Die Struktur des Bodens: Bodengefüge und Bodenporen

 

Abb. 65: Bodenkörper und Bodenphasen

Erklärung des Symbole für die Horizonte

Die Grobstruktur des Bodens

Der Boden besteht aus zwei übereinanderliegenden und ineinandergreifenden „Körpern“:

  1. Aus dem durch Zersetzung entstandenen Humuskörper mit der Streuauflage, dem Vermoderungs- und Humusstoff-Horizont sowie dem humushaltigen mineralischen Oberboden.
  2. Aus dem Mineralkörper mit dem durch physikalische Verwitterung aufgesprengten Gesteinsuntergrund und dem durch chemische Verwitterungsprozesse sowie durch Mineral-Neubildungen und -verlagerungen entstandenen Unterboden.

Ober- und Unterboden weisen eine deutliche vertikale Schichtung unterschiedlicher Feinstruktur auf: die Bodenhorizonte (s. Kapitel Bodenprofil).

Die Feinstruktur des Bodens

Jeder Boden setzt sich aus drei Phasen zusammen, die miteinander in enger Verbindung stehen:

  • Die feste Boden-Phase, die Bodenmatrix, setzt sich im Mineralkörper aus den Bodenkörnern unterschiedlicher Art, Größe und Lagerung, im Humuskörper aus den Produkten der Zersetzung.
  • Die flüssige Phase besteht aus dem Bodenwasser und den darin gelösten Ionen und Gasen.
  • Die gasförmige Phase, die Bodenluft enthält die außerhalb des Bodens vorkommenden Gas einschließlich Wasserdampf, allerdings in einer speziellen Zusammensetzung.

Bis zu einer gewissen Tiefe sind die drei Phasen Lebensraum unterschiedlicher Lebewesen. Jeder dieser Boden-Phasen existiert ihrerseits je nach örtlichem Boden in unterschiedlichen Ausprägungen.

Die Struktur der Bodensubstanz (Bodenmatrix)

a) Bodenkörnung

Die feste Bodensubstanz des Mineralkörpers bildet eine räumliche Bodenstruktur, das Bodengefüge, welches aus den verschieden großen mineralischen Bodenkörnern unterschiedlicher Gestalt und deren mögliche Zusammenlagerung sowie den dazwischenliegenden Poren besteht. Die Bodenkörner stammen aus der örtlichen Verwitterung oder wurden als Produkte früherer Verwitterungsprozessen an anderen Orten in den Bodenbereich eingetragen („ererbte Minerale“) mit anschließender weiter ablaufender chemischer Verwitterung vor Ort. Typisches Beispiel hierfür ist der Löss. Er ist auch Grundlage des Bodens auf der Untersuchungsfläche „Rumbecker Holz“. Auch der Humus enthält einzelne Partikel unterschiedlicher Größe mit meist unregelmäßigen Formen. Diese entstehen bei der der Zersetzung von organischem Material durch Bodenorganismen.
Die verschieden großen Bodenkörner werden in Größenklassen eingeteilt. Dabei unterscheidet man zwischen Feinboden und Bodenskelett. Der Feinboden setzt sich aus den definierten Größenfraktionen Ton, Schluff und Sand zusammen: Ton enthält Teilchen zwischen 10 nm und 2 µm, Schluff besteht aus Teilchen zwischen 2 µm und 0,63 mm, Sand aus Körnern zischen 0,63 mm und 2 mm. Das Bodenskelett wird von größeren Gesteinsteilen gebildet: Kies und Grus von 2 mm bis 6,3 cm. Dabei heißen gerundete Teile Kies, eckige Formen Grus. Teile zwischen 6,3 cm und 20 cm sind Steine. Bei der Verwitterung entstehen immer unterschiedlich große und unterschiedlich geformte Teilchen verschiedener Minerale. Somit stellt der Feinboden ein Gemisch aus Ton, Schluff und Sand dar. Je nach Mischungsverhältnis entsteht eine spezifische Bodenart mit besonderen Eigenschaften (s. Kapitel Bodenart).

b) Makro- und Mikrogefüge

Der Boden auf der Basis von Löss im Rumbecker Holz bildet ein Kohärentgefüge. Dabei liegen die unterschiedlichen großen Körner nicht sortiert vor, sondern bilden eine gemischte, poröse Bodenmasse. Die Korngrößenverteilung und die unterschiedlichen Formen der Bodenteilchen (z.B. rundlich, plättchenförmig, polyedrisch, säulenförmig) führen zu einer unterschiedlichen Lagerungsdichte und damit auch zu unterschiedlichen großen Zwischenräumen, den Poren.

Der Zusammenhalt des Kohärentgefüges wird durch Kohäsionskräfte zwischen den Bodenpartikeln wie Ionenbindungen oder Wasserstoff-Brückenbindungen zusammengehalten werden. Daneben spielen auch das Bodenwasser in den Poren (s. Kapitel Bodenwasser) sowie im Porenwasser fein verteilte Boden-Kolloide, insbesondere dünne Tonplättchen eine Rolle (s. Abbildung 66). Die Kohäsionskräfte sorgen dafür, dass die Struktur der senkrechten Wände einer Profilgrube oder eines Löss-Hohlweges bei Trockenheit nicht zerrieseln und die Wände nicht zusammenbrechen.

Abb. 66: Mikrogefüge des Bodens (verändert nach ROWELL 1997)