Autorin: Eleni Baka, M.Sc.
In diesem Teil unserer neuen wissenschaftlichen Artikelserie “Wichtige Bodeneigenschaften in der Landwirtschaft” wird das Thema “Bodentextur” näher betrachtet. In dem Artikel steht nicht nur der Begriff “Bodentextur” im Vordergrund, die auch als “Bodenart” bezeichnet wird, sondern auch ihre Bestimmung und Bewertung in der Landwirtschaft.
Hierbei werden die folgenden (deutschen) Begriffe näher betrachtet:
- Deutsche Begriffe: Bodentextur, Bodenart, Korngrößenverteilung, Körnung
- Englische Begriffe: soil texture, soil type, particle size distribution, grain size
Boden besteht zur Hälfte aus festem Material und zur Hälfte aus den dazwischen liegenden Poren. Das feste Material enthält entweder Mineralteilchen unterschiedlicher Größe oder organische Substanz. Die sogenannten Poren, die von großer Bedeutung sind, sind entweder mit Luft oder Wasser gefüllt, je nachdem wie viel Wasser im Boden gebunden ist und wie die Bodenstruktur sowie die Bodentextur ausfallen.
Was versteht man unter Bodentextur?
Unter dem Begriff “Bodentextur” wird die Korngrößenverteilung der mineralischen Bodenpartikel bezeichnet. Bodentextur stellt ein außerordentlich wichtiges Bodenmerkmal dar, da sie durch ihre Korngrößenverteilung den Temperatur-, Wasser- und Lufthaushalt bestimmt, ebenso wie den Gehalt an Nährstoffen und organischer Substanz. Die Textur bestimmt darüber hinaus den Anteil an Mineralpartikeln unterschiedlicher Größe, die im Boden vorhanden sind.
Die Korngröße von bis zu 2 Millimetern, der sogenannte Feinboden, wird in der deutschen Bodenkunde in drei Hauptklassen eingeteilt:
- Sandkörner: 63 bis 2.000 Mikrometer (μm)
- Schluff: 2 bis 63 Mikrometer (μm)
- Ton: kleiner als 2 Mikrometer (μm)
Kies und Steine größer als 2 Millimeter werden als Grobboden oder auch Bodenskelett bezeichnet und zählen nicht zur Textur. Aus dem Gewichtsanteil der drei Feinbodenfraktionen werden die Bodenarten beziehungsweise Körnungsarten abgeleitet.
Bestimmung der Bodenart mittels Sedimentanalyse
Die Sedimentation, das heißt die schwerkraftbedingte Ablagerung von Bodenkörnern in Wasser, führt zur Trennung der Feinsand-, Schluff- und Tonfraktionen. Grundlage dieser Methode ist die Stokessche Gleichung, welche auf dem Gesetz von Stokes beruht. Gemäß dieses Gesetzes sinken Körner gleicher Dichte in einer Flüssigkeit mit einer gewissen Viskosität ab einer bestimmten Zeit mit gleichförmiger Geschwindigkeit.
Durch die Messung der Dichte und der Sedimentationsgeschwindigkeit der unterschiedlichen Bodenpartikel kann man nach der Anwendung von Stocke’s Gesetz die präzise Menge der jeweils in einer bestimmten Zeit gesunkenen Partikel berechnen – demzufolge ergeben diese Berechnungen auch die prozentualen Anteile der Körner an der Bodenprobe. Dann lässt sich – gegebenenfalls unter Einbeziehung der Ergebnisse einer zusätzlichen Siebung – mittels eines Korngrößendreiecks die Bodentextur feststellen. Die Anteile der drei oben genannten Hauptfraktionen ergeben in der Summe 100 Prozent.
Dieses Klassifizierungssystem ist weltweit üblich, wobei es kleinere Abweichungen hinsichtlich der Größeneinteilung der drei Feinbodenfraktionen gibt. In Deutschland existieren auch noch veraltete Einteilungen, die lediglich zwei Korngrößenfraktionen berücksichtigen. Eine dieser veralteten Einteilungen ist die Korngrößenklassifizierung nach der Bodenschätzung.
Die Korngrößenklassifizierung nach der Bodenschätzung
Die Korngrößenklassifizierung nach der Bodenschätzung wurde in den 1920er-Jahren etabliert. Die Bodenschätzung wurde insbesondere zum Zweck der ökonomischen Bewertung des Bodens erstellt, da sie für die Besteuerung, die Pachtverhandlung sowie den Grundstücksverkauf große Relevanz hatte. Diese Bewertung ist auch heute von ausschlaggebender Bedeutung, da die Finanzämter und nicht die Landwirtschaftsämter die Bodenschätzungskarten verwalten und bewerten.
Die Bodenschätzungskarten sind die einzigen detaillierten, hochauflösenden und flächendeckenden Bodenkarten in Deutschland, weshalb sie oft auch für pflanzenbauliche Zwecke genutzt werden. Allerdings orientieren sich die Kartierungseinheiten überwiegend an den Flurstücksgrenzen und nicht am genauen, natürlichen Verlauf.
Die Korngrößenklassifizierung nach der Bestimmung der Korngrößenanteile
Bodenarten sind in den meisten Böden vermischt. Die Bodenklassifizierung ist deshalb dem Anteil der Korngrößen im Boden entsprechend. Um die Bodenarten besser unterscheiden zu können, gibt es Bodenartendiagramme, auf denen die Abstufungen akribisch eingeteilt sind.
Die Anteile der drei Hauptfraktionen Sand, Schluff und Ton ergeben in der Summe 100 Prozent. Eine Fraktion kann theoretisch Werte von 0 bis 100 Prozent annehmen.
Zur Einteilung wird vom Verband Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten e.V., kurz VDLUFA, vereinfacht nur der Feinanteil herangezogen und zudem Böden mit hohem Humusgehalt separat ausgewiesen.
Bodenarten unter der Lupe
Wie bereits oben erwähnt, enthält fast jeder Bodentyp einen bestimmten Anteil aller Bodenarten. Durch diese Korngrößenverteilung werden auch die meisten der wichtigsten Bodeneigenschaften bestimmt.
Was sind Tonpartikel?
Als Ton werden die Mineralpartikel mit einer Größe von weniger als 2 Mikrometern bezeichnet. Obwohl sie klein sind, weisen sie eine große spezifische Oberfläche auf: Das heißt, dass sie im Verhältnis zu ihrem Gewicht über eine relativ große und glatte Oberfläche verfügen. Die spezifische Oberfläche vergrößert sich mit Abnahme der Größe der Teilchen. Weil die Oberfläche der Tonpartikel negativ geladen ist, werden die Nährstoffe, also die positiv geladenen Kationen, an deren Oberfläche gebunden und dienen als Nährstoffvorrat für Pflanzen.
Die Poren in tonigen Böden sind sehr klein, weshalb die Wasserbewegung im Boden sehr langsam ist. Wenn Wasser durch den Boden fließt, haften die Wassertropfen an den Oberflächen der Körner. Sie kleben quasi fest und rutschen langsam nach unten. Je kleiner die Körner sind, desto kleiner sind auch die Zwischenräume zwischen den Körnern. Aufgrund dieser großen Adhäsion der Tonböden bleibt das Wasser im Boden länger gespeichert, beispielsweise nachdem es geregnet hat. Tonböden sind folglich gute Wasserspeicher.
Nachteile:
- Da die Adhäsion in Tonböden zum Teil zu groß ist, können auch Pflanzenwurzeln das Wasser nicht nutzen. Das Wasser haftet so fest an den Körnern, dass die Wurzeln es nicht mehr aufnehmen können. In diesem Fall spricht man von “Totwasser”, das im Boden gespeichert ist.
- Tonböden erwärmen sich vergleichsweise langsam, weshalb wird auch von “kalten Böden” gesprochen
- Aufgrund des Zusammenklebens der Tonpartikel lassen sich Tonböden schlechter bearbeiten. In diesem Fall ist von “schweren Böden” die Rede.
- Tonböden sind durch eine schlechte Durchlüftung, aufgrund des kompakten Raums zwischen den Körnern, gekennzeichnet.
Was kennzeichnet Schluffpartikel?
Als Schluff werden die Mineralpartikel mit einer Größe von 2 bis 63 Mikrometern bezeichnet. In schluffigen Böden bleibt die Temperatur konstant in einem kalten Bereich. Schluffige Böden verfügen dank des durch Kapillarkräfte aufsteigenden Grundwassers über eine hohe Wasserrückhaltekraft: Das Wasser fließt nicht so schnell in das Grundwasser wie bei Sandböden und bleibt somit nutzbar für die Pflanzen.
Schluffige Böden sind des Weiteren von einem optimalen Porenvolumen gekennzeichnet und verfügen über einen hohen Humus- sowie Nährstoffgehalt. Böden mit Schluffpartikeln sind leicht zu bearbeiten und verfügen über eine optimale Mischung aus Ton- und Sandeigenschaften. Böden mit einem hohen Schluffanteil sind auch als “mittlere Böden” bekannt.
Was versteht man unter Sandpartikeln?
Als Sand werden die Mineralpartikel mit einer Größe von 63 bis 2.000 Mikrometern bezeichnet. Sandkörner sind im Vergleich zu Ton- und Schluffkörnern sehr groß. Sandböden weisen eine sehr schnelle Wasserbewegung im Boden auf und trocknen nach dem Regen in kurzer Zeit. Außerdem ist ein Sandboden besser durchlüftet, das heißt, dass Sauerstoff viel besser durch die Gänge gelangen kann.
Diese Eigenschaften der Sandböden sind von zentraler Bedeutung, da viele nützliche Bodenorganismen sowie die für die Pflanzen notwendigen chemischen Prozesse im Boden vom Sauerstoff abhängig sind. Die Wasser- und Nährstoffspeicherung ist in Sandböden von allen drei Böden am geringsten. Sandböden verfügen über eine leichte Bearbeitungsfähigkeit.
Wie wird die Bodenart bestimmt?
- Absiebung der Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 0,063 Millimetern.
- Auftrennung der feinen Partikel durch Absinken in einer Wassersäule (Sedimentationsmethode: Hier werden auch chemische Mittel zum Entfernen des enthaltenen Salzes verwendet).
- Trocknung der Fraktionen.
- Wägung und Berechnung der Gewichtsanteile in der Fraktion mit weniger als 2 Millimetern (DIN ISO 11277:1998-05-15).
Die Klassenbezeichnung bezieht sich auf die prozentualen Anteile der Korngrößenfraktionen.
In der nächsten Ausgabe unserer Serie “Wichtige Bodeneigenschaften in der Landwirtschaft” werden wir uns mit einer einführenden Gegenüberstellung von organischem Kohlenstoff und gelöster organischer Substanz im Boden befassen.
Über Stenon
Zu wissen, welche Art von Boden bewirtschaftet werden soll, ist von großer Wichtigkeit. Denn die Bodentextur liefert bereits viele Antworten darüber, welche Pflanzen im Boden wachsen können und welche Nährstoffe hinzugefügt werden müssen. Doch nicht immer sind sich Landwirte über die Art Ihres Bodens im Klaren. Allerdings ist die Bestimmung der Bodentextur mit herkömmlichen Methoden zeit- und kostenaufwändig. Das zerrt an den Nerven sowie dem Geldbeutel und viele Landwirte vermeiden daher die Untersuchung.
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