C - Struktur von ÖS an der LMU München

Karteikarten und Zusammenfassungen für C - Struktur von ÖS an der LMU München

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Tonminerale

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Verwitterungsprodukte primärer Silikate:
Oxide und Hydroxide

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pot und eff KAK

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Einfluss der Bodenchemie  auf das Vorkommen von Pflanzen

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Unterscheidung nach Vorkommen auf calciumcarbonathaltigen Böden

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Potenzielles Problem auf Kalkböden:

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Mechanismen zur Vermeidung hoher cytosolischer Ca2+-Konzentrationen

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C/N-Verhältnis von organischem Material

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Streuabbau

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Einteilung der Bodenlebewesen 

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Vertikale Durchmischung des Bodens

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Arten von pflanzlichen Stoffen als Substrat für Abbauprozesse

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C - Struktur von ÖS

Tonminerale

Verwitterungsprodukte primärer Silikate:

C - Struktur von ÖS

Verwitterungsprodukte primärer Silikate:
Oxide und Hydroxide

Bei Silikatverwitterung durch Oxidation von Metallen
--> Oxide und Hydroxide von Fe, Mn, Al
--> ergeben oft charakteristische Bodenfärbung


(gemäßigte Breiten: gelb durch Goethit [FeOOH]; Tropen: rot durch Hämatit [Fe2O3]).


C - Struktur von ÖS

pot und eff KAK

potenzielle KAK ergibt sich aus der Gesamtsumme der negativen Ladungen, die durch pH-Wert-abhängige und somit variable Dissoziation wasserstoffhaltiger Gruppen (Hydroxyl-, Carboxylgruppen etc.) organischer Verbindungen entstehen können, und den negativen Überschussladungen der Mineraloberflächen 


effektive KAKeff: besteht aus den permanenten Ladungen und die bei aktuellem pH-Wert vorliegenden variablen Ladungen. Je niedriger der pH-Wert ist, desto weniger variable Ladungen aus dissoziierten Gruppen sind vorhanden und desto niedriger ist die KAKeff. 

C - Struktur von ÖS

Einfluss der Bodenchemie  auf das Vorkommen von Pflanzen

Acidophile („Säure liebende“) Pflanzen:
kommen immer oder vorwiegend auf stärker sauren Böden (pH < 5) vor,
Beispiel: Draht-Schmiele (Deschampsia [Avenella] flexuosa);


Basiphile („Basen liebende“) Pflanzen:
kommen immer oder vorwiegend auf neutralen oder basischen Böden vor (können auf Böden mit pH < 5 nicht existieren),
Beispiel: Wald-Bingelkraut (Mercurialis perennis);



C - Struktur von ÖS

Unterscheidung nach Vorkommen auf calciumcarbonathaltigen Böden

Calcicole Pflanzen (lat. colere, bewohnen): kommen immer oder vorwiegend auf calciumcarbonathaltigen Böden vor,
Beispiele aus Kalkbuchenwäldern Mitteleuropas: Mercurialis perennis, Pulmonaria officinalis (Geflecktes Lungenkraut); Wolfsmilch


Calcifuge Pflanzen (lat. fugere, fliehen): kommen auf calciumcarbonathaltigen Böden nicht vor,
Beispiele aus Buchenwäldern Mitteleuropas auf stark sauren Böden: Deschampsia flexuosa (Draht-Schmiele),
Luzula luzuloides (Weiße Hainsimse), Vaccinium myrtillus (Heidelbeere).

C - Struktur von ÖS

Potenzielles Problem auf Kalkböden:

Ca2+-Überschuss

Hohe Ca2+-Konzentration in der Bodenlösung


→starke Ca2+-Aufnahme mit dem Transpirationsstrom,
→Ca2+-Anreicherung in transpirierenden Organen (Ca2+ ist in der Pflanze schlecht verlagerbar!);


Ca2+-Konzentration im Cytosplasma muss gering gehalten werden (0,1 – 0,2 µM!).

C - Struktur von ÖS

Mechanismen zur Vermeidung hoher cytosolischer Ca2+-Konzentrationen

• Ausfällung von Ca-Oxalat in den Vakuolen (in Form von Drusen oder Raphiden): calciphober Physiotyp (viele Nelkengewächse [Caryophyllaceae], Gänsefußgewächse [Chenopodiaceae]);


• Anreicherung größerer Mengen an gelöstem Ca2+ in der Vakuole; begleitende anorganische Anionen: Malat, calcitropher Physiotyp (z.B. Dickblattgewächse [Crassulaceae]).

C - Struktur von ÖS

C/N-Verhältnis von organischem Material

Richtwerte:
Das C/N-Verhältnis organischen Materials, das als Massenverhältnis (g g-1) angegeben wird, bestimmt also wesentlich dessen Abbaugeschwindigkeit: Je niedriger ("enger") das C/N-Verhältnis ist, desto schneller verläuft der Abbau


C/N < 30: Abbau in ~ 1 Jahr
C/N 30 – 50: Abbau in bis zu 2 Jahren
C/N > 50: Abbau in > 3 Jahren



C - Struktur von ÖS

Streuabbau

  • die Bodenfauna zerkleinert organisches Material nur; 
  • die Überführung in anorganische Bestandteile allein durch die Mineralisierer (Bakterien und Pilze)
  • Bodentiere schaffen durch Fraßtätigkeiten vielfältige Angriffsstellen für die Mineralisierer.

C - Struktur von ÖS

Einteilung der Bodenlebewesen 

 Es gibt unterschiedliche Einteilungsmaßstäbe für die Bodenlebewesen


Körperlänge und Körperdurchmesser


Makrofauna: ca. 4 – 80 mm  2-20mm

--> Massenverlust der Streu, Bioturbation (Regenwürmer, Schnecken, Tausendfüßer ...)
Mesofauna: ca. 0,2 – 4 mm, 0,1-2mm
--> Vergrößerung der „Angriffsfläche“ (Fadenwürmer, Milben, Springschwänze ...)
Mikrofauna: bis ca. 0,2 mm; <0,1mm (v.a. Protozoen)


Dazu: Mikroflora (Pilze, Bakterien)
Genereller Effekt: Fauna stimuliert mikrobielle Aktivität.


C - Struktur von ÖS

Vertikale Durchmischung des Bodens

Würmer

In mitteleuropäischen Böden 4 erdlebende Arten der Ordnung Oligochaeta sorgen für:

  • vertikale Durchmischung des Bodens 
  • Einarbeitung organischen Materials in den Mineralboden 


 Das Vorkommen dieser Arten ist allerdings auf Böden mit pH-Werten um den Neutralpunkt/ schwach saure Böden beschränkt.  --> scharfe Trennung zwischen organisch geprägten Schichten und Mineralbodenschichten viel schärfer in sauren Böden



C - Struktur von ÖS

Arten von pflanzlichen Stoffen als Substrat für Abbauprozesse

Cellulose (aus Glucose)


Hemicellulose (aus Hexosen und Pentosen): 


Lignin:
--> wasserlösliche Restpolymere werden in tiefere Bodenhorizonte verlagert;


• Wachse und Fette (Lipide): am schwersten abbaubar
(--> kurzkettige Kohlenwasserstoffe, können toxisch auf mikrobiellen Stoffwechsel wirken).

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