Bodenkörnigkeit und Bodenart

Bei der physikalischen und chemischen Verwitterung einschließlich bei Neubildungsprozessen von Mineralen, sowie bei Transport von Verwitterungsprodukten durch Wasser und Wind entstehen Mischungen von unterschiedlich großen Bruchstücken, die Körner genannt werden. Sie können die Größe von Steinen und Kies bis hin zu mikroskopisch kleinen Schichtstapeln von Tonmineralen haben. Für die Struktur und die Eigenschaften des Bodens sind kleine Körner, kleiner als 2 mm, von besonderer Bedeutung. Wegen des erheblichen Größenunterschieds der Bodenkörner wurde zu deren Ansprache eine Hilfsskala mit einem logarithmisch aufgetragenen sogenannten Äquivalentdurchmesser vereinbart (s. Abbildung 60). Entsprechend ihrer Größe werden die Bodenkörner des Feinbodens drei Kornfraktionen zugeordnet: der Sandfraktion, der Schlufffraktion und der Tonfraktion. Jede dieser Fraktionen wird nochmals in drei Unterfraktionen aufgeteilt. Zu beachten ist, dass diese Fraktionen trotz ihres Namens nicht nur eine Mineralgruppe enthalten, sondern die Korngröße entscheidend ist. Dass bedeutet, dass z.B. die Tonfraktion nicht nur aus den sehr kleinen Tonmineralen besteht, sondern auch Bruchstücke anderer Minerale kleiner als 2µm enthält.

Abb. 60: Zuordnung von Bodenkörnern zu den Kornfraktionen

Der Boden besteht aus Mischungen der Kornfraktionen, wobei der Anteil der einzelnen Fraktion in einer Mischung je nach Bodentyp und Bodenhorizont verschieden ist. Die Bestimmung des Anteils von Sand-, Schluff- und Ton-Fraktion einer Bodenprobe erfolgt bei der Sandfraktion mittels Sieben. Dazu wird ein Siebsatz mit Sieben unterschiedlich feiner Siebloch-Größen eingesetzt, deren Durchmesser der Körnungsskala im Bereich Sand entspricht. Die Schluff- und Tonfraktion werden durch ein Sedimentationsverfahren, die Pipett-Analyse, bestimmt. Genauere Verfahrensschritte hierzu sind bei VOSS (2008) zu entnehmen.

Aus dem Mischungsverhältnis lässt sich eine Bodenart mit typischen Eigenschaften ableiten. Hierfür gibt es verschiedene grafischen Darstellungshilfen:

Körnungssummenkurve (Abbildung 61 )

Die gemessenen Prozent-Anteile der einzelnen Unterfraktionen werden schrittweise aufaddiert und die Additionswerte in Abhängigkeit von der Korngröße in ein Diagramm eingetragen und miteinander als kontinuierliche Kurve verbunden. Dadurch lassen sich verschiedene Böden in ihrer Korngrößen-Zusammensetzung gut abschätzen und vergleichen.

Abb. 61: Körnungs-Summenkurven aus der Pseidogley-Braunerde und dem Pseudogley des Rumbecker Holzes
Dreiecksdiagramm (Abbildung 62)

In diesem Diagrammtyp werden die Anteile der einzelnen Kornfaktionen Sand, Schluff und Ton in Dreiecksform in Beziehung gesetzt und daraus – von den Spitzen ausgehend - drei Korngrößen-Bereiche abgegrenzt: Sande, Schluffe, Tone. Zusätzlich wird im Zentrum ein Bereich als „Lehm“ definiert, dem kein eigener Korngrößen-Bereich zugeordnet ist. Deshalb gibt es keinen „reinen“ Lehm, sondern nur Mischungsübergänge zu den Sanden, Schluffen und Tonen. Lehm ist die häufigste Bodenart. Er besitzt die Eigenschaften der drei Korngrößen-Faktionen, jeweils in unterschiedlicher Stärke. Zur genaueren Festlegung einer Bodenart wurden für jede der vier Haupt-Bodenarten zusätzlich die Ausprägungsform der Mischung mit anderen Bodenarten und deren Stärkegrad Signaturen festgelegt, z.B. Lt2 für schwach tonigen Lehm oder Uls für lehmig-sandigen Schluff.

Abb. 62: Körnungsdreieck zur Bestimmung der Bodenart (verändert nach STAHR et al. 2012)
Grafische Zuordnung der Korngrößenfraktionen zu den Boden-Horizonten (Abbildungen 63, 64)

Die Korngrößen-Mischung entlang des Bodenprofils lässt sich gut ablesen, wenn man die Messwerte für die drei Korngrößenfraktionen den einzelnen Bodenhorizonten grafisch zuordnet. So lassen sich z.B.  mögliche Verlagerungen zwischen den Horizonten, z.B. eine Tonverlagerung, gut erkennen. Beim Vergleich der Körnung entlang der Horizonte von Pseudogley-Braunerde und Pseudogley fällt auf, dass es bei der Braunerde nur  zu einer geringen Ton-Verlagerung vom Ah- zum Sd-Horizont gekommen ist. Vor allem im zentralen Bereich des Bv-Horizonts gibt es keine Veränderung in der Körnungsmischung. Dies ist nach SCHEFFER/SCHACHTSCHNABEL (1998) auf die große Menge an Eisen- und Aluminiumoxiden zurückzuführen, die durch die Feldspat- und Glimmerverwitterung entsteht. Diese Oxide verkitten die Bodenkörner zu festen Aggregaten, die einer Verlagerung entgegenwirken. Anders stellt sich das Bild beim nur knapp 200 m entfernten Profil des Pseudogleys dar: Hier ist deutlich eine Zunahme der Tonfraktion bei gleicher Abnahme der Schlufffraktion von oben nach unten, was nicht nur auf eine Verlagerung, sondern auch auf eine Neubildung von Tonmineralen hindeutet. Zusätzlich ist eine erhebliche Verlagerung der Sandfraktion nach unten in den Staukörper erkennbar.

Abb. 63: Bodenarten der Pseudogley-Braunerde
Abb. 64: Bodenarten eines Pseudogleys

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Für eine erste grobe Einordnung der Bodenart im Gelände eignet sich die Fingerprobe. Bei einer feuchten Probe lässt sich aufgrund von Plastizität, Rollfähigkeit, Rauheit und Glanz von Schmierflächen die Körnigkeit – mit viel Übung - abschätzen und dann mit Hilfe des Körnungsdreiecks auf die Bodenart schließen (s. Abbildung 62).