Infoblatt zu bodenkundlichen Untersuchungen von Klein- und Hausgärten

Transkript

1 BODENTYPEN.de Böden verstehen Infoblatt zu bodenkundlichen Untersuchungen von Klein und Hausgärten Lars Konen Dipl.Ing. (FH) Landschaftsentwicklung M. Sc. Bodennutzung & Bodenschutz Im Klein und Hausgartenbereich verlassen sich viele Nutzer auf ihre langjährige Erfahrung und auf handelsübliche Volldünger ohne jedoch den Boden wirklich zu kennen. Hieraus resultiert nicht selten eine Fehl oder Überdüngung. Während dem Boden über einen Volldünger im Wesentlichen die Hauptnährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium zugeführt werden, führt eine erhöhte Gabe von Kalium zu einer reduzierten Pflanzenaufnahme von Calcium und umgekehrt. Eine erhöhte Zufuhr von Calcium kann wiederum zu einer reduzierten Verfügbarkeit von Magnesium führen. Seinen Boden zu kennen führt in der Regel zu einer wesentlichen Verbesserung der Ertragsleistung, der Pflanzenqualität und der Widerstandsfähigkeit gegenüber Schädlingsbefall führen. Mit erweiterten Kenntnissen des Bodens kann darüber hinaus die Bewässerung optimiert werden. Bei bestimmter Zusammensetzung der Körnung (Bodenart) und entsprechendem Grundwasserstand kann der Wurzelraum mit ausreichend Wasser versorgt werden. In diesem Fall wird es durch kapillaren Aufstieg aus dem Grundwasser herangeführt. Nicht selten sind die Böden in Kleingärten mit künstlichen (technogenen) Substraten belastet, dessen Gefährdungspotenzial für Laien größtenteils unbekannt ist. Der Schadstoffeintrag über technogene Substrate kann recht hoch ausfallen, insbesondere wenn sich die Einträge wiederholen. In vielen Bereichen wurden in der Vergangenheit Ofenasche aus der Befeuerung der Haushalte als Dünger verwendet, da Mineraldünger sehr teuer waren. Die Asche enthielt neben den wertvollen Nährstoffen aber auch Schadstoffe. Die verwendeten Kohlearten enthielten neben einem hohen Kohlenstoffanteil auch verschiedene Schwermetalle wie Quecksilber, Cadmium und Zink, die sich im Laufe der Zeit im Boden anreichern können.

2 In der Nähe zu Straßen oder Staub emittierenden Produktionsstandorten kann der luftbürtige Staubeintrag mit seinen gebundenen Schadstoffen stark erhöht sein. Während Stäube regelmäßig von Gartenmöbeln oder Fensterbänken entfernt werden können, verbleiben diese auf dem Boden und die enthaltenen Schadstoffe reichern sich im Boden an. Stäube und seine Schadstoffe können nur durch entsprechende Probenahmen und Messungen nachgewiesen werden. Erhöhte Bleigehalte im Boden durch ehemals bleihaltige Kraftstoffe können noch heute nachgewiesen werden. Ein erhöhter Schadstoffgehalt im Boden bedeutet aber noch lange nicht, dass der Boden aufwendig und teuer saniert bzw. ausgetauscht werden muss. Bis zu bestimmten Schwermetallgehalten im Boden kann durch eine sachgemäße Verwendung des Bodens die von den Schwermetallen ausgehende Gefahr deutlich reduzieren. Durch eine der Bodenart und dem Humusgehalt angepasste Einstellung des phwertes lassen sich schon viele Schwermetalle im Boden festlegen, sie werden immobilisiert. Das bedeutet, sie werden weder von den Pflanzen aufgenommen noch ins Grundwasser ausgewaschen. Was wird von BODENTYPEN.de untersucht? Jeder Boden wird fachkundig anhand der Bodenkundlichen Kartieranleitung, 5. Auflage (KA5) beschrieben. Die Analyse von BODENTYPEN.de wurde speziell auf die Untersuchung von Gartenböden angepasst und zielt darauf ab, ein umfassendes Bild des Gartenbodens zu erlangen. Besonders wichtig sind dabei die Horizontierung, der ph Wert, die Nährstoffsituation (Nmin) und die Körnung mit dem daraus resultierenden Wasserhaushalt des Bodens. Nachfolgend werden die einzelnen Parameter beschrieben: Bodenausgangsgestein Das Bodenausgangsgestein ist für die Entstehung des Bodens entscheidend. Seine Eigenschaften prägen den Boden vor Ort. Die Kenntnis über das Ausgangsgestein ist wichtig für die Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung des Bodens als Pflanzenproduktionsstandort. Außerdem erlauben Bodenausgangsgesteine eine ungefähre Abschätzung über die natürlichen Schadstoffgehalte (Hintergrundwerte). 2

3 Somit lässt sich eine Kontamination leichter identifizieren. Denn manche Stoffe können durchaus auch in höheren Konzentrationen vorkommen als andere, ohne dass dies zwangsläufig eine Bodenbelastung darstellt. Bodenfarbe Die Bodenfarbe wird in der Bodenkunde über eine standardisierte MunsellFarbtafel erhoben. Anhand der Bodenfarbe lässt sich in Verbindung mit der Bodenart und der Feuchtestufe des Bodens der Humusgehalt des Bodens ableiten. Bodenfeuchte Die aktuelle Bodenfeuchte ist ein Begleitparameter, der für die Ansprache der Bodenfarbe von Nöten ist. Außerdem gibt er an, bis in welche Tiefe Niederschläge vorgedrungen sind. Die Bodenfeuchte wird über eine Skala aus der KA5 und dem Verhalten des Bodens gegenüber Anfeuchtung abgeleitet. Carbonatstufen Die Kenntnis über die Carbonatgehaltsstufe der Bodenhorizonte ist wichtig, um technogene Substrate wie Mörtel/Beton oder auch natürliche Carbonate wie Muschelkalk zu identifizieren. Die Carbonatstufen werden durch Zugabe 10 %iger Salzsäure und über die Reaktion mit dem Boden ermittelt (Rauschen Sprudeln). Über eine Skala der KA5 wird die Carbonatgehaltsstufe eingeordnet. Auf ausreichend kalkhaltigen Böden kann sich ein bodenbiologisch günstiges Gefüge entwickeln und das Pflanzenwachstum erleichtern. Elektrische Leitfähigkeit Die elektrische Leitfähigkeit gibt Auskunft über das Vorhandensein von Salzen im Boden. Salze können sich durch hohe Verdunstung und künstliche Bewässerung im Boden anreichern. Auch durch zurückliegend überhöhte Düngung können sie ausfallen und das osmotische Potenzial des Bodens so erhöhen, dass trotz ausreichend 3

4 verfügbarem Wasser die Pflanzenaufnahme stark gehemmt ist. Je mehr Salz im Boden gelöst ist, desto höher die elektrische Leitfähigkeit. Gefährdungspotenzial des Bodens Je nach Standort ist das Gefährdungspotenzial höher oder niedriger. Technogene Substrate enthalten spezifische Schadstoffe, die im Boden langsam freigesetzt werden können. Außerdem ist bekannt, dass Stäube und mit ihm wiederum andere Schadstoffe (s. oben) je nach Entfernung und Exposition zu Straßen sowie Industriestandorten in den Boden eingetragen werden (atmogene Stoffeinträge). Diese Konzentrationen können schleichend beachtliche Werte erreichen. In Abwägung mit dem Vorhandensein von technogenen Substraten und der räumlichen Lage kann annähernd abgeschätzt werden, wie hoch das Gefährdungspotenzial des Standortes ist. Gefügeform und Gefügegröße Das Gefüge beschreibt die Struktur des Bodens und ist für die Bereitstellung von Nährstoffen und für die Verteilung von Sauerstoff im Oberboden ein wichtiger Faktor für gute Erträge und eine hohe biologische Aktivität. Das günstigste Gefüge ist das Krümelgefüge, das locker und luftig an der Bodenoberfläche ansteht. Ein sehr ungünstiges Gefüge für den (unteren) Oberboden als Hauptwurzelraum ist das Plattengefüge (z.b. Pflugsohle), das relativ luftundurchlässig ist und Niederschlagswasser stauen kann. Durch verschiedene Maßnahmen kann das Gefüge nachhaltig verbessert werden und so zu höheren Erträgen führen. Grobbodenfraktionen Der Grobboden bzw. Skelettgehalt des Bodens verringert die Verfügbarkeit von Nährstoffen, Wasser und Luft im Boden. Je höher der Steingehalt des Bodens, desto schlechter ist der Standort als Pflanzenproduktionsstandort geeignet. Fest anstehendes Gestein begrenzt den Wurzelraum. Für die Berechnung des Wasserhaushaltes ist die Kenntnis des Skelettgehalts erforderlich. Dieser wird als Volumenprozent über eine Schätztabelle erhoben. Der Skelettgehalt wird vom Wasser und Lufthaushalt abgezogen. 4

5 Horizontgrenzen und Horizontsymbol Horizontgrenzen beschreiben die Mächtigkeit der Horizonte als obere Tiefe und untere Tiefe der einzelnen Horizonte in cm unter der Geländeoberkante. Hierüber wird der Wurzelraum bestimmt. Die Horizontsymbole geben die Eigenschaften der Horizonte in Kurzform wieder. Sie erlauben auf einen Blick die Interpretation der wichtigsten Eigenschaften der Böden. Hierüber wird der Bodentyp bestimmt. Humusgehalt Humus ist für die Bodenfruchtbarkeit enorm wichtig. Er speichert Nährstoffe und bindet Schadstoffe. Zusätzlich verbessert er die Wasser und Luftversorgung des Bodens. Ein ausreichend hoher Humusgehalt stellt die Fruchtbarkeit des Bodens langfristig sicher. Durch eine standortangepasste Zufuhr von organischer Substanz (z. B. Kompost) kann der Humusgehalt nachhaltig erhöht werden. Dies sollte Ziel jeden Gärtners sein. Hydromorphiemerkmale Oxidative und reduktive Hydromorphiemerkmale (Sauerstoff vorhanden bzw. Sauerstoff abwesend) sind wichtig, um dauerhaft anstehendes Grundwasser bzw. das Staupotenzial gegenüber Niederschlagswasser abschätzen zu können. Liegen ausschließlich reduktive Hydromorphiemerkmale vor, ist dies ein Indiz für einen dauerhaft hohen Wasserstand, der seinerseits den effektiven Wurzelraum einschränkt da hier keine Luft und folglich kein Sauerstoff vorhanden ist. Pflanzenwurzeln können schnell zu faulen beginnen. Kalkbedarf und Basensättigung Die Basensättigung gibt an, in wie fern für die Pflanzenversorgung basisch wirkende Kationen vorhanden sind (in erster Linie Ca +, Mg ++, K + und NH 4 + ). Der Kalkbedarf wird über die Bodenart, den IstpHWert und dem der Bodenart zugrunde liegende ZielpHWert über Tabellen der Landwirtschaftskammer Niedersachsen ermittelt. Es wird eine konkrete Menge an CaO pro m² angegeben. Die Basensättigung leitet sich näherungsweise aus dem phwert ab. 5

6 Kationenaustauschkapazität Die Kationenaustauschkapazität zu kennen kann für den Gärtner oder den Landwirt einen großen Vorteil bedeuten. Denn dieser Wert gibt an, in wie fern der Boden in der Lage ist, Nährstoffe und Schadstoffe an der Oberfläche seiner Bodenpartikel anzulagern. Je größer der Wert ist, desto mehr Nährstoffe können auch potenziell in Lösung gehen und den Pflanzen zur Verfügung stehen. Auch können umso mehr Schadstoffe an der Oberfläche der Bodenpartikel in Abhängigkeit vom phwert fest gebunden werden, sodass sie von Pflanzen nicht mehr aufgenommen werden können. Je höher die spezifische Oberfläche des Bodens ist (Ton > Schluff > Sand) desto größer ist die Kationenaustauschkapazität. Für die Ableitung dieses Parameters aus der KA5 fließen die Bodenart, der Humusgehalt und der phwert mit ein. Körnung Die Körnung, bzw. Bodenart oder Textur ist ein maßgeblicher Faktor für die Leistungsfähigkeit des Bodens in Bezug auf das Pflanzenwachstum als auch für Filter und Puffereigenschaften gegenüber Schadstoffen. Die Nährstoffverfügbarkeit und dessen Nachlieferung aus den Mineralen sind eng an die Körnung gekoppelt. In der Bodenkunde wird grob zwischen den Bodenarten Sand, Schluff und Ton unterschieden. Sand (<2mm 0,063 mm) ist größer als Schluff (<0,063 mm 0,002 mm) und Schluff ist größer als Ton (< 0,002 mm). Eine Mischung aller drei Bodenarten zu ungefähr gleichen Teilen wird als Lehm bezeichnet und stellt für die gärtnerische und landwirtschaftliche Produktion die günstigste Bodenart dar. Es sind genügend Poren (Partikelzwischenräume) vorhanden die Luft führen und das pflanzenverfügbare Wasser Die Bodenart (nutzbare kann Feldkapazität) als Leitparameter speichern. verstanden werden von dem sich weitere Messgrößen ableiten lassen wie z. B. die Kationenaustauschkapazität. Sie beschreibt, in wie fern Kationen an die Oberfläche der Bodenpartikel angelagert werden können. Viele Nähr und Schadstoffe liegen im Boden als Kationen vor mit Ausnahme von wenigen wie Nitrat oder Phosphat. Daher ist die Kationenaustauschkapazität ein geeignetes Maß, der für die potenzielle Pflanzenversorgung herangezogen werden kann. 6

7 Auch Schadstoffe werden, in Abhängigkeit vom phwert an die Bodenpartikel angelagert und können somit nicht mehr von Pflanzen aufgenommen werden. Lagerungsdichte Die Lagerungsdichte ist das Maß dafür, wie schwer 1 cm³ Bodenmaterial ist. Je dichter der Boden, desto geringer das Porenvolumen Dies hat Einfluss auf die Wasser und Luftverteilung im Boden. Nährstoffsituation (Nmin) Stickstoff (N) ist ein Hauptnährstoff für das Pflanzenwachstum. Sie nehmen den Stickstoff in Form von Nitrat und Ammonium auf. Die Nährstoffsituation des Bodens wird über den pflanzenverfügbaren und mineralisierten Stickstoffgehalt (Nmin= Nitrat und Ammonium) beschrieben. Der NminGehalt im Boden wird bewertet und eine Düngungsempfehlung gegeben. NDefizite für bestimmte Pflanzen können so behoben werden. Liegt ein Überangebot durch Stickstoff im Boden vor, kann sogar Geld und eine Menge Arbeitsaufwand eingespart werden. phwert Der phwert ist für die Verfügbarkeit von Nährstoffen und Bindung von Schadstoffen die steuernde Größe. Je geringer der phwert desto stärker werden Schadstoffe, die möglicherweise an Bodenpartikel angelagert sind mobil und damit pflanzenverfügbar. Darüber hinaus ist die Nährstoffversorgung eng an den phwert gebunden. Ein leicht saures Milieu von ph 5,56 sorgt z. B. für eine stetige Nährstofffreisetzung und somit verbesserte Verfügbarkeit für Pflanzen. Aus dem phwert und der Bodenart lässt sich unmittelbar der Kalkbedarf für den Boden ableiten. Wasser und Lufthaushalt Der Bodenwasser und Lufthaushalt ist für eine erfolgreiche Bewirtschaftung bzw. Ertragssicherheit sehr wichtig. Die Kenntnis über den Wasserhaushalt kann dazu beitragen, die Wasserversorgung der Pflanzen auch über längere Zeit aufrecht zu 7

8 erhalten. Insbesondere in Kleingärten, in denen Wasser oft über Regentonnen gewonnen wird, kann durch eine Anpassung der Anbausorten an die Wasserversorgung des Bodens viel gewonnen werden. Darüber hinaus kann das Bewässerungsmanagement effizienter gestaltet und unnötige Ausgaben bzw. Arbeit vermieden werden. Der Wasserhaushalt wird durch mehrere Parameter repräsentiert. Zum einen durch Angaben zur nutzbaren Feldkapazität, Luftkapazität und Totwasser in Abhängigkeit von der Bodenart und der Lagerungsdichte. Zum anderen wird durch den kapillaren Aufstieg Wasser an die Pflanzenwurzel herangeführt. Auch der Humusgehalt hat einen Einfluss auf die Wasserspeicherfähigkeit und die Luftkapazität des Bodens. Der Bodenwasser und Lufthaushalt wird aus Tabellen der KA5 abgeleitet. 8

9 Literatur ADHOC AG BODEN (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung. 5. verbesserte und erweiterte Auflage, Hannover E. Schweizerbart`sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart. BLUME, H. P. [Hrsg.] (2004): Handbuch des Bodenschutzes. Bodenökologie und belastung. Vorbeugende und abwehrende Schutzmaßnahmen. 3. Auflage. Ecomed Verlagsgesellschaft, Lech. SCHLICHTING, E., BLUME, H. P. & STAHR, K. (1995): Bodenkundliches Praktikum. Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land und Forstwirte und für Geowissenschaftler. 2. neubearbeitete Auflage. Blackwell WissenschaftsVerlag Berlin, Wien. FINCK, A. (2007): Pflanzenernährung und Düngung in Stichworten. 6. völlig neu bearbeitete Auflage. Gebrüder Bornträger Verlagsbuchhandlung, Berlin, Stuttgart. 9