% 60cm<br />
7