Bodenkunde Deigelmayer at Hochschule Osnabrück

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Wie beeinflussen Mikroorganismen den Stoffhaushalt?

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Nennen sie drei Vertreter der Mesofauna und ihre Funktionen!

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In welchen Lebensformen werden Regenwürmer eingeteilt und wie unterscheiden sich diese in ihrer Bedeutung für die Bodenfunktionen (Stoffhaushalt, Wasserhaushalt, Gefügebildung)?

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Wie beeinflussen Bodenorganismen die Bodenproduktivität?

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Woraus besteht Humus?

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Warum wird Humus über den Corg-Gehalt gemessen?

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Welche Bedeutung hat die organische Substanz und welche Eigenschaften sind dafür jeweils ausschlaggebend?

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Welche Faktoren beeinflussen den Luftgehalt im Boden?

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Welche Prozesse laufen bei Sauerstoffmangel ab?

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Unter welchen Bedingungen erwarten Sie besonders hohe Lachgasemissionen? Wie können diese vermieden werden?

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Welche Faktoren beeinflussen die Erwärmung eines Bodens?

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Wodurch wird die Nettoeinstrahlung beeinflusst?

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Bodenkunde Deigelmayer

Wie beeinflussen Mikroorganismen den Stoffhaushalt?

Beeinflussung des C-Kreislaufs:

  • Recycling der toten Biomasse durch heterotrophe Organismen
  • Freisetzung von CO2 und Nährstoffen (NH4+, HPO42-, SO42-)
  • Bildung von Humus
  • Methanoxidation durch aerobe und Methanbildung durch anaerobe Mikroorganismen

Beeinflussung N-Kreislauf: 

  • Biologische N-Fixierung durch Knöllchenbakterien (Rhizobien), assoziativ und freilebende Bakterien
  • N-Mineralisation durch heterotrophe Organismen, Nitrifikation durch autotrophe Bakterien und Archaeen, Denitrifikation durch heterotrophe, fakultativ anaerobe Bakterien

Bodenkunde Deigelmayer

Nennen sie drei Vertreter der Mesofauna und ihre Funktionen!

Milben:

  • Raubmilbe, Hornmilben
  • Räuber bzw. Streuzersetzer


Springschwänze:

  • Streuzersetzer und Pilzfresser

Enchyträen:

  • Gehören zum Stamm der Anneliden (wie Regenwürmer)
  • Angepasst an niedrige pH-Werte

Bodenkunde Deigelmayer

In welchen Lebensformen werden Regenwürmer eingeteilt und wie unterscheiden sich diese in ihrer Bedeutung für die Bodenfunktionen (Stoffhaushalt, Wasserhaushalt, Gefügebildung)?

Tiefgräber (anezisch)

  • Bildung von senkrechten Gängen
  • Verbesserte Infiltration
  • Fördeerung des Gasaustausches
  • Einmischen von Streu in den Mineralboden
  • Beschleunigung des Streuabbaus
  • Ausscheidung von Regenwurmkot
  • Stabile Aggregate (Ton-Humus-Komplexe)
  • Krümelgefüge

Mineralbodenarten (endogäisch): z.B. Apporetodea rosea

  • Bildung von horizontalen Gängen
  • Verbesserte Wasserverteilung im Bodenprofil
  • Krümelgefüge

Streubewohnende Arten (epigäisch):

  • In Ackerböden keine Bedeutung; nur in Grünland- und Waldböden vertreten


Bodenkunde Deigelmayer

Wie beeinflussen Bodenorganismen die Bodenproduktivität?

Biogene Strukturbildung durch Lebendverbauung:

  • Bakterien produzieren Schleimstoffe
  • Pilze verflechten Bodenpartikel mit ihren Hyphen
  • Regenwürmer scheiden sehr stabile Losungen aus
  • Wurzeln fördern Bodenorganismen durch C-Input, geben Mucilage ab (verklebende Wirkung) und verflechten Bodenpartikel

Schaffung von Grobporen durch anezische Regenwürmer:

  • Erhöhung der Infiltration (= Wasseraufnahme)
  • Verbesserung des Gasaustausch
  • Abbau organischer Substanz und Bildung von Humus
  • Nährstoff-Freisetzung aus der Mineralisation organischer Substanz
  • Beschleunigung von Verwitterungsprozessen
  • Regulation von bodenbürtigen Schaderregern
  • Abbau von organischen Schadstoffen

Bodenkunde Deigelmayer

Woraus besteht Humus?

  • Humus ist die abgestorbene Substanz im Boden
  • Entsteht aus Ernterückstückständen (Wurzeln, Stoppel, Stroh….), organischen Düngern (Gründüngern, Stallmist, Gülle, Kompost,..) und abgestorbenen Bodenmikroorganismen und Bodentieren
  • Humus ist ein komplexes Gemisch von organischen Stoffen pflanzlichen, mikrobiellen und tierischen Ursprungs, die sich in unterschiedlichen Zersetzungsstadien befinden

Bodenkunde Deigelmayer

Warum wird Humus über den Corg-Gehalt gemessen?

  • Humus besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff (ca. 50%), Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff (ca. 5%), Phosphor und Schwefel
  • Organische anorganische Komponenten des Kohlenstoffs lassen sich analytisch trennen
  • -> organischer Kohlenstoff (Corg) als Maßstab für den Humusgehalt eines Bodens

Bodenkunde Deigelmayer

Welche Bedeutung hat die organische Substanz und welche Eigenschaften sind dafür jeweils ausschlaggebend?

  • Energie- und Kohlenstoffqulle für Bodenorganismen
  • Verbesserunf der Bodenstruktur und Aggregierung
  • Durchwurzelung 
  • Wasserspeicherfähigkeit
  • Verringerung der Erosionskraft
  • Erhöhung der Tragfähigkeit
  • Nährstoffquelle (Stickstoff, Phosphor und Schwefel) für Pflanzen
  • Nährstoffspeichervermögung (KAK)
  • pH-Pufferung und Redoxpotential
  • Bindung von Schwermetallen und organischen Schadstoffen
  • Abbau von organischen Schadstoffen
  • CO2-Senke

Bodenkunde Deigelmayer

Welche Faktoren beeinflussen den Luftgehalt im Boden?

  • Bodenart
  • Humusgehalt 
  • Lagerungsdichte
  • Wassergehalt
  • Gasaustausch mit der Atmosphäre

Bodenkunde Deigelmayer

Welche Prozesse laufen bei Sauerstoffmangel ab?

  • reduktive Bedingungen
  • Wenn Sauerstoff verbraucht, dann wird der Stickstoff als alternativen Elektronenakzeptor genutzt. Dabei wird Nitrat über Nitrit zu N2O und N2 umgewandelt.
  • Sauerstoffmangel führt zu Hemmungen im Wurzelwachstum und der Nährstoffaufnahme
  • Nährstoffe aber auch Schwermetalle werden freigesetzt
  • Treibhausgase werden freigesetzt: Methan aus Feuchtflächen oder nach Gülledüngung Lachgas nach Stickstoffdüngung, verstärkt bei hohem Angebot an leicht verfügbarer organsicher Substanz.

Bodenkunde Deigelmayer

Unter welchen Bedingungen erwarten Sie besonders hohe Lachgasemissionen? Wie können diese vermieden werden?

Lachgas wird vor allem gebildet, wenn sehr hohe Stickstoffkonzentrationen im Boden vorhanden sind. Oft in Verbindung mit einem hohen Angebot an leicht verfügbarer organsicher Substanz, wodurch viel Sauerstoff verbraucht wird. Dann kommt es zu Situationen in den Sauerstoff nicht schnell genug nachgeliefert werden kann und so anaerobe Verhältnisse entstehen. Wodurch dann das Nitrat bis hin zum Lachgas reduziert wird.

Bodenkunde Deigelmayer

Welche Faktoren beeinflussen die Erwärmung eines Bodens?

Die Sonnenenergie ist maßgeblich für die Erwärmung des Bodens, daher richtet sich Erwärmung daran wie viel der Sonnenstrahlen auf die Bodenoberfläche treffen. 

Beeinflussende Faktoren sind:

  • Reflexion durch Bewölkerung
  • Kurzewellige Reflexionen durch Bodenoberfläche (Bewuchs, Mulchmatte von Zwischenfrucht, Bodenfarbe)
  • Zustand des Bodens (Durchlüftung, Wassersättigung)

Bodenkunde Deigelmayer

Wodurch wird die Nettoeinstrahlung beeinflusst?

  • Globalstrahlung (Sonnenstand, Jahres- bzw. Tageszeit)
  • Inklination: Neigungswinkel der Geländeoberfläche gegenüber der Horizontalen
  • Exposition: Am Südhang höhere Einstrahlung als am Nordhang
  • Albedo= Anteil der Strahlung, welcher reflektiert wird: abhängig von Bodenfarbe und Bodenrauigkeit, bei Pflugfurche höher als bei Mulchauflage

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