Albrecht-Thaer-Archiv: Band 11, Heft 11 [Reprint 2022 ed.] 9783112657300

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DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN ZU BERLIN

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3 1967-11.BAND-HEFT 11

Thaer-Arch. Bd. 11 - 1967 • H. 11 . S. 1001-1088 . Berlin

Herausgeber: Deutsche Demokratische Republik • Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin Chefredakteur: Prof. Dr. rer. nat.

ERNST EHWALD,

Eberswalde

Redaktionskollegium: Prof. Dr. agr. habil. DIETER EBERT, Bernburg; Prof. Dr. rer. nat. ERNST EHWALD, Eberswalde; Prof. Dr. rer. silv. habil. PETER KTODLER, Leipzig; Prof. Dr. agr. habil. Dr. h. c. GEORG MÜLLER, Leipzig; Prof. Dr. agr. habil. ERWIN PLACHY, Berlin; Prof. Dr. agr. habil. ERICH RÜBENSAM, Müncheberg; Prof. Dr. agr. habil. GÜNTHER SCHILLING, Jena Redaktionelle Bearbeitung: Dipl.-Landw.

RENATE STUBBE

Da» Albrecht-Thaer-Archiv erscheint in Heften mit einem Umfang von je 6 Druckbogen (96 Selten). Die innerhalb eines Jahres herausgegebenen 12 Hefte bilden einen Band. Das letzte Heft eines Bandes enthält Autoren- und Sachverzeichnis. Der Bezugspreis je Heft beträgt 7,60 MDN (Sonderpreis für die DDR 5 , - MD 10. Die Schriftleitung nimmt nur Manuskripte an, deren Gesamtumfang 20 Sohrelbmaschinenaeiten (zweizeilig) nicht überschreitet und die bisher noch nicht, auch nicht In anderer Form, im In- oder Ausland veröffentlicht wurden. Jeder Arbeit ist ein Autorreferat zur Vorankündigung (nicht länger als l ' / i Schreibmaschinenseiten) sowie eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Ergebnissen (nicht länger als 20 Zeilen), wenn möglich auch in russischer und englischer bzw. französischer Sprache, beizufügen. Gegebenenfalls erfolgt die Übersetzung in der Akademie. Manuskripte (zweifach) sind zu senden an die Schriftleitung, Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, 108 Berlin, ErausenstraQe 38—39. Die Autoren erhalten Umbruchabzüge zur Korrektur mit befristeter Terminstellung. Bei Nichteinhaltung der Termine erteilt die Redaktion Imprimatur. Das Verfügungsrecht über die in dieser Zeitschrift abgedruckten Arbeiten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin über. Ein Nachdruck in anderen Zeitschriften oder eine Übersetzung in andere Sprachen bedarf der Genehmigung der Akademie, ausgenommen davon bleibt der Abdruck der Zusammenfassungen. Kein anderer Teil dieser Zeitschrift darf in irgendeiner Form — durch Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Für jede Arbeit werden unentgeltlich 100 Sonderdrucke geliefert. Das Honorar beträgt 40,— MDN je Druckbogen und schließt auch die Urheberrechte für das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekürzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, 108 Berlin, Leipziger Straße 3 - 4 , Fernruf: 220441. Telex-Nr.: 0112020. Postscheckkonto: Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1061/11/11. Veröffentlicht unter der Lizenznummer 1285 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Bepublik. Gesamtherstellung: VEB Druckhaus „Maxim Gorki", 74 Altenburg. All rights reserved (including those of translations into foreign languages). No part of this issue, except the summaries, may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm or any other means, without written permission from the publishers.

DEUTSCHE DEMOKRATISCHE REPUBLIK DEUTSCHE AKADEMIE D E R L A N D W I R T S C H A F T S W I S S E N S C H A F T E N ZU B E R L I N

ALBRECHTTHAERARCHIV ARBEITEN AUS DEN GEBIETEN BODENKUNDE, PFLANZENERNÄHRUNG, DÜNGUNG, ACKER- UND PFLANZENBAU

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1967 • 11. BAND • H E F T 11

Thaer-Arch. Bd. 11 • 1967 • H . 11 • S. 1001-1088 • Berlin

INHALT THOMAS-LAUCKNER, M . ; HAASE, G .

Versuch einer Klassifikation von Bodenfeuchteregime-Typen

1003

VINK, A. P . A.

Die Interpretation von Bodenkarten f ü r landwirtschaftliche Zwecke

1021

PAUL, E . ; KULLMANN, A .

Die Bildung von Bodenkrümeln durch Beimischen von Luzernewurzeln bzw. deren Preßsaft 1. Mitteilung: Die Anteile wasserstabiler Krümel 1031 SCHMIDT, E .

Einige Untersuchungen zur Differenzierung von Rhizobienstämmen und zur Saatgutimpfung der Leguminosen 1043 A P E N I T E , R . ; MARKGRAF, G .

Über die Verwendung von Zementofenstaub als Kalk- und Kalidüngemittel

1055

WICKE, H . - J .

Über die Möglichkeit einer periodischen Düngung mit Phosphorsäure und Kali auf dem Ackerland 1067 LINCKE, G . ; MARTIN, B .

Untersuchungen über die Verunkrautung der Luzerne im R a u m Buttstädt als Teilgebiet der Thüringer Keupermulde 1079 Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten

1087

1003 Aus dem Geographischen Institut der Karl-Marx-Universität Leipzig und dem Institut für Geographie der Technischen Universität Dresden

MAGDA THOMAS-LAUCKNER u n d GÜNTER HAASE

Versuch einer Klassifikation von Bodenfeuchteregime-Typen Eingegangen: 12. 4. 1967

1.

Einleitung

Dem Wasser in seinen mannigfaltigen Erscheinungsformen an der Erdoberfläche wird in der modernen Landschaftsforschung besondere Aufmerksamkeit geschenkt. Es gehört neben Gestein und Boden, den Oberflächenformen, dem Klima, der Vegetation und Tierwelt und den menschlichen Eingriffen in die Natur als Geokomponente zum physisch-geographischen oder landschaftlichen Komplex. Darin ist das Wasser sowohl Teil der stofflichen Substanz als auch Faktor des den Komplex prägenden Wirkungsgefüges. Landschaftsökologische Arbeiten haben in der letzten Zeit immer häufiger gezeigt, daß für die Aufhellung der komplizierten Beziehungen innerhalb des Landschaftskomplexes das Wasser im Boden eine ganz besondere Rolle spielt ( S C H M I D T , 1 9 5 2 / 5 3 ; B O R C H E R T , 1 9 5 3 ; N E E F , S C H M I D T U . LAUCKNER, 1 9 6 1 ; HAMBLOCH, 1 9 5 8 ; HARTSCH, 1 9 5 9 ; MÜLLER, 1 9 5 6 ; H A A S E , KLAUSING, 1 9 6 1 ; LAUCKNER, 1 9 6 2 ; HIEKEL, 1 9 6 3 ; NIEMANN.

1963; u.

1961;

a.).

Auf Grund seiner stofflichen Eigenart gehört das Wasser zur anorganischstabilen Geokomponentengruppe ( H A A S E , 1 9 6 1 ) , deren Glieder keiner oder zumindest keiner kurzfristigen stofflichen Veränderung, sondern allenfalls einer sehr allmählichen Entwicklung (Pedogenese, Diagenese u. a.) unterliegen. Innerhalb der Hydrosphäre erfüllen die stehenden und (zumeist) die fließenden Oberflächengewässer, das Grundwasser sowie am besten die Meere und Ozeane diese Bedingung. Auf der anderen Seite ist jedoch gerade das Wasser im Boden in höchstem Maße von den äußerst variablen Einflüssen des Witterungsgeschehens, insbesondere der atmosphärischen Niederschläge, abhängig und zeigt daher besonders markante zeitliche Veränderungen. Die Dynamik des Feuchtegangs im Boden spiegelt die Einflüsse der anorganisch-variablen Geokomponentengruppe (HAASE, 1961), zu der vor allem die hygrischen und thermischen Bedingungen in der Atmosphäre gehören, auf den gesamten Landschaftskomplex wider. Das Bodenwasser kennzeichnet den „Umsatz" zwischen den größeren ober- oder unterirdischen Wassermengen und dem Wasser in der Atmosphäre; es gestattet auf diese Weise einen tiefen Einblick in das komplizierte Wechselspiel der Geokomponenten innerhalb des Landschaftskomplexes. Die Dynamik des Feuchteganges im Boden wird demnach zu Recht von N E E F ( 1 9 5 9 ) als ein „ ö k o l o g i s c h e s H a u p t m e r k m a l " bezeichnet, das wesentliche Seiten des Wirkungsgefüges der Landschaft zu erkennen gibt. Bei landschaftsökologischen Spezialuntersuchungen mit dem Ziel, die (landschafts-) ökologischen Grundeinheiten bzw. ökotope nach ihrem Inhalt sowie flächenhaft 69*

1004

THOMAS-LAUCKNER u n d HAASE, K l a s s i f i k a t i o n v o n

Bodenfeuchteregime-Typen

zu erfassen, ist sowohl eine eingehende Analyse aller Geokomponenten als auch eine komplexe Standortanalyse ausgewählter örtlichkeiten notwendig. Die Vielfalt der Erscheinungen innerhalb des landschaftlichen Gesamtkomplexes sowie bereits bei einzelnen Teilkomplexen macht es unerläßlich, nach vergleichbaren Ausdrücken für die jeweiligen Geokomponenten oder deren Elemente zu suchen. Solche Arbeitsmittel sind nur durch eine Zusammenfassung der im einzelnen sehr unterschiedlichen Erscheinungen zu T y p e n g l e i c h e r V e r h a l t e n s w e i s e zu erarbeiten. Das gilt' auch für eine vergleichbare Ansprache der Dynamik des Feuchtegangs im Boden. Zureichend genau beschriebene und definierte Typen des Bodenwasserhaushalts oder zumindest des Feuchtgangs im Boden, des B o d e n f e u c h t e r e g i m e s , sind notwendige Voraussetzungen für eine erfolgreiche landschaftsökologische Analyse. Es kann daher nicht gewartet werden, bis alle Seiten der Bodenwasserdynamik soweit erforscht sind, daß eine endgültige Klassifikation von Bodenfeuchteregime Typen oder gar von Bodenwasserhaushalt-Typen in Angriff genommen werden kann. In den folgenden Ausführungen wird der Versuch gemacht, verschiedene Erscheinungsformen des Bodenwasserhaushalts durch eine zunächst noch grobe Einteilung zu ordnen und die bereits jetzt mit einiger Sicherheit erkennbaren Typen zu beschreiben. Eine ständig weiterführende Differenzierung der gegebenen Einheiten ist ohne Zweifel möglich und notwendig. Die hier gegebene Klassifikation kann daher nur einen ersten Versuch darstellen. Sie soll als Grundlage der weiteren Arbeit und Diskussion dienen. Eine Einteilung der verschiedenen Bodenfeuchteregime, die klassifikatorischen Gesichtspunkten genügt, ist bereits von mehreren Seiten versucht worden. Die einfachste Gliederung trennt zwischen terrestrischen und semiterrestrischen Standorten, denen als dritte Gruppe die subaquatischen Bereiche gegenüberstehen. Diese E i n t e i l u n g d i e n t bei KUBIENA (1953) u n d MÜCKENHAUSEN (1962) als G r u n d l a g e

einer systematischen Klassifikation der Bodentypen. Wesentlich weitergehende E i n t e i l u n g e n h a b e n RODE ( 1 9 5 6 ) , PELISEK ( 1 9 5 8 ) , NEEF, SCHMIDT u n d LAUCKNER

(1961), CHIRITA U. Mitarb. (1964) und einige andere Autoren gegeben. Sie erreichen bereits ein ziemlich differenziertes Schema bei der Klassifikation der Bodenfeuchte regime. Während die von RODE gegebene Einteilung auf eine erdweite und damit allumfassende Gliederung des Bodenwasserhaushalts abzielt und daher trotz bereits zahlreicher Typen eine noch recht grobe Gliederung im einzelnen das Ergebnis ist, beschränken sich die anderen Autoren vornehmlich auf mitteleuropäische Verhältn i s s e . B e s o n d e r s PELISEK ( 1 9 5 8 ) , NEEF, SCHMIDT u n d LAUCKNER ( 1 9 6 1 ) , CHIRITA u . M i t a r b . (1964), HAASE (1961), KLAUSING ( 1 9 6 1 ) u n d LAUCKNER ( 1 9 6 2 ) v e r -

suchen, die unter den klimatischen Bedingungen Mitteleuropas und Südosteuropas auftretenden Typen des Bodenwasserhaushaltes durch möglichst exakte Beschreibung und durch verschiedene Meßdaten zu erfassen. Dabei wird auf den zeitlichen Gang der Bodenfeuchte, auf mittlere und extreme Verhaltensweisen, Schwankungsbreiten und eine Einordnung der Eigenschaften des Bodenwasserhaushaltes in den physisch-geographischen Gesamtkomplex großer Wert gelegt. Durch zahlreiche Beispiele werden die verschiedenen Typen im Gelände zu sichern versucht.

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Gestützt auf diese Vorarbeiten erscheint die Forderung gerechtfertigt, bei der Klassifikation sowie besonders bei der Charakteristik der Typen des Bodenfeuchte regimes nicht n u r allgemeine Angaben zu verwenden, sondern besonderen Wert auf möglichst exakte Grenz- und Schwellenwerte sowie auf aus Meßreihen und Einzelmessungen abgeleitete typische Verhaltensweisen des Bodenwasserhaushaltes zu legen. Dabei kann es bei der Vielgestaltigkeit des Landschaftskomplexes und seiner Veränderungen auf kleinstem R a u m nicht Ziel einer solchen Charakteristik sein, eine numerische E x a k t h e i t im physikalischen Sinne zu erreichen, sondern es müssen Richtwerte gegeben werden, die in jedem konkreten Fall entsprechende Abwandlungen erfahren können. Schon durch die relativ kleinräumigen Unterschiede in der Niederschlagsspende kommen den in anderen Merkmalen oft sehr ähnlichen Standorten nach Menge und Zeit ganz verschiedene Quantitäten zu, die einen Vergleich solcher Standorte, der sich n u r auf detaillierte Messungen u n d Zahlen werte stützt, von vornherein als wenig aussichtsreich erscheinen lassen. 2.

Die Typen der Bodenfeuchteregime

2.1.

Grundlagen einer Klassifikation der Bodenfeuchteregime

Bei der systematischen Ordnung der mannigfaltigen Erscheinungsformen einer Geokomponente sollten stets deren spezifische Eigenschaften als Grundlage der Klassifikation dienen. Die Bodensystematik hat — u m ein Beispiel zu nennen — gerade durch die konsequente Anwendung dieser Regel in jüngster Zeit große Fortschritte gemacht. Bei der Klassifizierung der Bodenfeuchteregime stehen uns ebenso einige „wasserhaushaltseigene" Kriterien zur Verfügung. Als solche sind zu nennen: a) die Erscheinungsformen des Wassers im Boden, b) die Veränderlichkeit des Bodenfeuchtegehaltes im Jahresablauf und in einzelnen charakteristischen Jahreszeiten, c) die Form und Geschwindigkeit der Wasserbewegung im Boden, die weitgehend vom Filtergerüst und dessen physikalischen Eigenschaften abhängig ist (Kapillarsaum, Sickergeschwindigkeit, Staukörper, Hangnässeleiter u. a.), d) die physikalischen Konstanten des Bodens bzw. einzelner pedohydrologisch gleichartig reagierender Bodenabschnitte, wie F K , W K , TW, W F , minimale Wassersättigung, Bodenfeuchtenormale u. a., e) der Aufbau des Bodens nach pedohydrologisch gleichartig reagierenden Abschnitten, f) die absoluten Beträge an Wasser, die im Boden umgesetzt werden, u. a. m. Aus der vielfältigen Kombination dieser Kriterien am jeweiligen Standort resultiert eine große Zahl von Bodenfeuchteregimen, die um so größer wird, je mehr klimatische Regionen in die Betrachtung einbezogen werden. Aber bereits in Mitteleuropa sind die dadurch gegebenen Bodenfeuchteregime nur schwer im einzelnen überschaubar. Daraus ergibt sich die Notwenigkeit, mehrere Klassifikationseinheiten aufzustellen, um eine Ordnung der mannigfaltigen Bodenfeuchteregime zu erreichen. Die gleiche

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THOMAS-LAUCKNER und HAASE, Klassifikation von Bodenfeuchteregime-Typen

Überlegung war für N E E F , S C H M I D T und L A U C K N E R ( 1 9 6 1 ) , P E L I S E K ( 1 9 5 8 ) sowie U. Mitarb. ( 1 9 6 4 ) der Ausgangspunkt ihrer klassifikatorischen Versuche. Die Gruppierung der Bodenfeuchteregime sollte so vorgenommen werden, daß mit abnehmendem Rang in der Klassifikation eine zunehmende Homogenität des Erscheinungsbildes und der Feuchtedynamik verbunden ist. Die unterste Kategorie sollte keine größere Streubreite aufweisen, als bereits durch meßtechnische oder allgemeine landschaftsanalytische Unsicherheiten von vornherein zu erwarten ist. Wir schlagen daher eine Einteilung der Bodenfeuchteregime in die Kategorien Klasse, Typ, Subtyp, und Variante (oder Varietät) vor. Die K l a s s e ergibt die gröbste Einteilung der Bodenfeuchte regime auf der einen Seite bzw. andererseits deren letzte noch sinnvolle Zusammenfassung. Sie ergibt sich aus dem bestimmenden Einfluß, den die verschiedenen Erscheinungsformen des Wassers im Boden auf die Dynamik, die jahreszeitliche Veränderlichkeit, die Form und Geschwindigkeit der Wasserbewegung im Boden und dessen hydrologische Konstanten haben. In Mitteleuropa können wir vier solche Erscheinungsformen des Wassers im Boden zumindest theoretisch klar unterscheiden: CHIEITA

Grundwasser (bzw. Grundwasser im engeren Sinne), Hangwasser, Sickerwasser und Stauwasser. Dazu tritt vermutlich als fünfte Erscheinungsform, die von den anderen nicht erfaßt werden kann, das Überschwemmungswasser. In dem vorgelegten Versuch einer Klassifikation der Bodenfeuchteregime wird das Überschwemmungswasser noch nicht mit einbezogen, da dafür von den Bearbeitern keine ausreichenden Unterlagen beigebracht werden konnten. Jeder dieser Erscheinungsformen des Wassers im Boden sind eine Reihe charakteristischer Wirkungen im Landschaftshaushalt eigen, die an den oben genannten Einfluß auf alle anderen Merkmale des Boden Wasserhaushalts geknüpft sind. So ist das Hangwasser häufig nährstoffreich, stets aber sauerstoffreicher als das Stauwasser, während letzteres nur eine zeitweilig hohe Durchfeuchtung des Bodens im Gegensatz zum ständig hohe Feuchtewerte verursachenden Grundwasser hervorruft. Es ist bekannt, daß mit diesen Unterschieden ein völlig anderes Reagieren der Pflanzen und der Bodenentwicklung, um nur zwei Folgewirkungen zu erwähnen, verbunden ist. Aus diesen Überlegungen folgt, daß die Klassifikation der Bodenfeuchteregime mit einer Einteilung in 4 bzw. 5 Klassen beginnt. CHIRITA U. Mitarb. ( 1 9 6 4 ) verwendeten in gleicher Weise diese Kriterien zur Abgrenzung ihrer „Klassen", so daß sie auch eine Gliederung in fünf Einheiten finden. Demgegenüber besteht die Klassifikation bei PELISEK ( 1 9 5 8 ) insgesamt nur aus zwei Kategorien, deren obere nicht nach der Erscheinungsform des Wassers im Boden, sondern nach dem Feuchtezustand des Bodens in der sommerlichen Abtrocknungsperiode ausgeschieden wird. Damit erfolgt die Gliederung nach einer typischen Phase im Jahresablauf der Bodenfeuchte und nicht nach der gesamten Dynamik des Feuchteganges. Die Charakteristik des Feuchtezustands erfolgt außerdem allgemein beschreibend und nicht auf Grund von Messungen zumindest an ausgewählten Standorten. PELISEK kommt damit zu 6 Gruppen: trockene, mäßig feuchte, frischfeuchte, feuchte, nasse und schlammige Böden.

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Der Bodenfeuchteregime-Typ stellt die Grundkategorie in der vorgeschlagenen Kategorie dar. Er ist vergleichbar mit dem Rang des Bodentyps in der europäischen Systematik. Zu seiner Ausgliederung stehen als Kriterien die Dynamik des Bodenfeuchteganges im Jahresablauf sowie die Intensität dieser Erscheinung zur Verfügung. Es handelt sich dabei also um die jahreszeitliche Veränderlichkeit der Durchfeuchtung, die einen großen Einfluß auf die ökologische Varianz der Ökosysteme ausübt (vgl. H A A S E , 1 9 6 1 ) . Damit erhält der Bodenfeuchteregime-Typ eine große Bedeutung für die Charakteristik ökologischer Grundeinheiten, und N E E F S ökologisches Hauptmerkmal „BodenWasserhaushalt" nimmt in den meisten Fällen darauf Bezug. Auch PELISEK gliedert die Feuchtigkeitstypen nach dem jahreszeitlich verschiedenen Verhalten des Feuchtezustands im Boden, wobei er besonders den Sommer und die Übergangsjahreszeiten Frühjahr/Herbst heranzieht. CHIRITA verwendet dagegen die Dynamik des Feuchteganges im Jahresablauf zur Ausscheidung von Untertypen, während er für die Typen als nächstniedrigere Kategorie nach der Klasse die Intensität der Wirkung der Klassenmerkmale als wichtigstes Kriterium benutzt, also z. B. eine Gliederung nach starkem, mäßigem oder schwachen Stauwassereinfluß. In dem vorliegenden Klassifikationsvorschlag werden die beiden Kriterien, die CHIRITA zur Ausscheidung von Typen und Subtypen heranzieht, zusammengefaßt zur Kennzeichnung der Bodenfeuchteregime-Typen eingesetzt. Auf diese Weise kommen wir zunächst zur Ausscheidung von 12 Typen; PELISEK unterscheidet 18 Typen und CHIRITA 17 Typen und 56 Untertypen.

Im S u b t y p wird die Modifikation der Dynamik und der Intensität des Bodenfeuchteganges angesprochen, die durch das Filtergerüst des Bodens hervorgerufen wird. Das Filtergerüst hat einen großen Einfluß auf Beweglichkeit und Bewegungsrichtung des Bodenwassers, die Häufigkeit der verschiedenen Feuchtestufen und die Quantitäten, die an den genannten Prozessen beteiligt sind. Über das Filtergerüst wird eine ganze Reihe der oben genannten Merkmale erfaßt, die überhaupt zur Klassifikation der Bodenfeuchteregime zur Verfügung stehen. Es soll dabei das Filtergerüst im weitesten Sinne verstanden werden, das sich nicht allein auf den texturellen Aufbau des Bodens beschränkt, sondern auch den bodengenetischen Entwicklungsstand, die Wechsellagerung von organischen und mineralischen Komponenten, die Lage im Relief und andere Erscheinungen einschließt. In der V a r i a n t e (oder Varietät) werden besondere Erscheinungen, die auf den Bodenfeuchtegang einwirken, zur weiteren Gliederung herangezogen. Darunter fallen: a) die N u t z u n g s f o r m , wobei in der vorgelegten Klassifikation zunächst nur zwischen einer landwirtschaftlichen Nutzung und Waldbestand unterschieden wurde. Es wurden also noch nicht die Bodenbedeckungen im einzelnen auseinandergehalten (Acker, Wiese, Weide, verschiedene Bestandsformen im Walde, u. a.), obwohl diesen gerade für den Feuchtegang in der Krume bzw. in den obersten Horizonten oft entscheidende Bedeutung zukommt. Die Trennung der in offener Kulturlandschaft vorkommenden Varianten von denen unter Waldbestand bedarf keiner besonderen Erläuterung, da schon das Wurzelsystem des Waldes von dem der Ackerschläge und des Grünlandes bedeutend abweicht und der jahreszeitliche

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Thomas-Laucknek und Haase, Klassifikation

von Bodenfcuchtcregime-Typen

Feuchteanspruch der Holzarten ein anderes Feuchteregime bewirkt als im Offenland. Die Nutzungsformen führen daneben auch zu b) g e l ä n d e k l i m a t i s c h e n bzw. s t a n d o r t s k l i m a t i s c h e n Einwirkungen auf die Feuchtedynamik, die einmal vom Bestandsklima des Waldes und zum anderen von der ungehinderten Wirkung der Strahlung, des Windes und anderer Klimaelemente ausgehen. So können besondere Standortseigenschaften, wie Sonnenseite, Schatthang u. a., zur Differenzierung herangezogen werden. c) Weitere Kriterien für die Ausscheidung besonderer Varianten des Bodenfeuchteregimes sind auch aus verschiedenen m a k r o k l i m a t i s c h e n Tatsachen abzuleiten, die sich im jährlichen Feuchtegang unmittelbar auswirken. Dazu zählen z . B . das jahreszeitlich sehr verschiedene Niederschlagsdargebot, die winterliche Niederschlagsspitze in einigen Mittelgebirgen, der rasche Feuchteumsatz als Folge mehrfachen Wechsels von Schneefall und Abtauphase in den submontanen Bereichen und sicher noch andere. Diese makroklimatischen Tatsachen wurden bei dem vorliegenden Versuch der Klassifikation zunächst nicht besonders berücksichtigt, da das vorhandene Material noch keine sicheren Anhaltspunkte dafür bereitstellt. d) Innerhalb der Kategorie der Variante ergeben sich noch weitere Unterscheidungsmerkmale, wenn auch die Q u a n t i t ä t e n des Wassers berücksichtigt werden, die am Feuchteumsatz im Boden beteiligt sind. Damit kommen wir zu einem Problem, das in dem vorhegenden Vorschlag durch die außerhalb der strengen Klassifikation der Bodenfeuchteregime-Typen stehende r e g i o n a l e A u s b i l d u n g zu lösen versucht wurde. Die Wassermengen, die im Boden Wasserhaushalt umgesetzt werden, können durch zwei bzw. drei Eingangswerte erfaßt werden: a) die in den Boden eindringenden N i e d e r s c h l ä g e (im weitesten Sinne, also einschließlich Tau, Reif u. a.), b) das seitlich oder aus dem Untergrund zugeführte Wasser, das Ganssen (1957) vom Blickpunkt der Bodenkunde recht treffend als Z u s c h u ß w a s s e r bezeichnet hat, sowie c) bei einigen Sonderstandorten das in den Boden eindringende Ü b e r s c h w e m mungswasser. Während die Mengen des Zuschußwassers für den Einzelstandort nur ungenügend genau erfaßt werden können und zum anderen in den ersten 3 Klassen besonders berücksichtigt werden, sind bei den allein vom Sickerwasser, d. h. von den Niederschlägen abhängigen Typen die Niederschlagsmengen ein Maß für die Quantitäten, die am Feuchteumsatz im Boden beteiligt sind. So erscheint es für landschaftsökologische Fragestellungen vor allem von großem Nutzen, die vom Niederschlagsregime bestimmte regionale Ausbildung der Bodenfeuchte regime zu kennzeichnen, entsprechend etwa den regionalen Fazies anderer Geokomponenten. Als Bereich eines einheitlichen Niederschlagsregimes wären dabei die Niederschlagsbezirke anzusehen, wie sie bei O t t o (1955/56) oder H a a s e (1965) ausgeschieden wurden. In der beiliegenden Tabelle (s. Einschlagtafel, 3. Umschlagseite) wurden zunächst nur die naturräumlichen Einheiten genannt, die in der vorliegenden Gliederung

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Sachsens im „ H a n d b u c h der Naturräumlichen Gliederung Deutschlands" bzw. in darüber hinaus führenden Teilbearbeitungen bei H A A S E ( 1 9 6 4 ) , L A U C K N E R ( 1 9 6 2 ) u n d R I C H T E R ( 1 9 6 4 ) aufgeführt sind, da eine so detaillierte Gliederung des gesamten sächsischen Raumes in Niederschlagsbezirke, wie sie dazu notwendig wäre, noch nicht vorhanden ist. Die Angaben, die der Klimaatlas der D D R bereitstellt, sind d a f ü r zu grob. 2.2.

Die Beschreibung der Bodenfeuchteregime

Die Beschreibung der Bodenfeuchteregime m u ß in erster Linie die f ü r eine klassifikatorische Ordnung notwendigen Angaben enthalten. Diese können m i t verschiedenen Mitteln zum Ausdruck gebracht werden. I n diesem Zusammenhang ist ein Blick auf die von P E L I S E K ( 1 9 5 8 ) , M Ü L L E R ( 1 9 5 6 ) sowie C H I R I T A u. Mitarb. ( 1 9 6 4 ) verwendeten Merkmale zur Kennzeichnung der Bodenfeuchteregime sehr aufschlußreich. Die von N E E F , S C H M I D T und L A U C K N E R ( 1 9 6 1 ) sowie H A A S E ( 1 9 6 1 ) verwendeten Merkmale sind im wesentlichen in der Tabelle (s. Einschlagtafel, 3. Umschlagseite) verarbeitet, so daß darauf nicht besonders eingegangen zu werden braucht. P E L I S E K verwendet zur Beschreibung seiner „Feuchtigkeitstypen" im wesentlichen vier Eigenschaften. Die wichtigste ist der häufig zu beobachtende bzw. zu messende Feuchtegehalt in den oberen Bodenschichten sowie im Untergrund, wozu 6 Feuchtestufen verwendet werden. Die Angaben erfolgen getrennt f ü r den Sommer u n d die Übergangsjahreszeiten (Herbst/Frühjahr). Die Feuchtestufen sind nach drei Texturgruppen (leichte, lehmige u n d tonige Böden entsprechend dem Tongehalt) auf Grund der absoluten aktuellen Wassergehalte definiert. Damit verwendet P E L I S E K eine sehr grobe quantitative Kennzeichnung und eine erste Ansprache der zeitlichen Dynamik der Bodenfeuchte. Die weiteren Eigenschaften sind: die mittlere Lage des Grundwasserspiegels, die Ausbildung von Stauwasserhorizonten sowie eine grob geschätzte Häufigkeit von Oberflächenüberschwemmungen. Die auf diese Weise von P E L I S E K gegebene Beschreibung der Feuchtigkeitstypen bemüht sich wohl u m eine genauere Definition der einzelnen Einheiten, vermag aber n u r sehr allgemeine Beziehungen des Boden Wasserhaushaltes festzuhalten. Die von M Ü L L E R ( 1 9 5 6 ) verwendeten Merkmale zur Charakteristik von „Typen der Bodenfeuchtezustände" sind stark von seinem Untersuchungsbereich im mittleren Wesertal geprägt, so daß die grundwasserbeeinflußten Bodenfeuchteregime im Vordergrund stehen. M Ü L L E R geht von Zeit-Tiefen-Diagrammen der an einzelnen Meßpunkten ermittelten Bodenfeuchtezustände aus und verwendet folgende Hauptmerkmale in dieser Rangfolge: a) b) c) d) e)

Grundwasservorkommen oberhalb 2 m, ohne Rücksicht auf die Wurzeltiefe; Austrocknungsgrad im Hauptwurzelraum; Gesamttiefe der in der Vegetationsperiode erreichten Austrocknung; Unterbrechungen in der Austrocknungsphase; die Wiederanfeuchtungsdauer.

1010

Thomas-Laückxer und Haase, Klassifikation von

Bodenfeuchteregime-Typen

Diese Merkmale führen zu einer sehr aussagekräftigen Beschreibung verschiedener Bodenfeuchte regime-Typen, wobei vor allem ökologische Gesichtspunkte in den Vordergrund treten. Sie bleibt aber vorerst bei qualitativen Angaben stehen. Für die Diagnose von Bodenfeuchteregime-Typen bei einer flächenhaften Erfassung von Arealen gleicher Wasserhaushaltseigenschaften (Hydrotopen) ist die von MÜLLER festgestellte weitreichende Koinzidenz von Grünlandgesellschaften mit den Typen der Bodenfeuchtezustände von großer Bedeutung. Diese Koinzidenz ist v o n KLAUSING (1961), LAUCKNER (1962) u n d NIEMAND (1963) auf G r u n d

ein-

gehender, durch Messungen unterstützter Untersuchungen bestätigt und ausgebaut worden. Ein sehr umfassender Vorschlag für eine allgemein gültige Charakteristik von Bodenfeuchteregime-Typen ist kürzlich von CHIRITA U. Mitarb. (1964 a, b) vorgelegt worden. Diese Autoren bemühen sich, die Bodenfeuchte als variable Größe in Raum, Zeit und Tiefe zu erfassen. Sie versuchen sowohl eine allgemeine Kennzeichnung der Feuchteregime zu geben als auch deren quantitative Merkmale anzusprechen. Das geschieht mit Hilfe von Feuchtigkeitsindices und Feuchtigkeitsprofilen 1 der Böden. Als e l e m e n t a r e n F e u c h t i g k e i t s i n d e x I E bezeichnen CHIRITA U. Mitarb. die Beziehung F — WF Ie = — 100 NK wobei

F = Gesamtwasserhaushalt des Bodens in g/100 cm 3 , W F = Feuchtegehalt beim permanenten Welkepunkt und N K = nutzbare Wasserkapazität, ausgedrückt als Differenz zwischen F K (Feldkapazität) bzw. dem Wassergehalt bei einer entsprechenden Saugspannung und W F (definiert als Wassergehalt bei einer Saugspannung von 15 at)

bedeutet. Dieser Index I e kann nach Zeit und Profilabschnitten variiert werden, so daß u. a. folgende Indices zur Beschreibung von Feuchteregimen gebildet werden können: I e = Feuchtigkeitsindex bezogen auf den gesamten Boden und ein J a h r (als Mittelwert oder für bestimmte Jahre) I, s h = Feuchtigkeitsindices für Jahreszeiten (Frühjahr, Sommer, Herbst) I m v = Feuchtigkeitsindex für die Mitte der Vegetationsperiode Ig, I' usw. = Feuchtigkeitsindices für verschiedene Zeiträume und unterschiedliche pedohydrologische Horizonte. Zur weiteren Beschreibung der Dynamik des Bodenfeuchteganges können neben den elementaren auch Relations-Feuchtigkeitsindices verwendet werden. Diese sind in der Lage, die Variationsbreite der Feuchteeigenschaften im zeitlichen Gang oder auch die Feuchteverteilung innerhalb von Böden mit verschiedenen pedo1

Man sollte im deutschen Sprachgebrauch besser Feuchteindex und Feuchteprofll sagen

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1967

1011

hydrologischen Abschnitten zahlenmäßig zum Ausdruck zu bringen. Solche Relationsindices sind z. B. If Ivs = — = Index der jahreszeitlichen Feuchteschwankung I v zwischen Frühjahr Is

und Sommer, Ii Irf = — = Index der Feuchteverteilung im Boden im Frühjahr, ausgedrückt als If' Verhältnis I r der Wassergehalte im Ober- und Unterboden. Zur speziellen Kennzeichnung der einzelnen Bodenfeuchteregime-Typen verwenden C H I R I T A U. Mitarb. bestimmende F e u c h t i g k e i t s p r o f i l e . Diese bezeichnen den mittleren Feuchtezustand eines Bodens mit Hilfe der oben angeführten Indexwerte. Das Feuchteprofil kann als Durchschnittswert für mehrere Jahre, für ein ganzes Jahr oder auch für einzelne Jahreszeiten bzw. typische Feuchtezustände aufgestellt werden. Das Profil kann entweder schematisch Bodenschichten gleicher Mächtigkeit ansprechen (CHIRITA U. Mitarb., 1964a) oder Indices für pedohydrologisch gleichartige Horizonte bzw. Horizontgruppen (CHIRITA U. Mitarb., 1964b) aufführen. Die Gesamtheit dieser Horizonte im Bodenprofil bildet dann das Feuchtigkeitsprofil, dessen Variationen innerhalb eines Jahres oder in episodischer Folge als Kennziffer des Bodenfeuchteregimes verwendet werden können. Die einzelnen Feuchtigkeitshorizonte werden nach einem Vorschlag von C H I R I T A durch Funktionalkategorien bezeichnet, die sich aus der Streuung der Feuchtigkeitsindices aus zahlreichen Einzeluntersuchungen ergeben. Für ökologische Zwecke genügt dabei nach C H I R I T A eine verallgemeinerte Angabe der Saugspannungswerte völlig. Die hier als Beispiel aufgeführten Intervalle beziehen sich auf einen Boden mittlerer Textur (vgl. C H I R I T A U. Mitarb., 1964 a, S. 47). Mit diesen Hilfsmitteln erreichen C H I R I T A U. Mitarb. eine recht detaillierte und an quantitative Kennziffern angelehnte Beschreibung, Definition und Ordnung der Bodenfeuchteregime. Funktionalkategorie

Bezeichnung

Wert von l„

1 A,

größtenteils unaufnehmbares (inaktives) Wasser sehr schwer aufnehmbares Wasser, erste Anfänge des Welkens der Pflanzen schwer aufnehmbares Wasser leicht aufnehmbares Wasser leicht aufnehmbares Wasser, Feuchtegehalt nahe der FK überschüssige (exzessive) Feuchte darin: überschüssige Feuchte zwischen FK und Kapillarkapazität überschüssige Feuchte zwischen Kapillarkapazität und voller Wasserkapazität überschüssiges Wasser, bedeckt teilweise (in dünner Schicht) den Boden völlige Überschwemmung des Bodens bzw. Grundwasseranreicherung

100

1012

THOMAS-LAUCKNER u n d HAASE, Klassifikation von

Bodenfeuchtcregime-Typen

Die in den genannten und einigen weiteren Arbeiten (RODE, 1956; HAMBLOCH, 1958; KLAUSEN«, 1961; u. a.) verwendeten Merkmale zur Kennzeichnung von Bodenfeuchteregimen sind die Grundlage für die in der Tabelle (s. Einschlagtafel, 3. Umschlagseite) versuchte klassifikatorische Ordnung der Bodenfeuchteregime. Dabei wurden vor allem Beispiele aus den Arbeiten von NEEF, SCHMIDT und LAUCKNER (1961), HAASE (1961), LAUCKNER (1961) u n d BARTHEL (1965) verwen-

det, da von diesen detaillierte Meßwerte verfügbar waren. Die Beschreibung der Bodenfeuchteregime für einige Standorte aus dem sächsischen Raum im Abschnitt 5. versucht, 1. quantitative Kennziffern zu verwenden, die auf zahlreichen Messungen des Bodenfeuchtegehaltes beruhen und 2. eine qualitative Charakteristik vor allem der Dynamik und der Intensität des Bodenfeuchteganges im Jahresablauf zu geben. Dazu dienen verschiedene Angaben, die in den Spalten 6—11 der Tabelle verzeichnet sind. Es handelt sich im einzelnen um folgende Kennzeichnungen: 1. Die Angabe des möglichen F e u c h t e r ü c k g a n g e s in den einzelnen pedohydrologischen Abschnitten des Bodenprofils ist auf die volle Wassersättigung des Bodens unter natürlichen Bedingungen bezogen, die etwa der Feldkapazität gleichgesetzt werden kann. 2. Die S c h w a n k u n g s b r e i t e der D u r c h f e u c h t u n g , für die mehrjährige Untersuchungen aus Reihen- und Testmessungen zur Verfügung stehen, wird durch verschiedene Angaben gekennzeichnet: 2.1. in absoluten Feuchtegehalten in Gewichtsprozent bezogen auf absolut trokkenen Boden, 2.2. in einer ziffernmäßigen Angabe der Schwankungsbreite, also deren Amplitude, wobei das Minimum zum Maximum der Feuchte ins Verhältnis gesetzt wird, 2.3. in einer allgemeinen Kennzeichnung der Schwankungsbreite nach Stufenwerten. Damit können die Einflüsse der Textur und andere Eigenschaften eliminiert werden, die für absolute Feuchtegehalte eine große Rolle spielen. Es wird sowohl die Amplitude der Feuchtestufen als auch die häufigste Feuchtestufe angezeigt. 2.4. Schließlich könnten noch besondere Erscheinungen des Feuchteganges ausgewiesen werden, wie etwa ein betonter Feuchtegang in der Ackerkrume, unter Grasnarbe usw. 3. Zur allgemeinen Charakteristik des Bodenfeuchteregimes dient ferner die Angabe über das A u f t r e t e n von D u r c h f e u c h t u n g s p h a s e n , die für das Pflanzenwachstum besonders wichtig sind. Selbstverständlich kann eine derartige Angabe nicht für die gesamte Pflanzenwelt eines Standortes gemacht werden, sondern muß auf die Ansprüche einer bestimmten Gruppe von Nutz- oder wildwachsenden Pflanzen gerichtet sein. Hierbei empfiehlt es sich, die für das Wachstum der Getreidekulturen wichtigen Durchfeuchtungsphasen in den Vordergrund zu stellen, um die Kennzeichnung der Bodenfeuchte regime auch Anforderungen

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, H e f t 11, 1967

1013

der landwirtschaftlichen Praxis nahezubringen. Als solche können — ohne n u n noch die unterschiedlichen Ansprüche der einzelnen Sorten im Verlauf des Wachstumsprozesses zu berücksichtigen — die Feuchtestufen „sehr frisch", „frisch" und „mäßig frisch" angesehen werden. 4. Weiterhin erfolgt die Kennzeichnung des Auftretens und der Andauer von e x t r e m e n D u r c h f e u c h t u n g s p h a s e n , also der nassen u n d trockenen Phasen, die nicht n u r f ü r die staunässebeeinflußten Bodenfeuchteregime von Bedeutung sind, sondern auch die übrigen Typen zu beschreiben vermögen. Als Horizontbezeichnung werden in der Tabelle nicht die in der Bodengenetik und -systematik üblichen Buchstabensymbole (A, B, C usw.) verwendet, sondern es werden alle Angaben f ü r pedohydrologisch einheitlich reagierende Schichten gemacht. Allein diese Profilabschnitte haben eine Beziehung zum Bodenfeuchteregime und darüber hinaus zum Bodenwasserhaushalt. Zum Abschluß weist die Tabelle einen Vergleich der hier ausgewiesenen Bodenfeuchteregime-Typen u n d deren Untergliederung mit den bodensystematischen Einheiten auf. Wünschenswert wäre ein gleicher Vergleich mit den Standortsformen der forstlichen Standortskundung und ebenso mit den ökologischen Grundeinheiten, sobald für letztere eine weitergehende Ordnung über den engen Bearbeitungsraum der bisher vorliegenden Beispiele hinaus gegeben ist. Weiterhin sind noch Angaben über die häufigste Verbreitung der Bodenfeuchteregime-Typen, -Subtypen und -Varianten in bestimmten Geländeformen sowie die vorherrschenden bzw. ökologisch sinnvollsten Nutzungsformen gemacht, die Hinweise auf die Auswertung und Anwendung des Klassifikationsvorschlages geben sollen. Diese zusätzlichen Angaben gehören aber keinesfalls mehr zur Beschreibung des Bodenfeuchteregimes, sondern stellen nur vergleichende Hinweise dar. 3.

Zur Messung der Bodenfeuchte und ihrer Darstellung

3.1.

Die Arbeitsverfahren zur Analyse der Bodenfeuchte regime

E r k u n d u n g und Kennzeichnung der Bodenfeuchteregime sind vor allem von den zur Verfügung stehenden Meßmethoden u n d deren Anwendungsbereich abhängig. Die Klassifikation der verschiedenen Typen, Subtypen und Varianten m u ß die dadurch gegebenen Voraussetzungen berücksichtigen, wenn sie nicht von vornherein jeden Anspruch auf allgemeine Verwendbarkeit verlieren will. Die Zahl der vor allem im Laufe der letzten beiden Jahrzehnte entwickelten und erprobten Feuchtemeßmethoden ist groß. Die mit ihnen erzielten Ergebnisse sind aber in ihrem Wert sehr unterschiedlich. Man unterscheidet zwei Gruppen von Meßmethoden der Bodenfeuchte : a) direkte Bodenfeuchtemessungen, b) indirekte Bodenfeuchtemessungen. Bei der direkten Bodenfeuchtemessung wird der Wassergehalt gravimetrisch an frischen und trockenen Bodenproben bestimmt. Der Wasserentzug erfolgt durch

1014

THOMAS-LAUCKNEK und HAASE, Klassifikation von Bodenfeuchtcregime-Typen

Trocknung entweder im Trockenschrank bei 105—110 °C oder mittels chemischer Reagenzien. Die Probenentnahme wird zumeist mit dem Bohrstock (Rillenbohrer, Volumenbohrer) durchgeführt. Kennzeichnend für die zweite Methodengruppe ist, daß Meßkörper in den Boden eingebracht werden. Bei der Messung bedient man sich folgender energetischer Prozesse bzw. folgender Bodeneigenschaften: a) des Nachleitwiderstandes (z. B. Filterpapiermethode n.

CZIHAK,

1954)2

b) des Saugdruckes (Messung mit Tensiometer. R U G U S , 1935; R I C H A R D S , 1949etc.) 2 c) der Wärmeleitfähigkeit (Messung mit elektrischen Widerstandsthermometern, mit Heißleitern. A L B R E C H T , 1 9 3 2 , 1 9 4 9 ; B R A C H T , 1 9 4 9 ; D E V R I E S , 1 9 5 2 ; HöSCHELE u . R E N T S C H L E R , 1 9 5 8 ; KOITZSCH,

1959)2

d) der Dielektrizitätskonstanten (DK-Methode n. 1 9 4 3 ; PERSON,

FLETSCHER, 1 9 4 0 ;

ANDERSON,

1952)2

e) der elektrischen Leitfähigkeit (mit Elektroden in direkter Leitfähigkeitsmessung oder mit Meßblöcken aus Gips, Nylon, Fiberglas, Fiberglas-Gips oder auch Gips und Boden: W H I T N E Y , G A R D N E R , B R I G G S , 1 8 9 7 ; B O U Y O U C O S and M I C K , 1 9 4 0 ; BOUYOUCOS, 1 9 4 9 ; COLMAN a n d H E N D R I X , 1 9 4 9 ; P E R S O N , 1 9 5 0 ; andDREiBELBis,

YONKER

1 9 5 1 ; B A I E R , 1 9 5 1 ; B U S C H M A N N , 1 9 5 4 ; L I N D N E R U. L Ö T S C H E R T ,

1958,

F) der Radioaktivität (Messung mit Neutronen-Bodenfeuchtigkeitsonde: G A R D N E R and K I R K H A M , 1 9 5 2 ; B E L C H E R U. Mitarb., 1 9 5 0 und 1 9 5 2 ; S T O N E , K I R K H A M and R E A D , 1 9 5 5 ; CABART,

1958)

In der praktischen Anwendung hat sich herausgestellt, daß die Methoden der indirekten Feuchtemessung größere Mängel aufweisen als die gravimetrische. Schon der Einbau der Meßkörper in den Boden kann das wirklichkeitsnahe Meßergebnis in Frage stellen, wenn dadurch eine Veränderung der Bodenstruktur im Meßbereich erfolgt. Diese Gefahr ist besonders groß bei stärker strukturgestörten Böden. Die zweite Fehlerquelle resultiert aus der Tatsache, daß der Wassergehalt des Bodens nicht unmittelbar, sondern indirekt über ein Medium ermittelt wird. In der o. a. Literatur wird auf die Fehlerquellen im einzelnen verwiesen. Die Erfassung des Bodenwasserhaushaltes im Rahmen der landschaftsökologischen Erkundung erfordert es, daß eine feldökologisch anwendbare Methode für Kartie rungsarbeiten und eine Methode für stationäre Untersuchungen zur Verfügung stehen, die mit möglichst geringem Zeitaufwand zuverlässige Meßergebnisse erzielen lassen. Für die Kartierung der Bodenfeuchte, die durch Testmessungen auf möglichst vielen Flächen und bei verschiedenen Wetterlagen im Ablauf eines oder mehrerer Jahre erfaßt werden muß, ist zur Zeit die gravimetrische Methode als einzige voll einsatzfähig. Sie hat den Vorteil, mit geringem Aufwand an Mitteln und einfacher Handhabung zuverlässige Werte zu liefern, sofern eine exakte Durchführung der * Die hier erwähnten Autoren sind im Literaturverzeichnis nur zum Teil erfaßt. Weitere Angaben s. W. Baier (1951) und R. Koitzsch (1959)

Aibrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1967

1015

Messung garantiert ist. Die Genauigkeit des Meßergebnisses ist nicht abhängig vom Bodensubstrat. Ihr Nachteil ist der hohe Kräfte- und Zeitaufwand. Da das Bodenmaterial und die Bodenfeuchte auf kleinem Raum z. T. beachtlich wechseln, sollte bei dieser Art der Messung mit Wiederholungen gearbeitet werden. Über die Zahl der Parallelmessungen ist viel diskutiert worden, und es liegen eine Reihe von Experimenten vor, die nachweisen, wieviel Wiederholungen nötig sind, um zu einem repräsentativen Wert zu kommen. Bodentextur und -struktur spielen dabei eine nicht unwesentliche Rolle. Sollen die an einem Punkt ermittelten Feuchtewerte auf die Fläche übertragen werden, wie das in der Landschaftsforschung nötig ist, so muß von vornherein die natürliche Streuung des Systems mit in die Beurteilung einbezogen und eine gewisse Schwankungsbreite als gegeben vorausgesetzt werden. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache erscheinen 3 Parallelmessungen als ausreichend. Stationäre Untersuchungen sollten nach Möglichkeit mit einer der eleganteren, weniger arbeitsaufwendigen indirekten Feuchtemeßmethoden vorgenommen werden. Es empfiehlt sich hierfür in Zukunft die Messung mit der Neutronensonde, wobei ein Vergleich mit den Ergebnissen der feldökologischen Messungen durch regelmäßige Überprüfungen der Meßwerte mit der gravimetrischen Methode notwendig ist. Die Kombination von stationären Spezialuntersuchungen mit regional streuenden Testmessungen muß die Grundlage aller Wasserhaushaltsuntersuchungen sein. Auf diesem Material muß die Klassifikation aufbauen. Es dürfen nicht allein Merkmale verwendet werden, die nur aus stationären Untersuchungen abgeleitet werden können oder zu deren Ermittlung ein größerer apparativer Aufwand nötig ist. Damit würde die Verwendbarkeit der Klassifikation von vornherein auf ein nicht vertretbares Maß eingeschränkt, da sie bei allen flächenhaften Untersuchungen dann nur ungenügend angewendet werden könnte. 3.2.

Die Darstellungsmöglichkeiten

Je nach dem Umfang der Feuchtemessungen und dem Auswertungsziel werden die Ergebnisse der Bodenfeuchtemessung unterschiedlich dargestellt. Am anschaulichsten und aussagekräftigsten sind die Z e i t - T i e f e n - D i a g r a m m e . Voraussetzung für diese Art der Darstellung sind Feuchtemessungen in kurzen Zeitabständen und über einen längeren Zeitraum (s. Abb. 2)3. Das gleiche erfordern die besonderen Kennwerte der Bodenfeuchte, die in Z e i t d i a g r a m m e n wiedergegeben werden, wie z. B. in Abbildung 14, 17 und 19. Bei den hier gezeigten Kennwerten kommt es darüber hinaus noch auf eine möglichst große statistische Masse, also auf eine vieljährige Reihe an. Es wird die Schwankungsbreite der Bodenfeuchte im Ablauf von 5 Jahren gezeigt. Neben den Maximum- und Minimumwerten, die während dieses Zeitraumes auftraten, ist der mittlere Verlauf der Bodenfeuchte (gepunktete Linie) eingetragen. Unter den * Die hier erwähnten Abbildungen 2 — 24 sind in der Fortsetzung des Beitrages in Band 12, Heft 1, dieser Zeitschrift enthalten

1016

Thomas-Lauckner und Haase, Klassifikation

von Bodenfeuchteregime-Typen

Extremwerten sind, durch eine Grauabstufung sichtbar gemacht, die hydrologischen Daten des Bodens erkennbar: die Höhe des pflanzenphysiologisch nicht nutzbaren Wassers = TW, der Feldkapazität = FK, und als Grenzwerte 60%, 70% und 80% der FK. Liegen nur Feuchtetests vor, die unter Berücksichtigung der Wetterlage im Ablauf eines oder mehrerer Jahre durchgeführt wurden, so können F e u c h t e d i a g r a m m e verschiedener Art oder auch F e u c h t e - T e s t l i n i e n das Ergebnis der Messungen verdeutlichen. Die Abb. 4, 7, 8, 9, 11, 12, 21, 23 zeigen z. B. Feuchtediagramme, die auf Grund von Testmessungen im westlichen Erzgebirge entworfen wurden (Lauckner, 1962). Hier ergab eine Überprüfung der Meßwerte, daß — mit wenigen Ausnahmen — 2 Messungen als Kennwerte für den Schwankungsbereich der Bodendurchfeuchtung angenommen werden können: eine Feuchtemessung im September 1959 als Kennwert für eine sehr starke Austrocknung und ein Meßergebnis vom April 1960 als Kennwert für eine intensive Durchfeuchtung des Bodens. Sie sind deshalb als Grenzwerte in das Bodenfeuchtediagramm aufgenommen worden. Zwischen diesen beiden Werten schwanken die übrigen Resultate. Weiter informiert das Diagramm über die Horizontabfolge des Profils, die Mächtigkeit der einzelnen Profilabschnitte, die Tiefe und Intensität der Durchwurzelung und — soweit das feststellbar war — den Anteil an pflanzenphysiologisch nicht nutzbarem Wasser (gepunktete Linie). Eine andere Art der Darstellung versucht, die einzelnen Meßergebnisse in einem Tiefendiagramm wiederzugeben (Abb. 1, aus H. B a r t h e l , 1965). Aus der Häufung und der Streuung der Meßwerte lassen sich sofort Angaben über die hydrologischen Eigenschaften der Bodenhorizonte, die Häufigkeit des Eintretens bestimmter Durchfeuchtungsphasen, die Extremwerte in der Durchfeuchtung während des Meßzeitraumes, die vertikalen Einflüsse bestimmter Niederschlags- oder Trockenperioden usw. ablesen. Die Auflösung bis in einzelne Meßtermine ist jedoch ebensowenig möglich wie in den L A U C K N E R s c h e n Feuchtediagrammen. Die Aussage erhält ihren Wert aber gerade durch die größere Zahl der Einzelmessungen. In den Diagrammen der F e u c h t e - T e s t l i n i e n (Abb. 5, 6, 10, 13, 15, 16, 20, 22) erscheint die Senkrechte als Grundlinie eines nur vom Sickerwasser und seiner Dynamik im Boden abhängigen, keinerlei Perkolationshemmung aufweisenden Bodenfeuchteregimes. Der gezackte Verlauf der Senkrechten gibt dabei die im einzelnen geringen Unterschiede in der Textur und Struktur des Bodens wieder, bleibt aber zum Teil auch noch mit seinen Abweichungen innerhalb der Fehlergrenze der Bohrstockmethode. Sowohl eine Neigung der Profillinie nach rechts als auch ein geknickter Verlauf mit unterschiedlichen Neigungen gegenüber der Senkrechten deuten Störungen im Wasserhaushalt bzw. einen im Wasserhaushalt nicht einheitlich wirksam werdenden Texturaufbau des Bodens an. Für die nicht grundwasserbeeinflußten Böden heißt das: J e stärker die Neigung der Profillinie von der Senkrechten abweicht, desto stärker ist der Staunässeeinfluß bzw. die HangwasserWirkung im Boden. Der Winkel zwischen beiden Linien ist als Indexwert anzusehen. Bei geknicktem Feuchteprofil kann ein Materialunterschied zwischen Ober- und Unterboden oder eine besonders scharfe Grenze des stau-

1017

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1967

60%

P3 ' Pseudogley auf

Lößlehm

(Dauergrünland

•" Braunerde auf lößlehmbeeinflußfer 6ranit-Frostschuttdecke (Ackerland) SO%

Pseudogley

auf

Lößlehm

(Ackerland)

(HS* • Braunerde-Podsot auf verwittertem Quadersandstein (Ackerland) 80 30%

Jeder senkrechte einem Meßwert Die punktierte

Strich

Fläche

entspricht

markiert

das

Feuchteminimum innerhalb der MeSperiode Angaben

P1

Stagnogley

auf

.Lößlehm

in ßewichts-%

(Dauergrünlandj

Abb. 1: Darstellung der Häufigkeit bestimmter Feuchtewerte auf verschiedenen Standorten in der Gemeinde Waitzdorf (Kreis Sebnitz) Zeitraum der Messungen: 1964 — 1965 70

Albrecht-Thaer-Archiv,

11. B a n d , H e f t 11, 1967

1018

THOMAS-LACCKNER und HAASE, Klassifikation v o n B o d e n f e u c h t e r e g i m e - T y p e n

enden Sockels zu den überfeuchten Horizonten die Ursache sein. Die Bohrstockprobe kann diese Fälle klären. Nur zeitweilig von Hangwasser beeinflußte Böden dagegen zeigen einzelne scharfe Ausbuchtungen der sonst nahezu senkrecht verlaufenden Profillinie in verschiedener Tiefe, so daß eine doppelt gegensinnig geknickte Linie ihr typisches Abbild ist. Die Grundwasserböden weisen dann eine Besonderheit auf, wenn der Einfluß eines tiefer sitzenden Grundwasserkörpers den Bodenwasserhaushalt prägt. Eine geknickte Profillinie mit einem unteren, nach links geneigten Abschnitt drückt das aus. Anmoorige oder im oberen Teil sandbeeinflußte Grundwasserböden sind an der Oberfläche feuchter und bilden ein Feuchteprofil, dessen oberer Abschnitt sehr stark nach rechts geneigt ist. In den folgenden Beschreibungen einiger Bodenfeuchteregime-Typen (Abschn. 5.) sind die verschiedenen Darstellungsmöglichkeiten, den jeweils zugrunde liegenden Untersuchungen angepaßt, näher durch die Beispiele erläutert.

4.

Bemerkungen zur Nomenklatur

Jede Klassifikation führt notwendig zur Benennung der in ihr geordneten Typen. Im deutschen Sprachgebrauch sind Bezeichnungen für Bodenfeuchteregime (BFR), die auf strengen Definitionen beruhen und daher begrifflich eindeutig sind, bisher noch nicht gegeben worden. Die grobe Einteilung nach den Haupterscheinungsformen des Wassers im Boden — Grundwasser, Sickerwasser, Stauwasser, Hangwasser —, die in verschiedenen Arbeiten verwendet wird, bezeichnet zunächst vor allem vier verschiedene physikalische Verhaltensweisen des Wassers im Boden. Es wird damit nicht allein ein bestimmtes Feuchteregime bezeichnet. Die in dem vorliegenden Vorschlag ausgewiesenen Klassen der B F R werden in erster Linie von einer dieser Erscheinungsformen geprägt, so daß sich ihre Benennung zwanglos davon ableiten läßt. Der Vorschlag lautet demnach: Klasse Klasse Klasse Klasse

A: B: C: D:

grundwasserbeeinflußte B F R = G r u n d w a s s e r - B F R hangwasserbeeinflußte B F R = H a n g w a s s e r - B F R stauwasserbeeinflußte B F R = Stauwasser-BFR ausschließlichsickerwasserabhängigeBFR = S i c k e r w a s s e r - B F R

Die Kürzung der Bezeichnung der Klasse D von „ausschließlich sickerwasserabhängig" zu „Sickerwasser-BFR" erscheint aus sprachlichen Gründen gerechtfertigt. Es wird damit — wie bei allen anderen Bezeichnungen — die Dominanz des Sickerwassers in der Prägung des Feuchteregimes bei diesen Standorten ausgedrückt, womit keineswegs gesagt ist, daß in den B F R der anderen Klassen kein Sickerwasser vorkommt. Eine evtl. notwendige Klasse E, stark von Überschwemmungen beeinflußte BFR, könnte unter der Bezeichnung Ü b e r s c h w e m m u n g s - B F R hinzugefügt werden. In den Arbeiten von CHIRITA U. Mitarb. (1964) wird ein ähnlicher Versuch zur Benennung der BFR-Klasen unternommen. Die 5 ausgeschiedenen Klassen werden

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, lil07

1019

bezeichnet mit P, PS, PG, PSG, Ü. Die Abkürzungen bedeuten: P = penetrant von Niederschlägen, S = stauend von Niederschlägen, G = grundwasserbeeinilußt, Ü = überschwemmungsbedingt. Schwieriger ist die prägnante Bezeichnung der BFR-Typen. Auch dafür sollte ein Substantiv benutzt werden, um Subtypen und Varianten durch adjektivische Zusätze kennzeichnen zu können. Die zusammengesetzten Substantive in der deutschen Sprache erlauben dabei eine weitgehende Kombination von verschiedenen Aussagen. Als Kriterien für die Ausgliederung der Typen werden die Dynamik des Bodenfeuchteganges im Jahresablauf sowie die Intensität dieser Erscheinungen verwendet. Daraus lassen sich als Praefix für die Typenbezeichnungen ableiten: Permanent-, Perioden-, u. a., womit die jahreszeitliche Dynamik angesprochen werden kann, oder: Tief-, Schichten-, u. a., mit denen Lage und Erscheinungsform der Feuchteeinflüsse im Boden bezeichnet werden können. Daraus ergibt sich für die in der Tabelle gegebene Klassifikation folgender Vorschlag : B F R - T y p A I : Permanent-Grundwasser-BFR A I I : Perioden-Grundwasser-BFR B B B B

I : II : III: IV :

Permanent-Hangwasser-BFR Perioden-Hangwasser-BFR Permanent-Tiefhangwasser-BFR Perioden-Tiefhangwasser-BFR

C I : Permanent-Stauwasser-BFR C I I : Perioden-Stauwasser-BFR C I I I : Tief-Stauwasser-BFR D I : Wechselfrisch-Sickerwasser-BFR D I I : Frisch-Sickerwasser-BFR D I I I : Schichten-Sickerwasser-BFR Die Benennung von Subtypen durch adjektivische Zusätze ergibt sich aus diesem Vorschlag zwangsläufig. Es können z. B. benannt werden: grobporiger oder stark permeabler Perioden-Grundwasser-Bodenfeuchteregimetyp, anmooriger Permanent-Grundwasser-Bodenfeuchteregimetyp, wechselnasser Perioden-Stauwasser-Bodenfeuchteregimetyp, sandig-lehmiger Schichten-Sickerwasser-Bodenfeuchteregimetyp, schluffig-schuttreicher Schichten-Sickerwasser-Bodenfeuchteregimetyp. Bei Subtypen, bei denen eine Wechsellagerung verschiedener Bodenarten das Feuchteregime mitbestimmt, sollte die Benennung die im Profilaufbau von oben nach unten aufeinanderfolgenden Schichten ausdrücken (vgl. die beiden letztgenannten Subtypen). Die Vorschläge von C H I R I T A U. Mitarb. zur Bezeichnung der BFR-Typen sind im Prinzip den oben angeführten sehr ähnlich. Allerdings verwendet er keine 70*

1020

THOMAS-LAUCKNER u n d H A A S E , K l a s s i f i k a t i o n v o n B o d e n f e u c h t e r e g i m e - T y p e n

Substantive, so daß der sprachliche Ausdruck oft nicht befriedigen kann, z. B. bei den Typen der Klasse P (entspricht den Sickerwasser-BFR): Px ~ zum Teil penetrant, subperkolativ; P2 = periodisch tief penetrant, wechselnd subperkolativ-perkolativ, alterno-transperkolativ; P3 ~ tief penetrant, transperkolativ. Die einzelnen Bezeichnungen sind als Synonyma angegeben (1964, Tab. S. 48). Fortsetzung folgt in Band 12, Heft 1, dieser Zeitschrift. Anschriften der Verfasser D r . MAGDA THOMAS-LATJCKNER

Geographisches Institut der Karl-Marx-Universität Leipzig 701 Leipzig, Schillerstraße 6 D r . GÜNTER HAASE

Geographische Gesellschaft in der Deutschen Demokratischen Republik 701 Leipzig, Dimitroffplatz 1

1021 Fysisch geografisch en bodcmkundig Laboratorium Universiteit van Amsterdam

A. P. A.

VINK

Die Interpretation von Bodenkarten für landwirtschaftliche Zwecke 1 ) Eingegangen: 18. 5. 1967

1.

Einleitung

Als A L B R E C H T T H A E R 1 8 1 1 die erste moderne landwirtschaftliche Landklassifikation aufstellte, unterschied er bereits sehr klar zwischen Bodenbonitierung, d. h. der Klassifikation von Grundstücken im agrotechnischen Sinne, und Taxation, d . h . ökonomischer Bewertung. E r wendete die damals besten wissenschaftlichen Verfahren u n d Kenntnisse an, u m zu einer richtigen Verteilung der Produktionskosten und zu einer bestmöglichen landwirtschaftlichen Nutzung zu kommen. I n der zweiten Hälfte des 19. und den ersten Dezennien des 20. J a h r h u n d e r t s ermöglichten die chemischen Untersuchungen von J U S T U S V O N L I E B I G und seinen Nachfolgern die Verwendung der Mineraldünger und riefen im allgemeinen die Idee hervor, daß mit der heutigen Chemie und Technik auf jedem Boden jede Produktion möglich sei. Deshalb blieb die Nutzung der Ideen T H A E R S für landwirtschaftliche Zwecke sehr lange hinter der Nutzung seiner Vorschläge f ü r die Taxation zurück, die bald von den Finanzministerien für Steuerzwecke und auch für kreditwirtschaftliche Zwecke sehr systematisch angewendet wurden. Von der Taxation im Sinne T H A E R S f ü h r t in den Niederlanden eine gerade Linie zu der heutigen „Landsteuer". I n Deutschland hat die Bodenschätzung die Taxation T H A E R S im Licht der wissenschaftlichen Kenntnisse um 1930 wieder zu neuem Leben gebracht. Daneben ist, nachdem D O K U Ö A E V die moderne Pedologie geschaffen hatte, eine immer größere Anzahl von Wissenschaftlern damit beschäftigt, den Boden als naturwissenschaftliches Objekt zu erforschen. Diese rein wissenschaftliche Tätigkeit steht erst im Anfang ihrer großen Entwicklung. Es ist daher leicht zu erklären, daß viele Pedologen n u r f ü r die Notwendigkeit Augen haben, eines der kompliziertesten Objekte der N a t u r besser kennenzulernen. Aber die Pedologie f ü h r t auch zu der Herstellung von Bodenkarten, die zwar wissenschaftliche Dokumente sind, aber zur gleichen Zeit auch Angaben vermitteln, die für die Praxis außerordentlich große Bedeutung besitzen. Die Praxis fragt immer mehr nach diesen Angaben, weil in der Landwirtschaft und in der Kulturtechnik mehr und mehr die Einsicht wächst, daß m a n zwar vielleicht theoretisch aus jedem Boden alles machen kann, aber daß doch in Wirklichkeit die technischen und ökonomischen Beschränkungen eine genaue Auswertung der Möglichkeiten verlangen, welche die verschiedenen Böden bieten. I n bestimmten Fällen hat sich daher der Praktiker sein eigenes 1

Als Vortrag gehalten anläßlich eines Kolloquiums im Institut für Bodenkunde Eberswalde der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin

1022

ViNK, Bodenkarten für landwirtschaftliche Zwecke

System der Bodenauswertung für seine besonderen Zwecke und für einen bestimmten Zeitpunkt erarbeitet; diese Augenblicksauswertungen haben aber selbstverständlich nur eine ganz beschränkte Bedeutung und sind auch oft zu subjektiv, um unumstrittene Schlußfolgerungen darauf zu gründen. Mit dem Wachsen unserer pedologischen Kenntnisse und besonders der Technik der Bodenbeschreibung und der Analysen, die auch zu einer komplizierteren Bodenklassifikation geführt haben, sind aber auch die Ergebnise der pedologischen Untersuchungen für den Nicht-Pedologen sehr schwer verständlich geworden. Und doch gestatten die volkswirtschaftlichen Bedürfnisse 1967 nicht mehr, daß wichtige Entscheidungen nur auf der Angabe der Bodenart (d. h. die Korngrößenunterschiede) begründet werden. Es muß alo etwas geschehen, um die Ergebnisse der modernen wissenschaftlichen Pedologie so zu übersetzen, daß die Praktiker sie optimal auswerten können. Der Pedologe ist der einzige, der diese Arbeit leisten kann, denn nur er verfügt über die Kenntnisse, die notwendig sind, um die Terminologie und die Kartierungstechnik vollständig zu erfassen; er muß dabei aber stets einige Grundsätze bei seinem Verfahren beachten: 1. Nicht jeder bodenkundliche Unterschied ist für jeden praktischen Zweck von wirklicher Bedeutung. 2. Grundsätzlich haben alle bodenkundlichen Unterschiede eine praktische Bedeutung, obwohl diese im Augenblick vielleicht noch nicht zu erfassen ist. 3. Der Praktiker, der die Bodenkarte benutzen soll, muß bei ihrer Herstellung um Rat gefragt werden. 4. Nicht alle Grenzen auf der Bodenkarte sind theoretisch-pedologisch bestimmt; im allgemeinen soll die Bodenkartierung auch schon bei der Geländeaufnahme auf die praktischen Bedürfnisse achten. 2.

Kategorien der Bodenbonitierung und der Landklassifikation

Landklassifikationen werden von sehr verschiedenen Spezialisten für sehr verschiedene Zwecke aufgestellt. In der rein physischen Landklassifikation der Geographen werden die verschiedenen Landschaften und Landformen dargestellt. Ein besonders gutes Beispiel dafür sind die „land systems" der Australischen C.S.I.R.O. Das sind kleinmaßstäbliche Kartierungen (1:1000000 bis 1:250000), die für eine erste Inventur der Natur in Entwicklungsländern sehr nützlich sind und eine Art „integrierte Kartierungen" darstellen (Vink, 1965). Auch für verkehrsgeographische Untersuchungen werden solche Kartierungen durchgeführt. Daneben steht die landwirtschaftliche Landklassifikation, die uns hier besonders interessiert. Dabei handelt es sich um eine Klassifikation der Böden für praktische landwirtschaftliche Zwecke. Diese Klassifikation kann mehr oder weniger aus technischen oder ökonomischen Gesichtspunkten aufgestellt werden; die verschiedenen Kategorien, die dabei möglich sind, werden im folgenden kurz erwähnt. Daneben gibt es auch noch eine Landklassifikation nach institutionellen und Eigentums-Merkmalen, die hier nicht in Betracht gezogen wird. Die landwirtschaftliche Landklassifikation läßt sich dann in folgende Kategorien einteilen:

Albrecht-Tliaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1967

1023

1. Landklassifikation nach inhärenten Merkmalen, d. h. Bodenklassifikation (siehe EHWALD, 1 9 6 5 ) 2. Landklassifikation nach inhärenten Qualitäten 3. Landklassifikation nach Wachstumsreaktionen 4. Landklassifikation nach der aktuellen Bodennutzung 5. Landklassifikation nach der potentiellen Bodennutzung (Bodenbonitierung) 6. Landklassifikation nach der empfohlenen Bodennutzung 7. Landklassifikation für konkrete Pläne Die erste Kategorie ist die rein wissenschaftliche Bodenklassifikation, die, wie schon erwähnt, die Basis für alle mehr praktischen Klassifikationen bildet und auf deren Grundlagen man immer wieder neue, zeitgebundenere praktische Klassifikationen aufbauen kann. Die Bodenklassifikation ist die erste Kategorie dieser Reihe, aber sie ist natürlich auch wissenschaftlicher Hauptgegenstand an sich, wenn sie in der wissenschaftlichen Pedologie ausgearbeitet und angewendet wird. Die zweite Kategorie, die Landklassifikation nach inhärenten Qualitäten, kann z. B. die Tiefenlage und Mächtigkeit eines bestimmten Horizontes angeben, z. B . kalkhaltiger Sand (SONNEVELD, 1958), aber auch kompliziertere Eigenschaften, wie Durchlässigkeit, Bearbeitbarkeit, Erosionsempfindlichkeit usw. Es sind durchweg rein technische Eigenschaften, die aus der Bodenkarte abgeleitet werden können und die sich insbesondere in kulturtechnischen Projekten sehr bewährt haben. Die dritte Kategorie gibt die Wachstumsreaktion einer bestimmten Kultur auf eine bestimmte agrotechnische oder kulturtechnische Maßnahme, z. B. Düngung oder Entwässerung, an. Sie fordert also im allgemeinen eine gute Zusammenarbeit der Pedologen mit den Spezialisten auf diesen Gebieten. Interessante Angaben hierüber werden z. B. gegeben von T J Ü B I N und SOKOLOV ( 1 9 5 8 ) , DÖRR ( 1 9 5 8 ) und R I D ( 1 9 5 8 ) . Auch SONNEVELD ( 1 9 5 8 ) , DE SMET ( 1 9 6 2 ) und V I N K ( 1 9 6 3 ) geben Beispiele. Die vierte Kategorie, die Landklassifikation nach der aktuellen Bodennutzung, wird von englischen Geographen (L. D U D L E Y STAMP und seinen Schülern) sehr viel verwendet. Insoweit in vielen Ländern, besonders in den Entwicklungsgebieten, noch sehr wenig derartig konkrete Angaben zur Verfügung stehen, ist sie nützlich. Sie kann aber überhaupt keine Hinweise über die potentielle Bodennutzung geben. Als Hilfsmittel zum Vergleich von Produktivitätsunterschieden zwischen bestimmten Bodentypen in einer Gegend kann sie aber oft gut genutzt werden. Die fünfte Kategorie, die Landklassifikation nach der potentiellen Bodennutzung, ist prinzipiell weitaus die wichtigste. Im allgemeinen führt sie zu Bodeneignungskarten und, wenn sie quantitativ ausgearbeitet wird, zu einer Bodenbonitierung. Daneben gibt es auch die Bodeneignung für bestimmte kulturtechnische Maßnahmen, sie schließt an die Kategorie 2 und 3 an (DE SMET, 1 9 6 2 : Eignung für Rohrdränage). Die Kategorien 6 und 7 entziehen sich der Beurteilung des einfachen Pedologen. Sie müssen nicht nur die Bodeneigenschaften und die technischen Bedingungen der Landwirtschaft und der Kulturtechnik beachten, sondern auch sozialökonomische

1024

VINK, Bodenkarten für landwirtschaftliche Zwecke

und agrarpolitische Fragen. Der Pedologe soll mit den erstgenannten Kategorien die wichtigsten Grundmaterialien für diese zwei letzten Kategorien liefern. Er soll auch als Berater hinzugezogen werden und, wenn notwendig, alternative Landklassifikationen anfertigen, die für einen bestimmten Zweck besser geeignet sind. Diese beiden letzten Kategorien soll er jedoch niemals selbst aufstellen, sondern die Verantwortung den dafür zuständigen Stellen überlassen. 3.

Bodeneigenschaftsklassifikation und Bodenbeschränkungsklassifikation

Bei der Bodenkartierung werden stets viele Merkmale aufgenommen, die, entweder allein oder in Verbindung mit anderen Merkmalen, bestimmte Eigenschaften andeuten, die für gewisse technische und landwirtschaftliche Beurteilungen von wesentlichem direktem Nutzen sind. Beispiele dafür gehen aus Tabelle 1 hervor. Zum Teil handelt es sich um Laboranalysen, die ja für jede gute Bodenkartierung vorgenommen werden. Im allgemeinen sprechen wir hier von Bodeneigenschaften, aber manchmal wird der Ausdruck „Bodenbeschränkungen" bevorzugt, um die besonderen Beschränkungen anzudeuten, die entweder das Bodenprofil oder die Bodenlandschaft der landwirtschaftlichen, gartenbaulichen oder forstlichen ProTabelle 1 Beispiel von Merkmalen der Bodenkartierung, die mit bestimmten Aspekten der Pflanzenproduktion und/oder dem Pflanzenwachstum unmittelbare Beziehungen haben Homogenes Bodenprofil homogene Struktur der Bodendecke (soil pattern) ebene Oberfläche Mächtigkeit des Humushorizontes Tongehalt Pedologischer Bodentyp Ton- u n d Schluffgehalt Grundwassertiefe Grobsand- und Grobkalkgehalt Struktur, Durchlässigkeit

Gartenbau, Obstbau a) Qualitätsgewächse (Flachs) b) kulturtechnische Projekte Maschineneinsatz Zuckerrüben, Gartenbau Weizenanbau Gerste, Kartoffeln Erbsen, Zuckerrüben Weide, Mangelrüben, Hafer, Maschincneinsatz Blumenzwiebeln Dränung, Rohrbewässerung

Tabelle 2 Bodenbeschränkungen Westeuropas, Karte 1:2 500000 Höhe über dem Meer Relief Flachgründigkeit Festes Gestein an der Oberfläche Steingehalt des Bodens Empfindlichkeit f ü r Wassererosion Wassermangel Wasserüberfluß, auch wenn korrigiert durch künstliche Entwässerung Überschwemmungsgefahr Empfindlichkeit f ü r Winderosion Salzböden und Alkaliböden Spezielle Probleme chemischer oder mineralogischer Art Spezielle Probleme organischer Böden Spezielle Probleme der Bodentextur (entweder Sandböden oder Pelosole) Spezielle Probleme der Bodenstruktur

1025

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1967

duktion auferlegt. Im letzten Fall, wie es z. B. 1960—1964 für die FAO, European Soil Resources Committee, geschah, muß natürlich die klimatische Lage auch eingehend beachtet werden. Tabelle 2 enthält die Liste der Bodenbeschränkungen, die für den westlichen Teil Europas entworfen wurde. Von den zahlreichen Untersuchungen in den Niederlanden auf diesem Gebiet seien nur erwähnt: S O N N E V E L D ( 1 9 5 8 ) über Kalkgehalt, Wassergehalt zwischen pF 2 , 3 und 4 , 2 , Torfunterlage, Reduktionstiefe; D E S M E T ( 1 9 6 2 ) über Kalkgehalt, Bodenbearbeitung und Durchlässigkeit; E N T E ( 1 9 6 3 ) über verschiedene Probleme der Gartenbauböden. Mein Schüler A B D U L G H A N I hat eine Bodenbeschränkungskarte von einem Teil der Insel Texel angefertigt; ein anderer Schüler, V E R H O E V E N , hat derartige Arbeiten im Großherzogtum Luxemburg ausgeführt. Darüber hinaus liegen in den Niederlanden sehr viele andere Arbeiten auf diesem Gebiet vor, von denen die meisten aber nicht leicht zugänglich sind, weil die Berichte für den kulturtechnischen Dienst und für andere Behörden angefertigt und nicht publiziert wurden. 4.

Eignung für agrotechnische und kulturtechnische Maßnahmen

Hier werden zwei Kategorien teilweise zusammengefaßt: die Kategorie 3 (Wachstumsreaktion) und die Kategorie 5 (Eignung), soweit sie auf kulturtechnische Maßnahmen bezogen sind. Es handelt sich in beiden Fällen um die Reaktion auf technische Eingriffe im Bodenprofil und/oder in der Bodenlandschaft, die zweifellos auch ökonomisch beschränkt sind, aber doch in erster Linie als rein technische Maßnahmen gekennzeichnet werden können. Es folgen drei Beispiele, wovon eines

Tabelle 3 Düngung von Tee auf drei Bodentypen der Insel J a v a (VISK, 1963) Bodentyp

1 2 3

Mittlerer Ertrag

Mittlerer Mehrertrag

ohne Mineraldünger

durch Mineraldünger

Mittlerer Mehrertrag

kg/ha

%

kg/ha

2000 1400 1000

60 70 50

1200 1000 500

Tabelle 4 Reingewinn in % des Bruttoeinkommens durch verbesserte Entwässerung auf verschiedenen Böden in den Niederlanden (Kulturtechnische Kommission 1960) Boden

Meereston Flußton Torfböden Sandböden

Aktueller Grundwasserstand vor der Verbesserung (unter der Bodenoberfläche) 0 - 2 0 cm 2 0 - 4 0 cm O/

/o

0/

25 20 25 20

10 5 0 0

/o

1026

ViNK, Bodenkarten für landwirtschaftliche Zwecke

sich auf die Düngung von Tee in Indonesien bezieht (VINK, 1963) und die zwei anderen auf Entwässerung von Ackerbauböden in den Niederlanden (Tab. 3—5) (siehe a u c h TJURIN u n d SOKOLOV, 1 9 5 8 ; DÖRR, 1 9 5 8 ; R I D , 1958). Tabelle 5 Optimale Dränrohrabstände auf verschiedenen Böden der Dollardgebiete (DE SMET, 1962)

5.

Boden (Kartierungsnummer)

Dränrohrabstand in m

40 39 38 37 34 33 31 27 26 25 18 17 8 7 6 5 4 2

25 20-25 15-20 20-25 5-10 5-10 15-20 10-15 10-15 10-15 10-15 keine Rohre 10-15 keine Rohre 5 5 keine Rohre keine Rohre

Eignung für die landwirtschaftliche Nutzung

Diese als sehr einfach betrachtete Kategorie hat sich als sehr kompliziert erwiesen, weil der gesamte landwirtschaftliche Betrieb mit in Betracht gezogen werden muß. Dafür wurde folgende Formel aufgestellt (VINK, 1960): SA =

Z t(RY)

E

I

-

R

( F + C)E 2 ] E, T, M

Darin ist: S R Y Ej F C E T M

(suitability) = Eignung des Bodentyps A (rotation) = Fruchtfolgesystem (% Anteil des —) (yield) = Ertrag in kg/ha (economy) = ökonomischer Parameter (Preise der Erträge) (fertilizers) = Mineraldünger (cost) = sämtliche übrigen Kostenfaktoren allgemeiner ökonomischer Parameter (betriebs- und volkswirtschaftlich) (technology) = technologisches Niveau des Betriebes und seiner Umgebung (management) = Kenntnisniveau des Bauern (siehe U. S. Soil Survey Manual : levels of management)

Diese Formel kann dazu dienen, für einen bestimmten Fall die Eignung quantitativ auszurechnen, wofür schon früher einige Beispiele gegeben wurden (VINK, 1960) (Tab. 6 und 7). Das wichtigste ist aber vielleicht, daß dadurch eine Vorstel-

1027

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1967

lung von den verschiedenen Faktoren erweckt wird, die zusammen für die Lösung dieser wichtigen Frage bestimmt werden müssen. Und doch sind noch nicht alle Faktoren in dieser Formel vertreten. Für andere Zwecke wurde schon früher eine andere Reihe von Faktoren angegeben (VINK, 1956), die hier nochmals zitiert wird: 1. Produktivität in kg/ha 2. für den Ertrag notwendige Arbeitsstunden, Mineraldünger usw. 3. Qualität des Produktes 4. Risiko der landwirtschaftlichen Produktion, das unbeeinflußbar vom Klima abhängig ist 5. relative Oberfläche der Eignungsklasse im Rahmen der landwirtschaftlichen Nutzung Tabelle 6 Beispiel für einen schematisierten Betriebshaushalt für die quantitative Bodeneignungsklassifikatioa (VINK, 1 9 6 0 )

Fruchtfolge ha

Y Ertrag/ha

E! Rohertrag Geldeinheiten/t je Fruchtart* (Geldeinheiten)

3,4 4,5 22,5

233 50 5

Fruchtart

F.E 2 C.E t Reinertrag je Mineralandere Kosten Fruchtart dünger in in Geldeinh./ha (Geldeinheiten) Geldeinh./ha

1,5

Roggen**

1695

217

809

+ 156

2,0

Weizen

3,5 4,0

263 52

2257

205

793

+ 261

2,0

Hafer

3,9 4,2

238 42

2210

151

787

+ 334

1,5

Kartoffeln

21,4 5,6

67 7

2210

350

1603

- 720

1,5

Zuckerrüben

47,0 36,0

46 7

3621

461

1663

+ 435

0,5

Mais

4,0

276

552

301

1358

-278

1,0

Erbsen

1,7 2,8

536 79

1132

118

834

+ 180

10,0

Gesamter Betrieb

+ 368 je ha + 37 je ha - 1 2 0

Allgemeine Betriebskosten S: Eignungsrate in Geldeinheiten/ha allgemeine Korrektur für positives Niveau für alle Böden

+ 470

S nach Korrektur in Geldeinheiten/ha

+ 387

relative Eignung wenn S ^ j = 1200 : S rei.

387

- x 100 = 32

* je Fruchtart: Ertrag/ha x Anbaufläche ** Ertragsangaben von oben nach unten: Korn, Stroh und Zweitfrucht (Rüben)

1028

VINK, B o d e n k a r t e n für landwirtschaftliehe Zwecke

Tabelle 7 E i n i g e vorläufige R e s u l t a t e der quantitativen Bodeneignungsforschung auf einige B o d e n t y p e n der Niederlande (VINK, 1960) Bodentyp

Bodeneignung in Geldeinheiten nach Niveaukorrektur ( + 470)

Humuspodsol, Sand, übermäßig entwässert

24

Tief hunioser Boden, lehmiger Sand, ziemlich stark entwässert

153

Braunpodsol, lehmiger Sand, übermäßig entwässert

276

„ G r a y brown podzolic soil", lehmiger Sand, übermäßig entwässert

387

Alluvialboden, sandiger L e h m , gut entwässert

1036

Alluvialboden, L e h m , gut entwässert

1122

Daraus geht hervor, daß besonders die beiden letzten Punkte noch nicht in die Formel eingegangen sind. Der vierte Punkt, das Risiko, könnte vielleicht nach Angabe der klimatischen Verhältnisse als eine fingierte Versicherungsprämie eingeführt werden (siehe auch Vink c. s., 1963), was aber in den Niederlanden in Wirklichkeit noch nie geschehen ist. Der fünfte Punkt, die Struktur der Bodendecke, ist sehr schwierig in einer Formel zu berücksichtigen; die neuen Arbeiten von van Heuveln (1964) können aber vielleicht zu einer Lösung führen. Diese Untersuchungen stehen auch in Verbindung mit der neuen Bodenkartierung der Niederlande im Maßstab 1:50000, siehe z. B. Stichting voor Bodemkartering (1964). Zusammenfassung Es wird ein Überblick über die Hauptprobleme und die wichtigsten Möglichkeiten der Auswertung von Bodenkartierungen für die praktische Landwirtschaft gegeben. Insbesondere werden die verschiedenen Arten der Landklassifikation behandelt sowie die Fraktoren, welche die Eignung verschiedener Böden für die landwirtschaftliche Nutzung bestimmen.

Pe3K)Me Hasßamie

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n0Jib30BaiiHH.

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1067

1029

Summary Title of the paper: Interpretation of soil maps for agricultural purposes An outline is given of the major problems and possibilities as t o the interpretation of soil maps for agricultural practice. Emphasis has been laid on both the various variants of land classification and factors likely to determine the suitability of different soils for agricultural use. Literatur : Relations between photointerpretation and soil survey in Texel Island. ITC-Publ., Delft, B 29, 1965

ABDULGHANI, S. A .

BURINGH, P. : Soils and soil conditions of Iraq. Ministry of Agriculture, Baghdad, 1960 DAM, J . G. C. van : Aspecten van het bodemgeschiktheidsonderzoek in de tuinbouw (XVI. Internat. Hort. Congr., Brussels). Meded. Dir. Tuinb. z 6 (1963), S. 97—200 DÖRR, R. : Das Verhalten von 6 Bodenarten unter gleichem Klima als Ackerboden. Verh. I I . u. IV. Komm. Internat. Bodenkd. Gesellsch., Hamburg, 1958, S. 119 — 124 EHWALD, E .

: Die neue amerikanische Bodenklassifikation. Sitz.-Ber. Dt. Akad. Landwirtsch.-

Wiss. Berlin 14 (1965), H . 12, S. 102 ENTE, P. J . : Een Bodemkartering van het tuinbouwcentrum „De Streek". De Bodemkartering van Nederland, Deel 21, Wageningen, 1963 HEUVEEN, B .

van: Het gebruik van bodemkaarten voor der Nederlandse landbouw. Land-

bouwk. Tijdschr. 76 (1964), S. 1 0 4 7 - 1 0 6 2 RID, H. : Die Stellung der pseudovergleyten Böden im Acker- und Pflanzenbau. Verh. II. u. IV. Komm. Internat. Bodenkd. Gesellsch., Hamburg, 1958, S. 99 — 104 SMET, L. A. H . DE: Het Dollardgebied. De Bodemkartering van Nederland. Deel 20, Wageningen, 1962 SMET, L. A. H . DE: Het bodemgeschiktheidsonderzoek voor grondbewerking. Landbouwk. Tijdschr. 77 (1965), S. 4 8 6 - 4 9 6 S O N N E V E L D , F . : Bodemkartering an daarop afgestemde landbouwkundige onderzoekingen in het Land van Heusden en Altena. De Bodemkartering van Nederland. Deel 18, Wageningen, 1958 Stichting voor Bodemkartering: Bodemkaart van Nederland, Schaal 1:50000, Blad 50 West (Breda), 1964 T J U R I N , I. V. ; SOKOLOV, A . V. : Soil types and efficiency of fertilizers.. Verh. II. u. IV. Komm. Internat. Bodenkd. Gesellsch., Hamburg, 1958, S. 60—72 VERHOEVEN, H. J . M. : A study of soil and photointerpretation in the Grand Duchy of Luxemburg. ITC Publ. B 19/20 and M. Sc. Thesis (stencil ITC Delft), 1963 VINK, A. P. A. : Application of soil survey in the Netherlands I I Agriculture. Trans. 6 Internat. Congr. Soil Sei. Paris, Vol. G., 1956, S. 6 3 9 - 6 4 4 VINK, A. P. A. : Quantitative aspects of land classification. Trans. 7 Internat. Congr. Soil Sei., Madison, Vol. 4, 1960, S. 3 7 1 - 3 7 8 VINK, A. P. A. : Aspects de pédologie appliquée. La Baconnière, Neuchatel (Suisse), 1963 VINK, A. P. A. : The use of aerial photographs in integrated surveys of resources, Paper I I B. U N Regional Seminar on Cartography in Economic Development, Helsingör (Danmark). 1965. (Im Druck in Publ. ITC-UNESCO Centre integrated Surveys, Delft, Reihe P, 1967)

1030

VINK, Bodenkarten für landwirtschaftliche Zwecke

Vink, A. P. A. u. a.: Enkele onderzoekingen over de bodemgeschiktheidsclassificatie voor akker- en weidebouw. Bodemkundige Studies 6, Wageningen, 1963 V O O E T , M . : Toepassing van bodemkaarten bij ruilverkavelingen. Boor en Spade 15 (1966), S. 73—80 (Wageningen)

Anschrift des Verfassers Prof. Dr. A. P . A. VINK

Gebouw voor geografische Wetenschappen Fysisch geografisch en bodemkundig Laboratorium Universiteit van Amsterdam Amsterdam — Oost, Dapper straat 115

1031 Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin

E R H A R D P A U L u n d ANTON KULLMANN

Die Bildung von Bodenkrümeln durch Beimischen von Luzernewurzeln bzw. deren Preßsaft 1. Mitteilung: Die Anteile wasserstabiler Krümel Eingegangen: 6. 5 . 1 9 6 7

Aus Feldversuchen ist bekannt, daß in besonderem Maße durch Leguminosen bzw. Leguminosen-Gras-Gemenge eine wasserstabile Krümelstruktur im Boden gebildet wird. Diese Beobachtung wird durch Laborversuche bestätigt, bei denen gemahlene Pflanzensubstanz (sowohl der ober- als auch unterirdischen Organe) dem Boden zugemischt wurde (AUFHAMMER U. K Ä M P F , 1 9 5 2 ; JOHNSON, 1 9 5 7 ; D I G L E R I A , K L I M E S - S Z M I K U. DVORACSEK, 1 9 6 2 ; GRIFFITHS U. J O N E S , 1 9 6 5 , u . a . ) . Unterschiedliche Angaben liegen hierbei über den Verlauf und das Ausmaß der Aggregatbildung sowie über die eine Aggregation bewirkenden organischen Substanzen vor. Aus diesem Grund wurden Untersuchungen 1 durchgeführt, mit denen mehrere Probleme im Detail geklärt werden sollten. 1.

Material und Methoden

Für die Versuche wurde eine größere Bodenprobe aus der Ackerkrume eines humosen, sandigen Lehmbodens (12,6% Ton, 21,1% Schluff; 0,86% Gesamt-Kohlenstoff) und eines humosen Lehmbodens (22% Ton, 3 5 % Schluff; 1,11% Gesamt-Kohlenstoff) entnommen, in einem Frühbeetkasten gelagert und von jeglichem Pflanzenbestand freigehalten. Die hiervon zu den einzelnen Versuchen entnommenen Proben wurden bei Zimmertemperatur getrocknet und dann durch ein Sieb mit 0,5 mm Maschenweite (die Meso- u. Makroaggregate, Klumpen usw. wurden von Hand zerdrückt) gesiebt. Die auf dem Feld ausgegrabenen und dann gewaschenen zweijährigen Luzernewurzeln wurden innerhalb 14d bei 40—50°C getrocknet, anschließend grob zerkleinert und in einer Schlagscheibenmühle fein gemahlen. Nach siebentägiger Lagerung wurde 30 g Wurzelmehl mit 3 kg lufttrockener Feinerde gemischt; der Wurzelmehlanteil betrug demnach rund 1%. Für mehrere Versuche wurden die gewaschenen Wurzeln in kleine Stücke zerschnitten, um dann den Saft mit einer Spindel- bzw. hydraulischen Presse abtrennen zu können; während der Wintermonate mußte tiefgefrorenes Material verwendet werden, das im Herbst in eine. Kühltruhe eingelagert worden war. Der Saft wurde entweder direkt mit Wasser verdünnt oder zunächst in zwei Fraktionen aufgetrennt und dann verdünnt. Durch Zugabe von 4 Volumenanteilen Äthanol wurde der Saft in eine lösliche (EtOH-1) und unlösliche (EtOH-ul) Fraktion zerlegt. Diese mit Wasser verdünnten Fraktionen wurden mit der Feinerde vermischt, so daß die Konzentration an organischer Substanz ebenfalls etwa 1 % betrug. Bei einigen Versuchen wurden auch in Wasser nicht unmittelbar lösliche Substanzen (z. B. Stärke) verwendet. Diese wurden wie das Wurzelmehl dem trockenen Boden in entsprechender Konzentration beigemischt. Das Wurzelmehl-Boden-Gemisch wurde mit Wasser auf 6 0 % der maximalen W K angefeuchtet, indem portionsweise der Boden in eine Glasschale (225 mm 0 ) eingefüllt und jeweils 1

Über die chemischen Untersuchungen wird in einer 2. Mitteilung berichtet

1032

PAUL und KULIMANN, Bildung von Bodenkrümeln

mit Wasser (mittels einer Brause, die auf eine Spritzflasche aufgesetzt war) befeuchtet wurde. Nach Einfüllen des gesamten Bodens wurde eine etwas größere Flüssigkeitsmenge, also der gesamte Rest der berechneten Menge, zum Bebrausen des Bodenansatzes verwendet. Bei den Versuchen mit Wurzelpreßsaft bzw. Preßsaftfraktionen wurde statt reinen Wassers eine entsprechend mit Wasser verdünnte Saftmenge zum Anfeuchten verwendet. Der Null-Variante wurde nur Wasser und keine Wurzeln bzw. kein Saft zugesetzt. Die abgedeckten Glasgefäße wurden 40 h in einem Kühlschrank bei 0 bis + 2 ° C aufbewahrt, damit das Wasser sich zwar gleichmäßig verteilte, die mikrobielle Tätigkeit aber auf ein Minimum beschränkt blieb. Dann wurden die Gefäße in einen Brutraum bei 25 °C und knapp 100% rel. Luftfeuchtigkeit übergeführt; gleichzeitig wurde die erste Probe (Termin „0") entnommen. In festgelegten Abständen wurden weitere Proben entnommen. Die Krümelstabilitätsmessungen wurden in 3 Wiederholungen nach dem Schallwäscherverfahren ( K U L L M A N N , 1964) durchgeführt, teilweise auch nach dem Tauch- ( K U L L M A N N , 1964) und Siebverfahren ( B A K S E E V , zit. bei V O R O B ' E V , E G O R O V und K I S E L E V , 1951). 10 g naturfeuchter Boden wurden gleichmäßig auf einem Sieb mit 1 mm Maschenweite verteilt, innerhalb 5 min kapillar befeuchtet und dann den genannten Verfahren unterworfen. Die getrockneten Siebrückstände wurden gewogen und in % zur Einwaage angegeben. — Parallel hierzu wurde an der aus dem Gefäß entnommenen Probe die Feuchtigkeit bei 105 °C im Trokkenschrank ermittelt. 2.

Versuchsergebnisse und Diskussionen

2.1.

Versuch mit Wurzelmehl v o n Luzerne

Der Wassergehalt des Wurzel-Boden-Gemisches (sandiger Lehmboden) ließ sich während der Versuchsdauer wegen der ständigen Probenentnahmen nicht befriedigend konstant halten (Abb. 1). Er fiel langsam, aber stetig um etwa 2 — 3 %

Abb. 1: Stabile Krümelanteile (unteres Kurvenpaar) und Bodenfeuchtigkeitsgehalte (oberes Kurvenpaar) eines sandigen Lehmbodens in Abhängigkeit von der Zeit O-Variante Luzernewurzelmehl-Variante (1% organische Substanz)

innerhalb von 22 d. Diese Beobachtung konnte auch an allen anderen, noch zu besprechenden Versuchen gemacht werden. Ein Nachgießen von Wasser, u m den ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt zum Termin 0 aufrecht zu erhalten, wurde unterlassen, da bei den kurzen Termindistanzen keine gleichmäßige Verteilung der Feuchtigkeit im Boden gewährleistet werden konnte.

Albrecht-Thaer-Archiv, I i . Band, Heft 11, 1967

1033

Nach K U L L M A N N (1965) besteht eine signifikante Abhängigkeit des gemessenen Krümelanteiles vom jeweiligen Bodenfeuchtigkeitsgehalt. Da aber die Feuchtigkeitsgehalte sich nur um einige wenige Prozente während des Versuches ändern und außerdem diese Änderungen innerhalb eines relativ hohen Feuchtigkeitsbereiches verlaufen, dürfte der Feuchtigkeitseinfluß auf die ermittelten Krümelanteile bei den nachfolgenden Betrachtungen vernachlässigt werden. Aus Abb. 1 ist bereits visuell ersichtlich, welch geringer Zusammenhang zwischen beiden Größen in diesem Versuch besteht. Zu 23 Terminen wurden Proben entnommen und die stabilen Krümelanteile nach dem Schallwäscher verfahren ermittelt. Mit dieser Methode wird die Gesamtheit der in der Probe vorhandenen Krümel erfaßt, weil nur das Wasser verschlämmend auf die Aggregate einwirkt und keine mechanische Beanspruchung erfolgt, die eine Fraktionierung nach dem jeweiligen Stabilitätsgrad bedingen würde. Der stabile Krümelanteil der 0-Variante (Abb. 1) liegt in den ersten 4d unter 1%, steigt dann langsam an und erreicht über die gesamte Versuchsdauer — von zwei aberranten Fällen abgesehen — keine Werte über 10%. Die Luzerne-Variante weist dagegen bereits nach 20 h > 50% und nach 170 h mit einem Maximum bei 83% stabile Krümel auf. Wenn auch anschließend die Kurve langsam abfällt, so sind trotzdem nach 22d noch Werte um 50—60% aufzufinden. Aus dieser Gegenüberstellung geht eindeutig hervor, daß durch Beimischen von Luzernewurzelmehl stabile Krümel gebildet werden, wie durch mehrere wiederholte, hier nicht näher zu beschreibende Versuche bestätigt wurde. Wenn auch bekannt ist, daß die Tätigkeit der Mikroorganismen bei Temperaturen < 5 ° C gehemmt wird ( M Ü L L E R , 1965), so bestätigt der gemessene Krümelanteil der Luzerne-Variante von 1,4% zum Termin 0, daß während der 40 h im Kühlschrank kaum nennenswerte mikrobielle Umsetzungen stattgefunden haben. Weitere 20 h bei 25°C lassen dagegen die Krümelanteile sehr beträchtlich ansteigen. Wird aber unter sterilen Bedingungen gearbeitet, dann unterbleibt wegen der fehlenden mikrobiellen Tätigkeit die Krümelbildung ( K U L L M A N N , 1967). Demnach dürfte die erste Probenentnahme nach der Lagerung im Kühlschrank tatsächlich den „Termin Null" repräsentieren. 2.2. Versuche mit Wurzelpreßsaft Das aus Abb. 1 ersichtliche schnelle Einsetzen der Krümelbildung läßt den Schluß zu, daß zunächst kaum Zellwandbestandteile, wohl aber Zellsaft und Plasma bzw. niedermolekulare Kohlenhydrate, Stickstoff-Verbindungen und Säuren für den Baustoffwechsel der Mikroorganismen in Betracht kommen; Zellulose und Lignin benötigen für stoffliche Umsetzungen längere Inkubationszeiten ( K U L L M A N N , 1959; u. a.). Aus diesem Grunde wurden aus den Luzernewurzeln Preßsäfte hergestellt, die obendrein noch für die chemischen Untersuchungen (s. 2. Mitt.) gewisse analytische Vorteile mit sich bringen. Bei einem ersten Versuch über 134 d mit Lehmboden wurde die O-Variante wieder nur mit Wasser und die Luzerne-Variante mit Preßsaft/Wasser (1:1, v:v) behandelt, das einem Gehalt von 0,8% organischer Substanz entspricht. Zu 23 Terminen wurden Proben entnommen. 71

Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 11, 1967

1034

PAUL und KULLMANN, Bildung von Bodenkrümeln

Der Feuchtigkeitsgehalt hat sich (Abb. 2) auch in den Gefäßen dieses Versuches mit zunehmender Versuchsdauer verringert, wobei die größere Abnahme der Luzerne-Variante gegenüber der O-Variante besonders auffallend ist. Dieser Effekt kann eventuell mit einer größeren negativen Enthalpie bei den energetisch günstigen Abbaureaktionen der Luzerne-Variante in Zusammenhang gebracht werden. Im Gegensatz zu 2.1. liegen für diesen Lehmboden die Feuchtigkeitsveränderun-

Abb. 2: Stabile Krümelanteile (unteres Kurvenpaar) und Bodenfeuchtigkeitsgehalte (oberes Kurvenpaar) eines Lehmbodens in Abhängigkeit von der Zeit 0-Variante Wurzelpreßsaft-Variante (0,8% organische Substanz)

gen in einem Bereich, der nach K U L L M A N N ( 1 9 6 5 ) ohne Zweifel von Einfluß auf die Größe des Krümelanteiles ist. Für unsere Betrachtungen (im Vergleich zu 2.1.) sind aber nur die ersten 30 d von besonderem Interesse, wo sowieso nur geringfügige Feuchtigkeitsveränderungen vorliegen. Außerdem mag hier, wenn auch die absolute Größe der Krümelanteile durch die Feuchtigkeit beeinflußt ist, die Tendenz einer Überlegenheit von der Luzerne-Variante zwischen 20 und 134 d genügen; für eine Korrektur über Regressionsberechnung lagen in diesem Abschnitt zu wenig Werte der Krümelstabilitätsmessung vor. Die nach dem Schallwäscherverfahren ermittelten Krümelanteile der O-Variante liegen wohl zu Versuchsbeginn sehr niedrig (Abb. 2), steigen dann aber rasch auf ein Zwischenmaximum (42%) und gegen Ende des Versuches auf etwa 56% an. Dieses von Versuch 2.1. abweichende Verhalten ist auf den höheren Ton- und Schiuffgehalt des Lehmbodens zurückzuführen, wobei anorganische Kolloide als Bindungskräfte wirksam werden ( D I G L E B I A , K L I M E S - S Z M I K U . D V O R A C S E K , 1 9 6 2 ) . Der stabile Krümelanteil der Luzerne-Variante weist zum Termin 0 bereits einen Wert von 10% auf, was sicherlich auf eine Wechselwirkung der Tonkolloide mit dem frischen, mikrobiell noch nicht umgebauten Wurzelsaft zurückzuführen ist. Nach 24 h beträgt der stabile Anteil 72%. Nach einer Stagnierungsphase von 30 h setzt eine weitere Krümel bildung ein, wobei innerhalb von 300 h ein Maximum (bis zu 84%) durchlaufen wird. In den folgenden 300 h schwankt der Krümelanteil um 70%. Berücksichtigt man die Differenz zwischen den Kurven für die O- und Luzerne-Variante, so müßte von einem mehr oder weniger abnehmenden Krümel-

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anteil, der durch Resyntheseprodukte bedingt ist, gesprochen werden. Allerdings vermag der Versuch nicht die Frage zu beantworten, ob in der Luzerne-Variante tatsächlich ein Abbau der Resyntheseprodukte und damit eine Verringerung des Krümelanteiles erfolgte, die durch eine entsprechende Bildung von Krümeln auf anorganischer Basis (Tonkolloide) mehr oder weniger kompensiert worden ist. 2.3.

Versuche mit Wurzelpreßsaftfraktionen

Für weitere Versuche wurde der Wurzelpreßsaft in Fraktionen zerlegt, die sich durch ihre Löslichkeit in 80% Alkolhol unterscheiden. Mit dieser Fraktionierung konnte eine Trennung der monomeren und oligomeren von polymeren bzw. in sehr leicht und leicht zersetzbare Pflanzensubstanzen erreicht werden. Die äthanollösliche Fraktion (EtOH-1) wurde mit Wasser vermischt und in einer Konzentration von 1,3% (w/v) eingesetzt bzw. die äthanolunlösliche Fraktion (EtOH-ul) in einer Konzentration von 1,1% (w/v). Die Summe der Einzelkonzentrationen der Fraktionen (2,4%) entsprach der Zusammensetzung und der Konzentration der eingesetzten Preßsaftlösung. Für die dritte Variante wurde der Gesamtpreßsaft genommen und mit Wasser im Verhältnis 1:1 (v/v) vermischt. Bei einer vierten Variante wurde dem Boden eine Suspension mit reiner Stärke in einer Konzentration von 0,05% (bezogen auf Trockensubstanz Boden) zugefügt. Der 0-Variante wurde wiederum nur Wasser zugegeben. Für diese Versuche wurde der sandige Lehmboden verwendet. Bei einem ersten Versuch wurden zu 23 Entnahmeterminen über 912 h (38 d) der Wassergehalt und die Krümelstabilität gemessen. Der Wassergehalt bleibt bei den Varianten 0 und EtOH-ul ziemlich konstant; bei den Varianten Preßsaft, E t O H und Stärke nimmt er zwischen dem 22. und 23. Termin um etwa 1 bis 2% ab. Die Anteile stabiler Krümel (Abb. 3) liegen in der O-Variante zunächst außerordentlich niedrig und steigen bis Versuchsabschluß auf 5% an. Einen ähnlichen Kurvenverlauf weisen die Krümelanteile der EtOH-ul-Variante auf, allerdings nehmen

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Abb. 3: Stabile Krümelanteile der einzelnen, mit verschiedenen Preßsaftfraktionen behandelten Bodenproben (sandiger Lehmboden) in Abhängigkeit von der Zeit — Versuch I O-Variante Preßsaftfraktion EtOH-ul (1,1% organische Substanz) Stärke (0,05%) Preßsaft (2,4% organische Substanz) Preßsaftfraktionen EtOH-1 (1,3% organische Substanz)

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P A U I u n d KULLMAXN, B i l d u n g v o n B o d e n k r ü m e l n

die Werte bis 12% zu. Ein Zusatz von Stärke beweist, daß auch diese Substanz eine Krümelbildung hervorzurufen vermag. Nach enzymatischem Abbau bewirkt sie nach rund 100 h als Resyntheseprodukte der Mikroorganismen 10—20% stabile Krümel. Die Preßsaft-Variante zeigt — von Schwankungen abgesehen — eine stabile Zunahme bis auf 4 0 % stabile Krümel. Da die O-Variante im gleichen Zeitraum nur einen unbedeutenden Anstieg zu verzeichnen hat, liegt auf diesem Boden ein vom vorhergehenden Versuch (s. Abschnitt 2.2.) abweichendes Verhalten vor. Die Kurve f ü r die EtOH-l-Variante weist einen unerwarteten Verlauf insofern auf, als die Werte sowohl insgesamt als auch besonders in den ersten Tagen höher als bei der Preßsaft-Variante liegen. Man hätte vielmehr vermuten können, daß beide Varianten möglicherweise gleich hohe Anteile erbringen oder die Kurve f ü r die Preßsaft-Variante sich annähernd additiv aus denen f ü r die lösliche und unlösliche Fraktion ergibt. Als Ursache f ü r dieses beobachtete Verhalten könnte angenommen werden, daß durch die Aufarbeitung des Preßsaftes die Substanz der Fraktion EtOH-1 derart verändert worden ist, daß sie auf Grund der nun möglichen Reaktionen chemischer und mikrobiologischer Art ein höheres Stabilisierungspotential besitzt als zuvor. Doch erscheint diese Möglichkeit als unwahrscheinlich, da — abgesehen von der sehr schonenden Fraktionierungsweise — durch eine eventuelle Denaturierung der Inhaltsstoffe eher eine Abnahme der Krümelanteile eingetreten wäre. Außerdem enthält gerade diese lösliche Fraktion hauptsächlich Monomere und Oligomere, von denen solche Reaktionen nicht zu erwarten sind. Andererseits kann im Preßsaft die Stabilisierung durch leicht zersetzliches Material infolge des gleichzeitig vorhandenen schwer zersetzlichen inhibitorisch beeinflußt werden. Möglicherweise erfolgt der Angriff des schwer zersetzbaren Materials durch solche Mikroorganismen, deren Stoffwechselprodukte eine Aggregation hemmen. F ü r diese Annahme spricht der verzögerte Anstieg der Kurve beim Preßsaft gegenüber der EtOH-l-Varianten in den ersten 10 Tagen bzw. die geringe Aggregatbildung in der EtOH-ul-Variante. 2.4.

Diskussion

Vergleicht m a n die mit Wurzelmehl, Preßsaft, Saftfraktionen und Stärke erzielten Resultate, so wird durch alle diese Substanzen unter Beteiligung der Mikroorganismen eine Krümelbildung bewirkt. Unterschiede ergeben sich im zeitlichen Verlauf und im Ausmaß. Besonders interessant ist, daß die verklebende mikrobielle Substanz (vgl. auch CHEPIL, 1955; JOHNSON, 1957) außerordentlich stabil ist (bis über 4 Monate). Ob die anhaltende Krümelstabilität bei Zuführung von Wurzelmehl bzw. von Preßsaft durch die gleiche Substanz bewirkt wird, dürfte mit großer Wahrscheinlichkeit akzeptiert werden. Eventuell ist bei dem Wurzelmehl versuch anzunehmen, daß durch sukzessive Nachlieferung von stabilisierendem organischem Material aus den schwerer zersetzbaren Bestandteilen eine noch länger anhaltende Krümelstabilität als bei den Saftversuchen bedingt wird (CHEPIL, 1955). Eine sich über mehrere Wochen und Monate erstreckende Nachlieferung organischer Substanz aus dem Saft und aus den Fraktionen war bei der gegebenen Versuchsanordnung ausgeschlossen.

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Auffallend ist das schnelle Ansteigen der Krümelstabilität (Abb. 1 bis 3) innerhalb weniger Stunden. Dann folgt etwa zwischen 40 und 100 h eine Abnahme im Krümelanteil, bevor ein weiterer Anstieg zu konstatieren ist; besonders deutlich kommt dieses Phänomen auch in Ab. 4 zum Ausdruck (der Versuch entspricht dem in Abschnitt 2.3.). Dieser vorübergehende Stabilitätsabfall, von uns als „prorale 2 Stabilitätsdepression" (PSD) bezeichnet, war in allen Versuchen mehr oder weniger stark ausgeprägt wiederzufinden.

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Abb. 4: Stabile Krümclanteile der einzelnen, mit verschiedenen Preßsaftfraktionen behandelten Bodenproben (sandiger Lehmboden) in Abhängigkeit von der Zeit — Versuch I I ;

O-Variante Preßsaftfraktionen EtOH-ul (1,1% organische Substanz) Stärke (0,05%) Preßsaft (2,4% organische Substanz) Preßsaftfraktionen EtOH-1 (1,3% organische Substanz)

Dieser immer wieder beobachtete Kurven verlauf zeigt eine auffallende Ähnlichkeit mit Atmungskurven (DROBNIK, 1960; FREYTAG, 1962). Nach Zugabe von organischer Substanz zum Boden entwickeln die Mikroorganismen eine große Aktivität, die nach wenigen Stunden ein erstes Maximum erreicht (Aktivitätsphase nach FEEYTAG). In den folgenden 35 h durchläuft die Kurve ein Minimum der C0 2 -Produktion (Autolysephase) und erreicht nach etwa 50 h ein zweites Maximum. Diesem schließen einige weitere sich durch sukzessiv abnehmende Amplituden auszeichnende Wellenzüge an. Die Minima der Mikroorganismenaktivität (vgl. auch K E E F E R und MORTENSEN, 1963) sind in einem Nahrungsmangel (häufig N-Mangel) nach der explosiven Aktivitätsphase begründet. Diese Beobachtungen lassen sich mit den unsrigen insofern vergleichen, als die Maxima der C0 2 -Abgabekurven mit den Minimalwerten der Krümelstabilität sowohl zeitlich (