Bodenkunde und Standortlehre

Prof. Dr. Karl Stahr ist emeritierter Professor für Allgemeine Bodenkunde mit Gesteinskunde an der Universität Hohenheim. Ellen Kandeler ist seit 1998 Professorin für Bodenbiologie an der Universität Hohenheim. Ludger Herrmann ist seit 1996 Akademischer Oberrat im Institut für Bodenkunde und Standortlehre der Universität Hohenheim. Thilo Streck lehrt an der Universität Hohenheim.

Vorwort 9

1 Einführung 11

1.1 Die Böden – das dritte Umweltmedium 12

1.2 Böden als Naturkörper 19

2 Eine Bodenlandschaft aus Granit

im gemäßigt humiden Klima – Kieselserie 23

2.1 Magmatische Gesteine und gesteinsbildende Minerale –Erdentstehung 23

2.1.1 Grundbegriffe und Annahmen 24

2.1.2 Entstehung und Schalenaufbau der Erde 25

2.1.3 Magmatische Gesteine 26

2.1.4 Gesteinsbildende Minerale 28

2.1.5 Landschaften mit magmatischen Gesteinen 31

2.2 Entwicklung der Böden der Kieselserie vom Rohboden zur Braunerde 32

2.3 Verwitterung 35

2.3.1 Physikalische Verwitterung 35

2.3.2 Chemische Verwitterung 38

2.4 Bodenart, Oxide und Tonminerale 42

2.4.1 Bodenart 42

2.4.2 Bildung von Eisenoxiden 46

2.4.3 Bildung von Tonmineralen 48

2.5 Der chemische Bodenzustand – Entbasung, Versauerung

Pufferung und Ionenaustausch 54

2.5.1 Entbasung 54

2.5.2 Versauerung und Pufferung 55

2.5.3 Ionenaustausch 59

2.6 Organische Substanz des Bodens – Humusakkumulation und Humusumsatz 65

2.6.1 Qualität und Quantität der organischen Substanz unterschiedlicher

Böden – Mineralisierung und Humifizierung 66

2.6.1.1 Edaphon 66

2.6.1.2 Zusammensetzung von Pflanzenrückständen 67

2.6.1.3 Huminstoffe 68

2.6.2 Die Rolle der Mikroorganismen im Kohlenstoffkreislauf 70

2.6.2.1 Kohlenstoffmineralisation 71

2.6.2.2 Abbau von Pflanzenresten unter anaeroben Bedingungen 72

2.6.2.3 Biologische und abiologische Humifizierung 73

2.6.3 Die wichtigsten Humusformen 74

2.7 Podsolierung: Degradierung und Verlagerung 78

2.8 Senkenböden 82

2.9 Chronosequenz und Toposequenz 84

2.10 Böden der Kieselserie als Pflanzenstandorte 87

3 Böden einer Schichtstufenlandschaft im gemäßigt humiden

Klima (Kiesel-, Kalk-, Tonserie) 91

3.1 Kreislauf der Gesteine 91

3.1.1 Erosivität und Erodierbarkeit 92

3.1.2 Erosion 94

3.1.3 Sedimentgesteine 99

3.1.4 Metamorphose und Metamorphite 103

3.2 Schichtstufenlandschaften und Grabenbrüche 105

3.2.1 Grundlegende durch Tektonik bedingte Geländemorphologien 105

3.2.2 Voraussetzungen der Entstehung einer Schichtstufenlandschaft 106

3.2.3 Tektonische Prozesse bei der Entstehung der südwestdeutschen

Schichtstufenlandschaft 108

3.2.4 Formung der Schichtstufen durch Erosion 109

3.2.5 Formenschatz von Schichtstufenlandschaften 111

3.3 Böden aus Sandstein – Kieselserie 112

3.4 Böden aus Kalkstein – Kalkserie 114

3.5 Böden aus Tonstein – Tonserie 118

3.6 Bodengefüge 123

3.7 Bodenwasserhaushalt 128

3.8 Bodenverbreitung in Schichtstufenlandschaften 135

3.9 Standorteigenschaften der Kalkserie und der Tonserie 138

4 Bodengesellschaften in von Kaltzeiten geprägten Gebieten – Mergelserie 143

4.1 Entstehung und Landschaftsformen von Glazial- und Periglaziallandschaften 143

4.1.1 Eiszeiten – ein wiederkehrendes Ereignis 143

4.1.2 Phänomene der Glaziallandschaft 146

4.1.3 Periglaziale Phänomene 148

4.2 Böden aus Geschiebemergel und Löss – Mergelserie 150

4.3 Tonverlagerung und Pseudovergleyung 153

4.4 Chronosequenzen und Toposequenzen in Mergellandschaften 158

4.5 Vergleyung und Vermoorung 163

4.6 Redoxreaktionen in Böden 169

4.7 Stickstoff-, Phosphor- und Schwefelhaushalt von Böden 172

4.7.1 Stickstoffhaushalt 172

4.7.2 Phosphorhaushalt 175

4.7.3 Schwefelhaushalt 177

4.8 Standorteigenschaften der Böden der Mergelserie 178

5 Bodenentwicklung in Fluss- und Küstenlandschaften 186

5.1 Entstehung und geomorphologische Aspekte von Fluss und Küstenlandschaften 186

5.1.1 Flüsse und Flussnetze 186

5.1.2 Talformen und Sedimentation 188

5.1.3 Küstenbedingungen und Sedimente 190

5.2 Bodenentwicklung in Flusstälern – Auenserie 190

5.2.1 Standorteigenschaften von Böden der Auen 194

5.3 Bodenentwicklung im Watt und in der Marsch – Marschenserie 197

5.3.1 Standorteigenschaften von Böden des Watts und der Marsch 200

6 Bodenentwicklung in fremden Klimaten 204

6.1 Durchfeuchtungsreihe – Böden aus Mergelgestein in Taiga, Steppe und Wüste 204

6.2 Erwärmungsreihe – Böden aus Granit vom Pol bis zum Äquator 209

6.3 Typische Senkenböden arider und humider, subtropisch tropischer Gebiete 213

7 Böden in Raum und Zeit 216

7.1 Gliederungsprinzipien der Erdgeschichte 216

7.2 Eine Zeitreise durch die Böden Südwestdeutschlands 224

7.3 Gliederungsprinzipien der Böden und der Bodendecke 228

7.3.1 Bodensystematik 228

7.3.2 Regionale Unterteilung der Bodendecke 231

7.4 Systematik der Böden Deutschlands 233

7.4.1 Bodeneinteilung 233

7.4.2 Substrateinteilung 238

7.5 Bodenbewertung 240

7.5.1 Ackerschätzrahmen 241

7.5.2 Grünlandschätzung 242

8 Böden als Pflanzenstandorte 245

8.1 Wurzelraum 246

8.2 Wasserhaushalt 247

8.3 Lufthaushalt 249

8.4 Wärmehaushalt 252

8.5 Nährstoffe 255

9 Böden als Lebensraum 261

9.1 Lebewesen im Boden 263

9.1.1 Bodenmikroorganismen 264

9.1.2 Bodenalgen 267

9.1.3 Bodentiere 267

9.2 Aktivität und Leistungen von Mikroorganismen 272

9.2.1 Die Rolle von Bodenmikroorganismen für Nährstoffkreisläufe 273

9.2.2 Die Rolle von anaerob lebenden Bodenmikroorganismen 276

9.2.3 Die Rolle von Bodenmikroorganismen für die Detoxifikation von Schadstoffen 276

9.2.4 Die Rolle von Bodenmikroorganismen für die Stabilisierung

der Bodenstruktur 277

9.3 Aktivität und Leistungen von Bodentieren 277

9.4 Bodenorganismen als Lebensgemeinschaft 279

9.4.1 Rhizosphäre 279

9.4.2 Pflanzliche und mikrobielle Symbiosen (Mykorrhiza, Knöllchenbakterien) 280

9.4.2.1 Wurzelknöllchenbakterien und die Symbiose mit

Leguminosen und Nichtleguminosen 280

9.4.2.2 Mykorrhiza 282

9.4.2.3 Wechselwirkungen zwischen Bodenmikroorganismen und Bodentieren 283

9.5 Reaktion der Bodenorganismen auf Umwelteinflüsse und Kulturmaßnahmen 284

10 Bodenschutz 290

10.1 Warum Bodenschutz? – Bodenpotenziale und Bodenfunktionen 290

10.2 Wie Bodenschutz? – Regeln zum Umgang mit Böden 296

10.3 Gesetze und Verordnungen zum Bodenschutz 298

Literaturverzeichnis 303

Stichwortverzeichnis 307