Ein früherer Blogeintrag, Gesunde Böden für gesunde Bäume, diskutierte die Bedeutung der Erhaltung der Bodenstruktur vor der Zerstörung durch Verdichtung. Zusammen haben Bodentextur und Bodenstruktur den größten Einfluss auf den Porenraum in einem Boden und darauf, wie leicht sich Luft, Wasser und Wurzeln durch einen Boden bewegen können. Viele Menschen wissen, mit welcher Bodentextur – Anteilen von Sand, Schlick und Ton – sie es auf einer Baustelle zu tun haben. Nur wenige Menschen betrachten die Struktur eines Bodens, obwohl, obwohl in den meisten Böden, Die Struktur genauso wichtig ist wie die Textur. Zwei Böden mit der gleichen Textur können sich je nach Struktur sehr unterschiedlich verhalten. Ein Lehmboden kann zum Beispiel für Luft, Wasser und Wurzeln leicht mit guter Struktur durchwandern oder für Wurzeln, Luft und Wasser fast undurchdringlich sein, wenn seine Struktur durch Verdichtung zerstört wurde.
Wie sich die Bodenstruktur entwickelt
Die Bodenstruktur bezieht sich darauf, wie Bodenteilchen zu Aggregaten (auch peds genannt) zusammengefasst werden. Sie werden durch physikalische, chemische und biologische Prozesse zementiert oder miteinander verbunden.
Physikalisch-chemische Prozesse, die die Bodenstruktur aufbauen, umfassen:
- Polyvalente Kationen wie Ca2 +, Magnesium Mg2 + und Aluminium Al3 + binden Tonpartikel zusammen
- Bodenpartikel werden durch Einfrieren und Auftauen, Benetzen und Trocknen sowie durch Wurzeln, die durch den Boden drücken, näher zusammengeschoben, wenn sie in Länge und Breite wachsen.
Biologische Prozesse, die die Bodenstruktur aufbauen, umfassen:
- Bodenpartikel werden durch Humus, durch organische Klebstoffe, die durch Pilze und Bakterien entstehen, die organisches Material zersetzen, und durch Polymere und Zucker, die aus den Wurzeln ausgeschieden werden, miteinander verklebt.
- Pilzhyphen und feine Wurzeln stabilisieren Aggregate (University of Minnesota, 2002.)
Organische Stoffe und Pflanzenwurzeln sind daher der Schlüssel zur Bodenstruktur.
Wie sich die Bodenstruktur verschlechtert
Faktoren, die die Bodenstruktur verschlechtern oder zerstören können, sind beispielsweise:
- Verdichtung
- Kultivierung
- Entfernung der Vegetation
- Übermäßige Bewegung und Handhabung des Bodens
- Screening
- Übermäßiges Natrium
Ein hoher Anteil an Natrium zu Calcium und Magnesium bewirkt, dass Tonpartikel nass, so dass Aggregate dispergiert werden und der Prozess der Bodenstrukturbildung umgekehrt wird. Böden mit zu viel Natrium werden für Wasser fast undurchlässig, da der dispergierte Ton und kleine organische Partikel die verbleibenden Bodenporen verstopfen (Donahue et al 1983). Zu hohe Natriumwerte können durch Bewässerungs- und Salzstraßen entstehen.
Verschiedene Arten der Bodenstruktur
Die Bodenstruktur wird nach Art (Form), Klasse (Größe) der Peds und Grad (Kohäsionsfestigkeit) der Aggregate klassifiziert. Form, Größe und Stärke von Aggregaten bestimmen die Porenstruktur und wie leicht sich Luft, Wasser und Wurzeln durch den Boden bewegen (Donahue et al 1983).
Abbildung 1 zeigt die verschiedenen Arten von Bodenaggregaten und wie leicht sich Wasser typischerweise durch jede dieser Arten bewegt.
Die körnige Struktur ist die häufigste in Oberflächenbodenschichten, insbesondere in solchen mit ausreichender organischer Substanz. Körnige Strukturen bieten den größten Porenraum aller Strukturen (Kooperative Bodenuntersuchung, kein Veröffentlichungsdatum angegeben).
Bild von Victorian Resources (http://vro.dpi.vic.gov.au/dpi/vro/vrosite.nsf/pages/soilhealth_soil_structure)
Säulenstruktur wird häufig in Böden mit übermäßigem Natrium gefunden, aufgrund der dispergierenden Wirkung von Natrium, die die Bodenstruktur zerstört, wodurch der Boden effektiv gegen Luft- und Wasserbewegungen abgedichtet wird (Kooperative Bodenuntersuchung, kein Veröffentlichungsdatum angegeben).
Bild von Victorian Resources (http://vro.dpi.vic.gov.au/dpi/vro/vrosite.nsf/pages/soilhealth_soil_structure
Die Plattenstruktur hat den geringsten Porenraum und ist in verdichteten Böden üblich (Kooperative Bodenuntersuchung, kein Veröffentlichungsdatum angegeben).
Bild von Victorian Resources (http://vro.dpi.vic.gov.au/dpi/vro/vrosite.nsf/pages/soilhealth_soil_structure
Einige Böden haben keine wahre Struktur, wie Einzelkornböden (wie ein loser Sand mit wenig bis gar keiner Anziehungskraft zwischen den Sandkörnern) und massive Böden (große zusammenhängende Tonmassen).
Bild von Victorian Resources (http://vro.dpi.vic.gov.au/dpi/vro/vrosite.nsf/pages/soilhealth_soil_structure
Weitere Informationen zur bodenstrukturellen Klassifizierung finden Sie in den Ressourcen, die im Abschnitt Referenzen unten aufgeführt sind.
Wege zur Erhaltung der wünschenswerten Bodenstruktur
Wie der USDA Natural Resources Conservation Service (2008) erklärt: „Praktiken, die Bodenbedeckung bieten, schützen oder zur Ansammlung organischer Stoffe führen, gesunde Pflanzen erhalten und Verdichtung vermeiden, verbessern die Bodenstruktur und erhöhen die Makroporen.“
Andere Schlüsselpraktiken zur Erhaltung der Bodenstruktur umfassen die Beseitigung des Bodenscreenings und die Minimierung der Handhabung sowie die Vermeidung der Verwendung von Natriumsalzen.
Implikationen für die Bioretention
Die Erhaltung der Bodenstruktur kann die Bandbreite der für die Bioretention akzeptablen Bodentexturen erhöhen. Bioretentionsböden sind oft sandbasiert, vor allem um ausreichende Infiltrationsraten zu gewährleisten. Der Ton- und Schlickgehalt ist oft auf maximal 3 bis 5 Prozent begrenzt, was sehr, sehr niedrig ist und die Böden entsprechend dem Bodenstrukturdreieck auf Sand beschränkt. Während ein Lehmboden, der gesiebt wurde und keine Struktur aufweist, eine sehr niedrige Infiltrationsrate aufweist, können viele Böden mit mehr Ton bei richtiger Struktur auch ausreichende Infiltrationsraten aufweisen. Eine Erhöhung des Tongehalts über das sehr niedrige Maximum von 3 bis 5 Prozent könnte wichtige Vorteile bieten, einschließlich einer erhöhten Bodenwasserkapazität und einer erhöhten Kationenaustauschkapazität, die die potenzielle Entfernung von Schadstoffen erhöhen. Beachten Sie jedoch bei der Erhöhung des Tongehalts, dass je höher der Tongehalt ist, desto wichtiger ist es, den Boden vor Verdichtung und überschüssigem Salz zu schützen, da Tonböden anfälliger für Verdichtung und Strukturverlust sind, und eine Abnahme der Infiltrationsraten aufgrund der Dispersion von Natriumionen.
Kooperative Bodenuntersuchung. Kein Veröffentlichungsdatum angegeben. Bodenstruktur – Physikalische Eigenschaften. Heruntergeladen 27.11.2013 von http://soils.missouri.edu/tutorial/page9.asp
Plaster, Edward J. 1992. Bodenkunde und Management. Zweite Auflage. Delmar Publishers, Inc.: Albany NY.
