1.1 Der Boden: Definition und allgemeine Entstehung

1.2 Anorganische Komponenten: Ausgangsmaterial, Verwitterung, Neubildungen

1.3 Organische Komponenten; Humus und Humusformen

1.4 Porensystem, Bodenwasser und Bodenluft

Ergänzungen zu Kapitel 1 (0.8 MB)

Der Boden, oder in seiner Gesamtheit die Pedosphäre, stellt gemäss Fig. 1 ein typisches Grenzphänomen dar, was seine Erfassung folglich oft schwierig macht.

Zu den wichtigsten Aufgaben des Bodens gehören die Verankerungsmöglichkeiten für die Pflanzenwurzeln und deren Schutz vor Licht und extremen Temperaturen, die Bildung, Speicherung und Nachlieferung von Nährstoffen an die Pflanzen sowie die Regulierung des Wasser- und Gashaushaltes im Wurzelbereich. Daneben wirkt der Boden als Filter- und Puffersystem für Boden- und Grundwasser. Um diese Aufgaben zu erfüllen, muss sich ein Boden aus festen Bodenbestandteilen (anorganisches und organisches Material) und einem Porensystem (mit Wasser bzw. Luft gefüllt) zusammensetzen, im Durchschnitt wie in Fig. 2 dargestellt. Der Boden stellt somit ein klassisches Dreiphasen-System dar.

Das organische Material (Humus) setzt sich aus abgestorbenen Pflanzenteilen, aus toten Lebewesen sowie aus neugebildeten Um- und Abbauprodukten, den sog. Huminstoffen, zusammen. Humus besitzt im allgemeinen ein grosses Wasserspeichervermögen, er stellt ein Nährstoffreservoir dar und speziell die Huminstoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie ein hohes Bindungsvermögen für Nährstoffe besitzen.

Die anorganischen oder mineralischen Bestandteile bestehen aus Skelettmaterial (> 2 mm) und Feinerde (< 2 mm), wobei ersteres hauptsächlich für die Nachlieferung von Feinerde im Zuge der physikalischen Verwitterung dient. Die Feinerde gliedert sich in die drei Fraktionen Sand (2 - 0.06 mm), Schluff [=Silt] (0.06 - 0.002 mm) und Ton (< 0.002 mm). Im Verlauf der chemischen Verwitterung entstehen ausserdem Oxide und Hydroxide, die ebenfalls zu den mineralischen Bestandteilen gerechnet werden. Tone können schon ursprünglich in einem Boden als Sediment vorkommen (geogen) oder erst durch chemische Umbauprozesse im Lauf der Zeit (pedogen) entstehen. Die Feinerde ist für die Nachlieferung von Nährelementen und ihre Zusammensetzung für das Porensystem verantwortlich. Tone besitzen ausserdem meist eine sehr aktive Oberfläche, die sie zu einem hohen Wasser- und Nährstoffspeichervermögen befähigt.

Wichtiger Hinweis: Chemische Bodenuntersuchungen werden meist nur an der Feinerde durchgeführt (Angaben in Gewichts - %), bei Bilanzierungen oder Flächenbezug muss aber unbedingt der Skelettanteil und das Porenvolumen berücksichtigt werden (Angaben in Volumen - %).

Der Aufbau des Porensystems ist für den Luft- und Wasserhaushalt eines Bodens entscheidend. Es werden allgemein drei Porenkategorien unterschieden: Grobporen (> 50 µm), Mittelporen (50 - 0.2 µm) und Feinporen (< 0.2µm). Die groben Poren sind vor allem für den Lufthaushalt verantwortlich, da das Niederschlagswasser daraus gravitativ meist rasch entfernt wird. In den Mittelporen wird Wasser über eine längere Zeit gespeichert, es kann von den Pflanzen genutzt werden. Das in den feinen Poren vorhandene Wasser wird so stark festgehalten, dass es von der Pflanzenwurzel dem Bodensystem nicht mehr entzogen werden kann. In sandigen Böden dominieren die Grobporen, in tonigen die Feinporen.

Ergänzung: Textur- oder Körnungsklassen

Die Ausführungen zeigen, dass die Komponenten eines Bodens zum Teil schon ursprünglich vorhanden waren oder sich im Verlauf der Zeit durch chemische oder biochemische Ab- und Umbauprozesse neu gebildet haben. Zu diesen neugebildeten Substanzen gehören neben Huminstoffen, Oxiden und Tonmineralien auch die Ton-Humuskomplexe, eine enge Verbindung zwischen Ton- und Humuspartikeln, welche für eine günstige Bodenstruktur (Gefüge) mitverantwortlich sind.

Bodendefinition:

Je nach Konstellation dieser Umweltfaktoren entstehen somit unterschiedliche Bodentypen mit einem charakteristischen Profilaufbau, also einer Abfolge von sog. Bodenhorizonten, die durch bestimmte Merkmale gekennzeichnet sind.

Schroeder, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten; 5. Auf., Ferd. Hirt Verlag, 175 S. G/H/E

Scheffer, F.; Schachtschabel, P. (1992): Lehrbuch der Bodenkunde; 13. Auf., Enke, 491 S. G/H/E

Bohn, H.; McNeal, B.; O'Connor, G. (1985): Soil Chemistry; 2nd Ed., John Wiley, 341 S. G/H/E

Frei, E.; Peyer, K. (1991): Boden - Agrarpedologie; 2. Auf., P. Haupt, 190 S. G/H/E

Schlichting, E. (1993): Einführung in die Bodenkunde; 3. Auf., P. Parey, 131 S. H/E

Hintermaier, E.; Zech, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde, Emke-Verlag, 338 S. G

Böhlmann, D. (1982): Oekophysiologisches Praktikum; P. Paray, 201 S. H/E

Gisi, U.; Schenker, R.; Schulin, R.; Stadelmann, F.; Sticher, H. (1997): Bodenökologie; 2. Aufl., G. Thieme, 350 S. G/H/E

Birkeland,P.W. (1984): Soils and Geomorphology; Oxford. Univ. Press, 372 S. H/E

Weischet,W. (1980): Die ökologische Benachteiligung der Tropen; Teubner, 2. A., 127 S. H/E

Buringh, P. (1979): Introduction to the study of soils in tropical and subtropical regions; 3. Aufl., Centre for agr. Publishing, Wageningen, 124 S. H/E

Schmidt-Lorenz, R. (1986): Die Böden der Tropen und Subtropen; in: Grundlagen des Pflanzenbaues in den Tropen und Subtropen (Hrsg. S. Rehm), Ulmer, S. 47 - 92. E

Eidg. Forschungsanstalt für Agrarökologie und Landbau, FAL (1997): Kartieren und Beurteilen von Landwirtschaftsböden, Schriftenreihe Nr. 24

(G = GIUZ, H = HBI, E = ETH)

Obige Figur belegt die eindeutige Dominanz der silikatischen Mineralien bei den Magmatiten. Böden in gemässigten Klimaten sind je nach Reifegrad charakterisiert durch einen relativ hohen sekundären Ton- und Oxidanteil, die übrigen Mineralien sind nur noch in kleinen Mengen vorhanden oder sind passiv angereichert (Quarz). Sedimentgesteine nehmen eine Zwischenstellung ein, an neugebildetem Material ist hier das Karbonat hervorzuheben. Der Weg von den Magmatiten und Sedimentgesteinen zum Boden ist durch die Prozesse der Verwitterung vorgegeben, die physikalische Verwitterung einerseits, welche durch Sprengungen aller Art (Frost, Temperatur, etc.) zu einer Zerkleinerung der Korngrössen und damit zu einer starken Oberflächenvergrösserung führt, und der chemischen Verwitterung andererseits, welche die eigentliche Zerstörung der primären und eine Um- und Neubildung zu sekundären (pedogenen) Substanzen bewirkt.

Man unterscheidet grundsätzlich vier Arten der chemischen Verwitterung:

• Hydratation (und damit verbunden eine Lösung der Komponenten)

• Hydrolyse Oxidative Prozesse

• Komplexierung

Bei der Hydratation haben Ionen der Minerale das Bestreben sich mit H₂O-Molekülen zu umgeben. Die dabei frei werdende Hydratationsenergie vermag unter Umständen die Gitterenergie zu übertreffen, wodurch sich der Stoff auflöst, beispielsweise beim NaCl. Hydratation ist bei uns von untergeordneter Bedeutung.

Hydrolyse ist die Reaktion eines Minerals mit den Ionen des Wassers (H⁺,OH^-), wobei in vielen Fällen der Angriff durch die H⁺-Ionen der Säuren die dominante Rolle spielt (Protolyse). Ein typischer Protolyseprozess ist die Auflösung des Kalks durch kohlensäurehaltiges Wasser zu Hydrogenkarbonat, das mit dem Sickerwasser weggeführt wird (Prozess der Entkarbonatisierung von Sedimentgesteinen und Böden), vereinfach nach der Gleichung:

Darum löst sich umso mehr Kalk auf, je höher der Partialdruck des CO₂ im Wasser ist. Dabei spielt vor allem die Bodenluft eine entscheidende Rolle, ist doch dieser Partialdruck wegen der mikrobiellen Tätigkeit im Boden sehr viel höher als in der Atmosphäre.

Auch silikatische Mineralien unterliegen der Hydrolyse. So können sich zum Beispiel aus dem Kalifeldspat über molekulare Zwischenprodukte Aluminiumhydroxid, Ton (z.B. Kaolinit), Kieselsäure und Kalilauge bilden. Entscheidend für die dauernde Weiterführung des Verwitterungsprozesses ist die Wegfuhr von Endprodukten mit dem Sickerwasser oder über die Pflanzenaufnahme, die Bildung schwerlöslicher Hydrolyseprodukte (Tonminerale, Oxide) sowie die ständige Neutralisation der bei der Hydrolyse entstehenden OH^--Ionen durch H⁺-Ionen der meist sauren Bodenlösung (letztere Reaktion ist bereits ein Beispiel für die später beschriebene Pufferung der Bodenlösung durch die Silikatverwitterung). Verwitterung oder Bodenbildung ist also gleichzusetzen mit Anreicherung von relativ stabilen Endprodukten, in erster Linie Tonminerale und Oxide (wobei der Begriff Oxide als Sammelbegriff für die metallischen Oxide, Hydroxide und deren Übergangsformen anzusehen ist).

Der Prozess der Oxidation erfasst jene Minerale mit zweiwertigem Fe oder Mn. Im sauerstoffhaltigen Milieu können diese Elemente oxidiert werden. Durch die Ladungsveränderung verlassen diese oder andere Ionen das Mineralgitter und schwächen so den Gitterzusammenhalt. Die oxidierten Ionen werden zum Teil als schwerlösliche Oxide auf der Mineraloberfläche wieder ausgefällt. Fe bewirkt auf diese Weise eine rostbraune Färbung auf dem Mineral. Oxidierte Manganausfällungen sind meist schwarzbraun gefärbt. Durch die Gitterschwächung im Rahmen der Oxidation wird auch der Hydrolyse Vorschub geleistet.

Bei der Komplexierung werden verschiedene Metalle (vor allem Fe, Al, Mn und diverse Schwermetalle) durch organische Liganden stark gebunden und gemeinsam immobilisiert oder verlagert (je nach Eigenschaft der organischen Komplexbildner). Die organischen Verbindungen werden von den Pflanzen ausgeschieden oder bei der Humifizierung neu gebildet. Komplexierung dürfte für die eigentliche Zerstörung der meisten Minerale von untergeordneter Bedeutung sein.

Bei den neugebildeten mineralischen Substanzen stehen wie schon erwähnt Tone und Oxide im Vordergrund, wie dies auch aus Fig. 5 ersichtlich ist. Diese beiden Gruppen können demnach auch als Endprodukte der Verwitterung angesehen werden (gewisse Tonminerale sind allerdings nicht sehr stabil). Bei der Nomenklatur muss zwischen der Tonfraktion (alles Material < 2 µm) und den Tonmineralien (sekundär gebildete Schichtsilikate) und der Bodenart Ton (Korngrössengemisch mit hohem Anteil der Tonfraktion) unterschieden werden.

Die im Verlauf der Pedogenese neugebildeten Tonminerale sind aus verschiedenen Gründen ausserordentlich wichtig:

• Tone sind Schichtsilikate und besitzen deshalb die Möglichkeit, Wasser zwischen die Elementarschichten ein- oder an ihre Oberfläche anzulagern, sie können quellen oder schrumpfen und spielen darum im Wasserhaushalt eine entscheidende Rolle.

• Tone sind fast immer negativ geladen, die bei uns entstehenden Tone sogar beträchtlich. Diese Ladung ist im inneren Bau begründet (sog. isomorpher Ersatz der Zentralatome verbunden mit Ladungsänderungen). Dank dieser Ladung sind Tone die bevorzugten Zwischenträger von positiv geladenen Nährstoffen (K⁺, Ca^₂+, Mg^₂+,...), welche bei Bedarf wieder via Bodenlösung an die Pflanzenwurzeln abgegeben werden können.

• Tone können dank ihrer Ladung und ihrer aktiven Oberfläche relativ stabile Verbindungen mit den Humussubstanzen eingehen. Sie bewahren damit den Humus vor einer allzu schnellen Zersetzung und helfen mit, eine Krümelstruktur im Boden aufzubauen.

Ergänzung: Aufbau der Tonminerale

Oxide, Hydroxide und ihre Zwischenstufen stellen letztlich das Endprodukt der Verwitterung dar. Die wichtigsten Oxide (neben dem Quarz) sind Fe-, Al- und Mn-Oxide. Sie verleihen den Böden eine braune bis rotbraune (Fe) oder dunkelgraue bis schwarze (Mn) Farbe. Die Löslichkeit aller Oxide ist relativ gering, erst in stark sauren Böden ist sie von Bedeutung, dagegen sind die reduzierten Formen der Fe- und Mn-Oxide (wie sie unter anaeroben Bedingungen oft auftreten) auch bei normalen pH-Verhältnissen relativ mobil und somit leicht verlagerbar.

Organische Substanz (syn. Humus) ist die gesamte abgestorbene Biomasse und deren Umwandlungsprodukte, doch ist in der Praxis meist die tote nicht einwandfrei von der lebenden Substanz zu trennen (in Fig. 6 werden die beiden Begriffe allerdings nicht synonym gebraucht: Humus = toter Anteil an der gesamten organischen Substanz). Huminstoffe (= Humusstoffe) sind die nach dem untenstehenden Schema (Fig. 7) neu geschaffenen Abbau- und Umwandlungsprodukte.

Ergänzung: Der Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf im Boden

Aus den ursprünglich in den Organismen vorhandenen organischen Verbindungen (Kohlehydrate, Eiweisse, Fette, Wachse, Lignin, Gerbstoffe, etc.) sowie ihren mineralischen Verbindungen werden durch die komplexen mikrobiellen und biochemischen Prozesse Huminstoffe synthetisiert und anorganische Verbindungen freigelegt (Prozesse der Humifizierung und der Mineralisierung). Unter gleichbleibenden äusseren Bedingungen stellt sich im Oberboden ein Gleichgewicht zwischen Humusanlieferung und Humusabbau ein, woraus ein für einen Boden charakteristischer Humusgehalt resultiert. Der Prozess der Humifizierung findet vor allem statt, wenn der pH-Wert nicht extrem sauer oder basisch ist, wenn im Boden genügend Nährstoffe für die Mikroorganismen vorhanden sind, wenn die Streu gut zersetzbar ist (niedriges Verhältnis C:N, da Mikroorganismen für die Körpersubstanz vor allem N benötigen), wenn Luft-, Feuchtigkeits- und Temperaturverhältnisse für die mikrobiellen Prozesse günstig sind (Bodenstruktur!).

Der Gehalt an organischer Substanz ist beispielsweise in Böden des gemässigten Klimabereichs im allgemeinen niedriger, je höher die Jahresmitteltemperatur ist, da mit höherer Temperatur der Abbau stärker gefördert wird als die Produktion. Höhere Niederschläge haben wiederum eine abbauhemmende Funktion wegen länger möglichen anaeroben Phasen im Boden zur Folge, womit der Humusgehalt wieder ansteigt. Ebenfalls abbauhemmend (und damit humuserhöhend) wirken sich unter Umständen längere Trockenheitsphasen aus: Im Tessin liegen die Humusgehalte in den Braunerden generell höher als in der Nordschweiz. Ebenso können kleinräumig südexponierte Hänge niedrigere Humusgehalte als die nordexponierten aufweisen, da bei höherer Temperatur der Abbau beschleunigt ist, aber auch der umgekehrte Fall ist denkbar, wenn bei zu grosser Trockenheit in Südexposition der Abbau wieder stark gehemmt ist.

Huminstoffe werden grundsätzlich in die drei Fraktionen Fulvosäuren, Huminsäuren und die Humine (nach Lauge- bzw. Säurelöslichkeit) aufgeteilt, auch wenn dies wissenschaftlich nicht klar begründet ist, da die Übergänge zwischen den Fraktionen gleitend sind. Fulvosäuren sind meist durch niedriges Molekulargewicht und höheren Gehalt an funktionellen Gruppen (Carboxylgruppen) von den Huminsäuren zu unterscheiden. Sie sind teilweise wasserlöslich und vermögen Metallionen komplex zu binden. Sie entstehen vorwiegend bei geringer biologischer Aktivität (also beispielsweise in sauren und nährstoffungünstigen Böden [Podsole]). Huminsäuren besitzen ein höheres Molekulargewicht, weniger funktionelle Gruppen und sind in Wasser schwer löslich. Humine sind relativ reaktionsträge, schwarz gefärbte Ballaststoffe.

Ergänzung: Beispiel eines Huminsäuremoleküls

Huminstoffe sind im Boden aus folgenden Gründen wichtig:

• Dauerhumus ist, wie der Name sagt, ein langsam abbaubarer Nährstofflieferant für die Pflanzen und Mikroorganismen.

• Huminstoffe sind wegen ihren funktionellen Gruppen sehr oberflächenaktive Substanzen und können wie die Tonminerale Nährstoffionen adsorbieren. Bei normalen pH-Verhältnissen im Boden (schwach bis mässig sauer) sind sie wie die Tonminerale negativ geladen.

• Aufgrund ihrer komplexen und porösen Struktur besitzen Huminstoffe ein grosses Wasserbindungsvermögen.

• Durch Bindungen zwischen Huminstoffen und mineralischen Komponenten (organo-mineralische Verbindungen, Ton-Humuskomplexe) wird im Boden ein stabiles Aggregatgefüge erzielt. Gleichzeitig werden die Huminstoffe dadurch lange Zeit vor einem mikrobiellen Abbau geschützt.

Ergänzung: Ton-Humus-Komplex

Alle Humussubstanzen eines Bodens von der Streu bis zu den Huminstoffen liegen je nach den Standortverhältnissen in ganz unterschiedlicher Ausprägung, Zersetzung und Horizontkombination vor. Diese unterschiedlichen aber charakteristischen Erscheinungsformen des Humus bezeichnet man als Humusformen:

• Hydromorphe bzw. semi-terrestrische Humusformen: Feuchthumusformen (Feuchtmull, etc.), Anmoor (bei fast ständig hohem Grundwasserstand werden Huminstoffenicht mehr weiter abgebaut, was zu einem sehr hohen Humusgehalt führt) und Torfen

• Terrestrische Humusformen: Rohhumus, Moder, Mull

Die in Fig. 10 schematisch dargestellten Humusformen werden nicht überall in der Literatur genau gleich angesprochen. Oft wird auch der Fehler gemacht, beim Ah von einem "Mullhorizont" oder bei der Streuschicht von einem "Rohhumus" zu sprechen, also Einzelhorizonte mit der Humusform zu benennen.

Ergänzung: Richtlinien zur Klassierung der Humusformen

Mull

Mull bildet sich unter günstigen, nährstoffreichen Bedingungen, wodurch die Streu rasch abgebaut und humifiziert wird. Die Huminstoffe sind durch die reich vorhandene Bodenfauna gänzlich in den Mineralboden eingearbeitet, Ton-Humuskomplexe sind sehr häufig, die Bodenreaktion ist schwach sauer bis alkalisch, das C/N-Verhältnis niedrig (10-15). Es existiert faktisch nur der Ah-Horizont, der sehr mächtig sein kann, die Streu wird innerhalb eines Jahres abgebaut. Mull findet man vor allem unter Steppen- und Laubwaldvegetation sowie bei vielen Wiesen- und Ackerstandorten. Der Ah-Horizont ist meist nur sehr unscharf vom darunter liegenden B-Horizont zu trennen, da die intensive Bioturbation die Grenze stark verwischt.

Rohhumus

Diese Humusform, bei der die Auflagehorizonte dominieren, entsteht unter schlechten Standortbedingungen: nährstoffarme saure und grobkörnige Substrate, Vegetation mit schlecht abbaubarer Streu (Heide, Koniferen) und wenig Nährstoffkationen, C/N-Verhältnis 30-40. Beim Rohumus fehlt der Ah-Horizont fast vollständig. Es dominieren L- und F-Horizont, in feuchteren Regionen ist oft ein mächtiger H-Horizont vorhanden. Rohhumus ist vor allem im kühlfeuchten Klima verbreitet (subalpine Stufe, boreale Nadelwälder) auf silikatischem Material, selten auch auf grobblockigem Karbonatgestein. Im Rohumus entstehen Fulvosäuren als Huminsäurevorstufen, die aufgrund ihrer niedermolekularen Form und leichten Löslichkeit den ganzen Boden durchdringen und damit zur zunehmenden Versauerung beitragen.

Moder

Zwischenform zwischen Mull und Rohhumus. Meist sind alle Auflagehorizonte vorhanden, aber unscharf gegeneinander abgegrenzt. Ein Ah-Horizont ist ebenfalls ausgebildet, aber deutlich von geringerer Mächtigkeit als beim Mull. Die Grenze gegen den darunter befindlichen B-Horizont ist recht deutlich ausgebildet.

Ergänzung: Bilder zu den Humusformen

Bereits weiter oben wurde festgehalten, das Luft- und Wasserhaushalt vom Hohlraumsystem eines Bodens, und damit von der Bodenart (Körnung oder Textur) und vom Gefüge (Struktur), abhängig sind. Das den Boden infiltrierende Wasser geht in unseren Klimaten in Form von Sickerwasser endoperkolativ zum Grundwasser, oder es kann sich in bestimmten Tiefen als Stauwasser während einiger Zeit porenfüllend halten. Solche wassergesättigten Bereiche im Boden sind, falls sie mehr als ein paar Tage andauern, durch anaerobe Prozesse gekennzeichnet (Sauerstoffmangel, Reduktion, etc.) und manifestieren sich im Boden deutlich. In Trockenklimaten ist die Wasserbewegung durch die starke Evapotranspiration (mindestens jahreszeitlich) exoperkolativ (nach oben) gerichtet. Mit der Wasserbewegung gekoppelt sind auch die Verlagerungsvorgänge von gelösten oder dispergierten Stoffen (Ionen, Nährstoffe, best. Huminstoffe, feine Tonpartikel etc.). Diese Bodenlösung ist auch verantwortlich für den Transport der Nährstoffe von ihren Haftstellen an Tonmineralen oder Huminstoffen zur Pflanzenwurzel. Die Bodenlösung steht also immer im Gleichgewicht mit der von ihr umspülten Matrix.

Während das in den groben Poren durch den Einfluss der Schwerkraft rasch nach unten fliessende Sickerwasser von der Pflanze nur zum kleinsten Teil genutzt werden kann, verbleibt das Wasser in den mittleren und feineren Poren als sog. Haftwasser (Kapillar- und Adsorptionswasser) längere Zeit im Boden drin und kann dadurch teilweise von den Wurzeln aufgenommen werden (vgl. Fig. 13). Speziell das Adsorptionswasser wird von den Bodenpartikeln so stark festgehalten, dass die Saugkraft der Pflanze nicht mehr ausreicht, dieses Wasser zu extrahieren (Welkepunkt). Als Faustregel kann in einem durchschnittlichen Boden damit gerechnet werden, dass etwa 10 % des gesamtem Bodenvolumens für die Pflanze leicht verwertbares Wasser (in erster Linie Kapillarwasser) darstellen.

Die Lagerungsdichte ist ein wichtiger Hinweis auf die physikalische Belastbarkeit sowie die Durchwurzelbarkeit eines Bodens: Zu niedrige Dichten führen zu einem raschen Zusammenpressen des Bodens auch bei schon geringen Belastungen, zu grosse Dichten führen zu Stauwassereffekten bzw. zu Durchlüftungsmangel und verhindern das Eindringen der Pflanzenwurzeln.

Als sehr lockere Böden werden Torfe oder vulkanische Ascheböden bezeichnet. Sie weisen eine Lagerungsdichte von < 0.9 g/cm^₃ (z. Teil sogar < 0.5) auf. Oberböden und Hauptwurzelraum liegen im Bereich von 0.9 - 1.1, Nebenwurzelräume sowie noch gut durchwurzelbare Unterböden von 1.1 - 1.3. Der bereich von 1.3 bis 1.5 wird als "leicht verdichtet" bezeichnet, in dichten Böden (1.5 - 1.7) dringen die Wurzeln nur noch schwer ein. Wenn der Boden eine grössere Dichte als 1.7 - 1.9 aufweist, sind meist keine Wurzeln mehr vorhanden.

Ergänzung: Saugspannungsverlauf am Standort "Winzlerboden"

Der Lufthaushalt eines Bodens ist anlog dazu von den grösseren Hohlräumen im Boden (Grobporen und Aggregatzwischenräume) abhängig. Sowohl Mikroorganismen als auch die Wurzeln benötigen für ihren Bau- und Energiestoffwechsel Sauerstoff aus der Bodenluft. Chemische Reaktionen, etwa die oxidativen Prozesse, sind ebenfalls auf den Sauerstoff angewiesen. Ohne genügende Durchlüftung (Vorherrschen von feinen Poren, ungünstiges Gefüge, längere Wassersättigung) stellen sich im Boden anaerobe Verhältnisse ein mit vorherrschenden Reduktionsprozessen und anaerob tätigen Mikroorganismen.

An der Zusammensetzung der Bodenluft ist interessant, dass der Sauerstoffgehalt gegenüber der atmosphärischen Zusammensetzung etwas niedriger, der CO₂-Gehalt aber deutlich erhöht ist, da Bodenorganismen und Wurzeln Sauerstoff verbrauchen und CO₂ produzieren. Dadurch weist auch das Bodenwasser häufig einen höheren CO₂-Partialdruck auf als atmosphärisches Wasser, was sich auf die Karbonatlösung verstärkend auswirken kann.