(à Der botanische Garten der Universität Maribor wurde in den Jahren 2000 und 2001 geplant und erstreckt sich auf einer Fläche von 800m2. Für den Aufbau wurden 450m3 Erde, 25m3 Granodiorit, 25m3 kalkhaltiger Felsen und 8m3 Serpentinit, Amphibolit und Cizlakit angeliefert.
Unser Planet besteht im Inneren aus mehreren Schichten: Kruste, Mantel und Kern. Aufgrund der anwachsenden Temperatur und des Drucks zum Erdinneren hin, unterscheiden sich diese Schichten hinsichtlich ihrer chemischen Struktur und ihrer physikalischen Eigenschaften.
Bild: Erdinneres
Kruste (ozeanische* und kontinentale**) + oberer Bereich des Mantels = Lithosphäre (fest und kalt)
*ozeanische Platten – schmaler und dichter
**kontinentale Platten – dicker und weniger dicht
Die äußere Schicht wird als Kruste bezeichnet. Sie besteht aus festen Gesteinen. Wir kennen zwei Arten von Krusten: kontinentale und ozeanische Krusten. Der Kruste folgt der Mantel, der unmittelbar unter der Kruste noch hart ist und zum Erdinneren hin immer viskoser wird. Es folgt der Kern, der aus schweren Elementen wie Nickel und Eisen besteht. Aufgrund der hohen Temperaturen ist der Kern in der äußeren Schicht (= äußerer Kern) flüssig, der zunehmende Druck in Richtung des Mittelpunktes, der das Schmelzen verhindert, ist der Grund dafür, dass der innere Kern fest ist und lediglich aus Eisen besteht.
Die Lithosphäre besteht nicht aus einem Stück, sondern ist in einzelne tektonische Platten unterteilt. Wir kennen sieben größere und mehrere kleinere tektonische Platten. Die größeren Platten sind die Eurasische, Nordamerikanische, Südamerikanische, Pazifische, Afrikanische und Indo-Australische tektonische Platte sowie die Antarktis. Die Fläche Sloweniens erstreckt sich auf einer kleineren Platte mit dem Namen Adriatische Platte.
Der Lithosphäre folgt die nächste Schicht, genannt Asthenosphäre. Die Asthenosphäre ist der Teil des Erdmantels, der etwa 400 km in die Tiefe reicht. Aufgrund der vorherrschenden Bedingungen in dieser Schicht besteht die Asthenosphäre aus dem bis zu seinem Schmelzpunkt aufgeheizten Gestein. Die Asthenosphäre ist somit eine zähflüssige Schicht, teils in flüssigem und teils in plastischem Zustand. Dies ermöglicht den tektonischen Platten, dass sie, ähnlich wie Eisberge auf dem Meer, auf der Asthenosphäre schwimmen.
Die Platten bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von einigen Zentimetern pro Jahr (Nagelwachstumsrate) bis zu 15 cm pro Jahr (ähnlich der Haarwachstumsrate).
Die tektonischen Platten bewegen sich auf drei verschiedene Arten.
(Bild: Bewegung der tektonischen Platten):
Quelle: (http://vedez.dzs.si/datoteke/tektonika.pdf)
Bild: Bewegung der tektonischen Platten
Die Spreizzonen, die auch Gräben genannt werden, liegen jedoch nicht lediglich tief in den Ozeanen, sondern kommen auch auf dem Land vor. Solch ein Beispiel findet sich in Island, wo sich die Eurasische und die Nordamerikanische Platte auseinanderbewegen. Darum entsteht dort sowohl auf dem Land wie auch im Meer ein Graben, der sich Silfra-Spalte nennt (Bilder). Die tektonischen Platten sind an einigen Stellen so dicht beieinander, dass Taucher beide Platten gleichzeitig berühren können (Video).
Bekannt sind auch die tektonischen Gräben in Zentralafrika und Ostafrika. Der zentralafrikanische Graben entstand, als die Arabische von der Afrikanischen Platte abgerissen ist. Dort befindet sich heute das Rote Meer. Ganz frische Beweise deuten darauf hin, dass der äußerste östliche Teil Afrikas dabei ist, sich vom Rest des Kontinents abzutrennen.
Die bekannteste Blattverschiebung ist die San-Andreas-Verwerfung in Kalifornien.
Es gibt drei Szenarien:
Der Bereich, an dem sich eine Platte nach unten verbiegt und die andere verdrängt, wird Subduktion genannt.
Insbesondere die Bewegung tektonischer Platten, deren Brechen und im geringeren Maße auch die vulkanische Aktivität führen zu Erdbeben oder stoßartigen Bodenschwankungen. Die seismischen Wellen breiteten sich aus dem Brennpunkt des Erdbebens unter der Oberfläche (dem Hypozentrum) aus, also aus dem Punkt in der Erdkruste, wo die tektonische Platte gebrochen ist. Der Punkt auf der Oberfläche, genau über dem Erdbebenherd, wo die Auswirkungen des Erdbebens am sichtbarsten sind, wird als Zentrum oder Epizentrum bezeichnet.
Ein Seismograf ist ein Gerät, mit dem seismische Wellen gemessen werden. Die Stärke oder Intensität des Erdbebens wird mit einer Magnitude gemessen. Dies ist die Energie (seismische), die im Erdbebenherd des Erdbebens freigesetzt wird und die Auswirkungen des Erdbebens auf Objekte, Gebäude und Natur misst.
Die erste Skala (1935) wurde vom amerikanischen Seismologen Charles Francis Richter eingeführt, deshalb wird sie Richterskala genannt. Die Skala ist logarithmisch, was bedeutet, dass jedes Niveau des Erdbebens fast 32-mal stärker ist als das vorherige. Die Skala ist 9-stufig, von 1,0 bis 9,0 und höher, sodass sie theoretisch keine Obergrenze hat. Die größte Magnitude (9,5) wurde 1960 in Chile verzeichnet. Ohne eine Quelle externer Energie sollten Erdbeben auf der Erde theoretisch keine größere Magnitude erreichen als die aufgezeichnete 9.5. Experten und Seismologen gehen davon aus, dass die Erde mit der Magnitude 13 bebte, als vor 66 Millionen Jahren ein Asteroid mit einem Durchmesser von 10–15 km auf den Planeten prallte. Dem Einschlag des Asteroiden wird der plötzliche Klimawandel und das Aussterben der meisten (75%) Pflanzen- und Tierarten, einschließlich einiger Dinosaurier, zugeschrieben. Experten gehen auch davon aus, dass niemand auf der Erde ein Erdbeben mit einer Magnitude von 15 überleben würde.
In Slowenien wird seit 1995 die sogenannte Europäische Makroseismische Skala (engl. European macroseismic scale – EMS) verwendet, die im Jahr 1998 ergänzt wurde (darum die Abkürzung EMS-89). Die Skala verfügt über 12 Stufen (von I – nicht wahrnehmbares Erdbeben, V – leichte Schäden an Gebäuden, bis XII – völlig verheerendes Erdbeben).
Da Slowenien an einer Schnittstelle von drei tektonischen Platten liegt (der Eurasischen im Norden, der Afrikanischen im Süden und der Adriatischen zwischen ihnen) liegt das Land auf einem seismisch aktiveren Gebiet (Land mit einer mittleren Erdbebengefährdung (Bild: Erdbebenbedrohung in Slowenien). Obwohl Erdbeben in Slowenien keine großen Magnituden erreichen, können ihre Auswirkungen aufgrund ziemlich flacher Erdbebenherde (5–15 km) relativ stark sein. Seismisch am gefährlichsten sind die Gebiete in Zentral- und Nordwestslowenien. In der Vergangenheit wurden in Slowenien 80 Erdbeben mit den Auswirkungen VI-VII EMS und 5 mit Erdbebenherden außerhalb des Landes verzeichnet.
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Quelle: ARSO
Bild: Erdbebenrisiko in Slowenien
WWie dem Bild mit den Standorten der Erdbeben-Epizentren zu entnehmen ist, treten die meisten Erdbeben da auf, wo tektonische Platten aufeinandertreffen.
Bild: Standorte der Erdbeben-Epizentren in der Zeit zwischen 1900 und 2017
Besonders viele Erdbeben wie auch Vulkanausbrüche ereignen sich am sogenannten Pazifischen Feuerring (em>engl. Ring of Fire), einer Schnittstelle von zahlreichen tektonischen Platten (Bild: Pazifischer Feuerring).
Bild: Pazifischer Feuerring, wo bis zu 90% aller Erdbeben und 25% aller Eruptionen stattfinden
Bild 1: Gesteinskreislauf
Wie aus dem Schema des Gesteinskreislaufs ersichtlich ist, entsteht magmatisches Gestein durch das Abkühlen von Magma oder Lava.
Im Falle, dass das Magma sich im Erdinneren verhärtet, entsteht Gestein, das man Plutonit nennt. Unter der Oberfläche verhärtet sich das Magma langsam, deshalb haben Plutonite eine gleichmäßige Struktur und große Mineralkörner.
Durch das Verhärten von Lava entstehen Durchdringungen. Die Lava kühlt an der Oberfläche schnell ab, deswegen haben diese vulkanischen Gesteine eine ungleichmäßigere Struktur, die Minerale sind kleiner.
Zu den magmatischen Gesteinen zählen auch Vulkanite, die in Form von Gefäßen in Spalten flach unter der Oberfläche vorkommen.
Gesteine auf der Erdoberfläche zerfallen im Prozess der Verwitterung. Zur Verwitterung kommt es aufgrund von Naturgewalten (Wasser, Eis, Erwärmung und Abkühlung, Wind, Wasserströmungen) und deshalb zerfällt das Gestein zu mehr oder weniger feinen Partikeln.
Die zweite Gruppe von Gesteinen sind Sedimentgesteine oder Sedimente. Wie der Name schon verrät, sind die Gesteine durch Ablagerungen verschiedener zerfallener Gesteine und Materialien biologischen Ursprungs entstanden, aufgrund dessen sich in ihnen oft Fossilien oder abgestorbene Organismen befinden. Sedimentgesteine bilden sich während des Prozesses der Lithifizierung, wenn es aufgrund des hohen Drucks zum Pressen und Binden von feinen Teilchen kommt, die zu einem festen Ganzen werden.
Bei der dritten Gruppe handelt es sich um metamorphe Gesteine. Ihren Namen haben sie bekommen, weil sie im Prozess einer Umformung (Metamorphose) der Gesteine aus den anderen beiden Gruppen entstanden sind. Zur Metamorphose kommt es in tieferen Teilen der Erdkruste, wo außergewöhnliche Bedingungen herrschen – Druck > 100 MPa (Megapascal = 106 Pa) und Temperatur > 150°C.
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Felsenarten und der Gesteinszyklus à Video (Three Types of Rocks and the Rock Cycle)
Nun können wir uns leichter vorstellen, wie es zur Entwicklung dieser Gesteine gekommen ist, die jetzt den Steingarten bilden.
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Gruppe |
Entstehung |
Eigenschaften |
Einordnung |
Gestein |
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MAGMATISCHES GESTEIN |
entsteht beim Abkühlen und Aushärten von Magma oder Lava |
schlecht wasserdurchlässig hat eine kristallartige Struktur und verwittert gleichmäßig |
PLUTONIT Magma kühlt ab und verhärtet tief in der Erdkruste |
Granit |
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Syenit |
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Granodiorit
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Tonalit |
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Gabbro |
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Peridotit |
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SUBVULKANIT Magma dringt in Form von Lava an die Oberfläche wird auch vulkanisches Gestein genannt |
Quarzporphyr |
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Quarzkeratophyr |
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Dazit |
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Keratophyr |
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Porthyr |
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Trachyt |
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Andesit |
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Diabas |
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Basalt |
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VULKANIT Magma bricht in die Ritzen bereits existierender Gesteine ein und verhärtet sich dort |
Aplit |
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Pegmatit |
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SEDIMENTÄRES GESTEIN |
entsteht durch Sedimentation, Verwitterung oder Erosion anderer Gesteine und Reste von Organismen |
hat erkennbare Schichten und kann Fossilien enthalten |
MECHANISCHE ODER KLASSISCHE entstanden als Folge von Erosion und Verwitterung aus Partikeln an Land |
Brekzie (Breccie) |
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Konglomerat |
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Sandstein |
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Schluffstein (Silt) |
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Tonstein (Ton) |
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Mergeltein (Mergel) |
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Schlammstein |
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PYROKLASTISCHE entstanden durch das Haften und Absetzen von Vulkanasche und Staub |
vulkanische Brekzie |
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Tuff |
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Tuffit |
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BIOCHEMISCHE entstanden durch das Absetzen von Teilen der Meeresorganismen |
Kalkstein   |
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Kreide |
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Dolomit |
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Feuerstein |
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Kalktuff |
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CHEMISCHE entstanden durch das Ausscheiden von im Wasser gelösten Mineralstoffen |
Halit |
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Sylvin |
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Gips |
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Anhydrit |
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METAMORPHES GESTEIN |
bildet sich anhand von Metamorphose aus irgendeinem vorangehenden Gestein (magmatisch, sedimentär oder bereits entstandenes metamorphes) |
ist weniger beständig gegen Verwitterung und Erosion hat die gleiche chemische Zusammensetzung und die gleichen Eigenschaften wie das vorangehende Gestein, aus dem es entstanden ist |
Marmor |
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Quarzit |
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Serpentinit  |
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Amphibolit |
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Eklogit |
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Hornstein |
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Skarn |
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Mylonit |
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tektonische Brekzie |
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Phyllit |
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Glimmer |
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Gneis |
Granodiorit ist ein magmatisches Gestein, Plutonit. Es ist ein saures Gestein, aus dem bei der Verwitterung saurer Boden entsteht.
Granodiorit vom Pohorje (Bachergebirge) wurde zuerst Pohorje-Granit, später Tonalit und dann Quarz-Diorit genannt. Petrologische Analysen haben gezeigt, dass Granodiorit im Massiv überwiegt. Am Südhang vom Pohorje wird er in der Nähe von Oplotnica bei Cezlak im Steinbruch Cezlak I und am Nordhang des Pohorjes in Josipdol gewonnen. Das Gestein ist hart, fest und sehr widerstandsfähig gegen statische mechanische Belastungen. (vgl. Žlender & Dolinar, 2008, S. 40)
Kalkstein ist ein häufiges Sedimentgestein, das durch Ablagern und Stapeln der Häuschen verstorbener Tiere im Meer entsteht. In Slowenien stellen Kalksteine 10–15 % aller Sedimentgesteine dar und decken mehr als 40% der Landesoberfläche ab.
Der Kalkstein besteht aus Calcit-Mikrokristallen, chemischem Kalziumkarbonat (CaCO3), das verschiedene Beimischungen enthält, sodass er nicht immer weiß ist. Calcit wird aus Schalenfragmenten und Skeletten von Weichtieren und anderen Meeresorganismen gewonnen, deshalb kann man darin gut erhaltene Fossilien finden.
Kalkstein findet man in Gegenden, die Karst (engl. Karst) genannt werden. Es handelt sich um einen anerkannten geologischen Begriff, der sich aus dem geographischen Begriff – nach dem slowenischen Gebiet Karst – verbreitet hat. Der Karst ist geprägt von Karstphänomenen wie Karsthöhlen mit den charakteristischen Stalaktiten, intermittierenden Seen (Cerknica-See), Sauglöchern oder Schwinden und Gruben. Tropfsteine entstehen, weil sich der Kalkstein in Wasser mit gelöstem Kohlendioxid (schwache Säure) auflöst und in den Höhlen wieder niederschlägt. Die Julischen Alpen in Slowenien bestehen überwiegend aus Kalkstein.
Eine der interessantesten und vielversprechendsten Vorkommen verschiedener Kalkarten, die wegen ihrer Qualität im Bau und in der Kunst verwendet werden, ist im Karst. Historische Daten zeigen, dass bereits vor über zweitausend Jahren im Karst Naturstein gewonnen wurde. Detaillierte Feld- und Laboruntersuchungen dieser Gesteine begannen erst nach dem Zweiten Weltkrieg. Die Vorkommen von grauen und bunten Karbonatgesteinen finden sich auch in Zentralslowenien, dem Karst am Küstenland-Innerkrain und Südostslowenien sowie in Bela krajina. In Tolmin gibt es Vorkommen von buntem Kalkstein und in der Draugegend sowie den Posavje-Hügeln Vorkommen von lithotamyschem Kalkstein.
Kalkstein wird in der Landwirtschaft (beim Kälken des Bodens – um den pH-Wert zu erhöhen), Calciumoxid (CaO) oder lebendiger Kalk im Bauwesen (Mörtel, weißen) und in der chemischen Industrie (als Neutralisationsmittel für saure Lösungen, in der Glas- und Zementproduktion) verwendet.
Serpentinit ist ein massives metamorphes Gestein. Er entsteht bei einem niedrigen Grad der Metamorphose von ultrabasischem Gestein und dem Vorhandensein von Wasser. Er besteht aus dem Mineral Serpentin, ist grün bis schwarz mit einer charakteristischen Oberfläche, die einem falsch verflochtenen Netz gleicht.
Vorkommen von Serpentinit finden sich am Randbereich vom Pohorje und Poßruck (Kozjak).
Durch das Betrachten von Gesteinen kann man beobachten, wie sich die Struktur und Zusammensetzung der Erde in verschiedenen geologischen Zeitabschnitten verändert hat.
Wie alle Lebewesen benötigen auch Pflanzen Nährstoffe zum Wachsen und Entwickeln. Da Pflanzen autotrophe Organismen sind, können sie sich im Prozess der Photosynthese selbst mit einigen der wichtigsten Makronährstoffen wie Kohlenstoff (C), Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H) anreichern. Der Pflanzenkörper besteht von 90 % bis 99 % aus diesen Elementen, während der Rest der Pflanze aus einer mineralischen Komponente besteht.
Pflanzen gewinnen Mineralstoffe aus dem Boden. Böden, die ein natürliches Gebilde auf der Erdkruste darstellen, bestehen aus drei Phasen (Boden = Dreiphasensystem):
Pflanzen benötigen relativ viel Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K), Kalzium (Ca), Magnesium (Mg) und Schwefel (S). Diese Nährstoffe werden als Makronährstoffe bezeichnet. Da die Makronährstoffe im Boden meist nicht ausreichen, kümmert man sich durch Düngung um den Boden. Neben Makronährstoffen werden für ein erfolgreiches Pflanzenwachstum sogenannte Mikronährstoffe oder jene Nährstoffe benötigt, die Pflanzen in kleinen Mengen brauchen (Bor, Mangan, Kupfer, Zink, Molybdän, Eisen). Diese werden den Pflanzen am häufigsten über ihre Blätter in Form von Blattdüngern (sog. foliares Düngen) zugesetzt.
Die Bodenfruchtbarkeit hängt vom Gehalt einzelner Makro- und Mikronährstoffe im Boden, ihren Verhältnissen und anderen Eigenschaften ab. Zu den wichtigsten Eigenschaften, die die Bodenfruchtbarkeit beeinflussen, gehören: Bodenreaktion oder Boden-pH-Wert, Gehalt an organischen Stoffen, Textur und Bodenstruktur.
Kenntnisse über Reaktionen oder den pH-Wert einer Lösung erlauben uns, dass die wässrige Lösung einer Substanz (in diesem Fall des Bodens), also einer Bodenlösung, als eine saure, basische oder neutrale Lösung definiert werden kann. Die Reaktion der Lösungen wird anhand einer pH-Skala bestimmt.
Je saurer die Lösung ist, desto niedriger ist ihr pH-Wert.
Je basischer die Lösung ist, desto höher ist ihr pH-Wert.
Tabelle 1: Bodenklassifikation nach der gemessenen Reaktion der Bodenlösung
|
Bodenarten |
Reaktion der Bodenlösung (pH – Wert) |
|
stark sauer |
< 4,5 |
|
sauer |
4,5–5,5 |
|
mäßig sauer |
5,6–6,7 |
|
neutral |
6,8–7,2 |
|
basisch (alkalisch) |
> 7,2 |
Die Reaktion des Bodens ist ein sehr wichtiges Merkmal, da der pH-Wert die Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen und die Aktivität von Mikroorganismen beeinflusst, was für den Nährstoffkreis entscheidend ist.
Die meisten Kulturpflanzen wachsen gut bei einem pH-Wert zwischen 6 und 7, da die meisten Pflanzennährstoffe in diesem Bereich in der entsprechenden (ionischen) Form der Pflanzenernährung vorliegen (Bild: Verfügbarkeit der Pflanzennährstoffe in Abhängigkeit von der Bodenreaktion). In diesem Bereich (nahe des neutralen) wirkt auch die Mehrheit der wichtigsten Bodenorganismen.
Quelle: (http://projects.ung.si/agriknows/img/KGZS_osnove_prehrane_rastlin_in_gnojenja-1.pdf)
(Bild: Verfügbarkeit der Pflanzennährstoffe in Abhängigkeit von der Bodenreaktion)
Die optimale Bodenreaktion ist nicht bei allen Bodenarten gleich. Wenn der Boden reich an organischer Substanz ist (> 20% organischer Substanz), gedeihen die meisten Pflanzen auch bei einer saureren pH-Reaktion (5,0–5,5). Außerdem ist der optimale pH-Wert eines Bodens mit einer leichteren Textur niedriger. Saurer Boden (pH <4,0) ist nicht geeignet für den Anbau von Kulturpflanzen, da er Regenwürmern und den meisten Bakterien nicht zusagt und dadurch ihre Aktivität (bspw. Fixierung N, Nitrifikation, Abbau organischer Substanz) verlangsamt wird. In sauren Böden werden Bakterien durch Pilze ersetzt.
Unter den Pflanzen gibt es Ausnahmen, die in sauren Böden besser gedeihen und solche, die auch für Böden mit einer basischen Reaktion geeignet sind. Pflanzen, die in sauren Böden gut gedeihen, nennt man azidophile Pflanzen (Blaubeere, Preiselbeere, Rhododendron, einige Gräser). Diejenigen, die in basalen Böden besser gedeihen, werden basophile Pflanzen genannt.
Die Bodenreaktion ist das Ergebnis vieler Faktoren und Prozesse, die im Boden stattfinden. Die wichtigsten Faktoren, die den pH-Wert des Bodens beeinflussen, sind der Gehalt an basischen Kationen auf der Ausgangsbasis und der Prozess der Pädogenese (Bodenbildung).
In pedologischen Laboren werden zwei Arten von Bodenacidität bestimmt:
Die organische Substanz im Boden besteht aus pflanzlichen und tierischen Rückständen in verschiedenen Abbauphasen. Die organische Substanz im Boden wandelt sich schließlich in Humus um. Humus ist ein zersetzter, beständiger Teil einer organischen Substanz, die von Mikroorganismen abgebaut wurde.
Der Boden ist fruchtbarer, wenn mehr Humus vorhanden ist (Bild: Bodenaufteilung in Hinsicht auf den Humusgehalt). Humus im Boden repräsentiert nämlich den Mineralstoffgehalt und somit die Nahrungsquelle für Mikroorganismen, er verbessert die Luftigkeit und Porosität des Bodens, sorgt für den Erhalt der Bodenfeuchtigkeit und durch seine Fähigkeit, Nährstoffe an sich zu binden, verhindert er indirekt das Wegspülen von Nährstoffen.
Tabelle: Bodenaufteilung in Hinsicht auf den Humusgehalt
|
Bodenklassifikation |
Humus im Boden (%) |
|
arm an Humus |
< 1 |
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mäßig humushaltig |
1–2 |
|
humushaltig |
2–4 |
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stark humushaltig |
4–8 |
|
sehr stark humushaltig |
8–15 |
Der mineralische Teil des Bodens besteht aus mineralischen Partikeln. In den Boden gelangen sie durch Verwitterung des Muttergrunds. Der Größe nach werden sie in folgende Gruppen (Fraktionen) eingeteilt:
Das Verhältnis zwischen ihren Anteilen wird Bodentextur genannt. Der Anteil der einzelnen Fraktionen wird im Labor durch mechanische Bodenuntersuchung bestimmt. Wenn man die Ergebnisse über den Anteil der einzelnen Fraktionen einmal hat, wird mit Hilfe des Texturdreiecks (dargestellt auf dem Bild: Texturklassifizierung des Bodens) die sogenannte Texturklasse des Bodens bestimmt.
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Quelle: (https://sl.wikipedia.org/wiki/Tekstura_tal)
Bild: Texturklassifizierung des Bodens
Die Textur ist eine sehr wichtige physikalische Eigenschaft des Bodens, da die spezifische Partikelgröße von der Größe der Mineralpartikel abhängt. Somit hängt die Bewegung des Wassers im Boden, die Fähigkeit des Bodens Wasser zu speichern, die Luftigkeit, die Möglichkeit den Boden zu bearbeiten und seine Fruchtbarkeit von der Textur ab.
Böden, in welchen Sand vorherrscht, nennt man leichte Böden, da sie leicht bearbeitet werden können. Unter leichte Böden werden die Texturklassen Sand (P), lehmhaltiger Sand (IP) und sandiger Lehm (IP) eingeordnet. Sie gelten als warm, luftig, halten jedoch Wasser und Nährstoffe schlecht zurück.
Böden, die von Lehm (G) und Schluffpartikeln (M) dominiert werden, sind dicht, kompakt, kaum luft- und wasserdurchlässig sowie schwer zu bearbeiten.
Für das Wachstum der meisten Pflanzen sind mittelschwere Böden am besten geeignet (MI – schluff- bis lehmhaltige und I – lehmhaltige Böden), in denen Sand, Schluff und Ton ungefähr gleichwertig vertreten sind. Ein solcher Boden kann einfach bearbeitet werden, da er Wasser und Mineralstoffe zurückhält und gut durchlässig ist.
Mit ein wenig Übung können wir die Textur des Bodens mit dem sogenannten Fingertest selbst bestimmen. Der Fingertest erfolgt durch die Entnahme einer kleinen Menge der Bodenprobe. Diese wird entsprechend angefeuchtet und durch Kneten zwischen den Fingern (zwischen Daumen und Zeigefinger) versucht eine Walze bzw. ein Bändchen zu formen. Wenn die Probe in der Hand gedrückt wird und wir die Feuchtigkeit fühlen, aber das Wasser nicht tropft oder zwischen den Fingern rinnt, bedeutet das angemessene Feuchtigkeit. Wenn der Boden jedoch zu trocken ist, müssen wir ihn mit Wasser richtig anfeuchten, ist er hingegen zu nass, wird er so lange geknetet, bis er die überflüssige Feuchtigkeit verliert.
Mit den Fingern lassen sich die Größe (Granularität) und die Menge der einzelnen Partikel ziemlich genau abschätzen. Es kann auch die gegenseitige Verbundenheit dieser Partikel, also ihre Klebrigkeit eingeschätzt werden. Die Plastizität wird so eingeschätzt, dass aus der Probe eine Walze modelliert wird und diese zu einem Band gebogen wird.
Da die Sandpartikel hart und groß sind, können wir sie leicht zwischen den Fingern fühlen. Bei tonartigen Partikeln hingegen haben wir ein glattes Gefühl von Staub bzw. Puder zwischen den Fingern.
Die Walze aus der Bodenprobe mit einer größeren Menge an Schluff ist glatt und glitschig, auch seidig.
Aufgrund des Tons ist die Walze klebrig und plastisch, außerdem kann man sie problemlos dünner rollen, ohne dass sie beim Biegen platzt.
Bei der Bestimmung der Bodentextur mit dem Fingertest können wir uns mit dem auf dem Bild dargestellten Schema helfen (Bild: Bestimmung der Bodenstruktur anhand des Fingertests)
Mineralische Bodenpartikel wie Sand, Schluff und Ton befinden sich im Boden nicht als Einzelteilchen (eine Ausnahme sind ausgeprägte Sandböden) und auch organische Substanzen stellen keine völlig abgetrennte Komponente dar. Alle diese Stoffe sind im Boden in Form eines räumlich geordneten Systems von Verwachsungen oder Aggregaten verbunden, die eindeutig identifizierbare Formen bzw. gegenseitige Grenzflächen aufweisen.
Die Anordnung und die Verbindungen zwischen diesen Aggregaten im Boden beschreibt die Bodenstruktur. Die Bodenstruktur ist somit eine Methode, die Bodenteilchen (Sand, Schluff, Ton und organische Substanzen) zu Aggregaten unterschiedlicher Form und Größe zu verbinden – in sogenannte strukturelle Aggregate.
Die Struktur hat einen wesentlichen Einfluss auf die Bodenfruchtbarkeit, denn sie bestimmt Eigenschaften wie Bodenporosität, das Verhältnis zwischen Makro- und Mikroporen im Boden (in Makroporen ist Wasser, in Mikroporen befindet sich Luft), den Zugang zu Pflanzennährstoffen, die Mikroorganismenaktivität und -entwicklung sowie das Wurzelwachstum.
Abhängig vom Zustand der Bodenstruktur lassen sich unterscheiden:
Die Formen und Eigenschaften der strukturellen Aggregate werden in der Tabelle dargestellt.
*Horizonte (O–R)
In der Pedologie erforscht man den Boden auch so, dass man an geeigneter Stelle eine pedologische Grube gräbt. Die pedologische Grube ist eine Grube, die etwa 80 cm breit und 100–150 cm tief ist, je nachdem, ob man auf Stammbasis oder Wasser trifft. Die Grube wird mit der Schaufel glatt ausgehoben, sodass das pedologische Profil gut zu erkennen ist. Das pedologische Profil ist ein vertikaler Querschnitt des Bodens, anhand dessen die pedologischen Horizonte definiert und beschrieben werden können.
Quelle: (http://www.kis.si/f/pics/Galerija/2013_07-recharge.green.Profil2.webL_s2.jpg)
Bild: Pedologisches Profil
Der Horizont ist eine Erdschicht, die ungefähr parallel zur Bodenoberfläche liegt und in den Prozessen der Bodenbildung und -entwicklung (Pedogenese) entstanden ist. Vom benachbarten Horizont unterscheidet er sich durch seine physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften.
Horizonte haben ihre eigenen Namen und Markierungen. Die Haupthorizonte sind mit Großbuchstaben gekennzeichnet und folgen aufeinander von der Oberfläche in die Tiefe so, wie auf dem Bild der Bodenhorizonte zu erkennen ist.
Bild: Bodenhorizonte
Die Schichten im Bodenprofil können auch so näher beschrieben werden, dass innerhalb der Haupthorizonte auch noch Unterhorizonte vorzufinden sind. Die Unterhorizonte werden so gekennzeichnet, dass der Kennzeichnung des Haupthorizontes (Großbuchstabe) ein Index hinzugefügt wird (Kleinbuchstaben). Beispielsweise werden O Horizonte in folgende Unterhorizonte aufgeteilt:
Ol – organischer Horizont (O) mit sichtbarem trocknem Blattwerk, Nadeln und anderen Pflanzenresten (Index = Blätterabfall)
Of – organischer Horizont (O) mit teilweise zerfallenen Pflanzenresten (Index = Fermentation)
Oh – humifizierte organische Substanz (Index = Humifizierung)
Der einzige Weg, um genau bestimmen zu können, über welche Eigenschaften unser Boden verfügt, sind Analysen, die von autorisierten Laboratorien durchgeführt werden.
Die grundlegenden Bodeneigenschaften leiten sich aus den Ergebnissen von standardisierten chemischen pedologischen Untersuchungen ab. Diese bestimmen die Bodenreaktion oder den pH-Wert (aktive oder potenzierte Säure), den Gehalt an Kalium (K2O) und Phosphor (P2O5) im Boden, den Gesamtstickstoffgehalt und den Gehalt an organischer Substanz im Boden. Der Gehalt an anderen Nährstoffen und die Bestimmung weiterer Eigenschaften werden von Laboren auf Nachfrage durchgeführt.
Der günstigste Zeitpunkt für die Entnahme von Bodenproben ist im Herbst nach dem Ende der Vegetation oder im Frühjahr vor Beginn der Vegetation.
Für die Entnahme der Proben werden spezielle Bohrmaschinen und verschiedene pedologische Sonden (Holländische Sonde, Spitzbohrer) und Schaufeln verwendet.
Proben für standardisierte pedologische Untersuchungen werden, abhängig von der Bodenverwendung, in verschiedenen Tiefen und auch schichtartig entnommen; auf Wiesen flacher (0–6 cm und 6–12 cm), auf Ackern bis zur Tiefe des urbaren Bodens (0– meist 25 cm) und auf Rebflächen und Obstgärten in der Regel in Schichten (0–20 cm, 20–40 cm in 0–30 cm).
Die Bodenprobe muss repräsentativ sein und wird daher an verschiedenen Stellen gleichmäßig über das Grundstück verteilt entnommen, wobei die Ränder von Parzellen, Deichen, stark gedüngten Stellen und Stellen mit Rückständen von Tieren vermieden werden.
Die entnommenen Proben werden in einem Eimer gut vermischt, sodass man eine homogene durchschnittliche Probe bekommt. Die Masse der Probe hängt von den Analysen ab, die man durchführen möchte (0,5–1,5 kg). Die Probe wird in eine Plastiktüte gegeben und entsprechend mit den erforderlichen Daten wie Parzellenkennzeichnung, Name des Eigentümers, Ort, Datum und Tiefe der Probenahme markiert.
Pflanzen, die auf Serpentinit wachsen, haben sich diesem kargen Muttergrund angepasst. An ihnen können wir Veränderungen oder Serpentinomorphosen beobachten (vgl. Krajnčič, 2014), wie bspw.:
