Kenngrößen des Bodenwassers

Kenngrößen des Bodenwassers

pH: Maß für die aktuelle Azidität; Indikatorfunktion für die Zusammensetzung der Bodenlösung; dient zur Einteilung des Bodens in Pufferbereiche; unter pH 4,5 dominieren potentiell phytotoxische Al⁺⁺⁺-Ionen die Zusammensetzung des Bodenwassers.

Leitfähigkeit: Summenparameter für den Gesamtionengehalt des Wassers.

DOC: Gehalt des Wassers an gelöstem organischen Kohlenstoff; bei hohen DOC-Gehalten (> 15 mg C/l) sind Aluminium sowie verschiedene Schwermetalle in nicht phytotoxischen metallorganischen Komplexen gebunden.

SO₄: Sulfat; stammt im Wesentlichen aus der Luftschadstoffdeposition (Schwefeleintrag)

Cl: Chlorid; stammt im Wesentlichen aus der Deposition von Meersalz (auch in meeresferne Waldgebiete gelangen Meerwasserbestandteile z.B. über den Ferntransport mit den Wolken)

NO₃: Nitrat; stammt zu großen Teilen aus der Luftschadstoffdeposition (Stickstoffeintrag) und aus Umsetzungsprozessen der organischen Substanz

NH₄: Ammonium; stammt aus der Luftschadstoffdeposition (Stickstoffeintrag) und aus Umsetzungsprozessen in der organischen Substanz

Norg: organisch gebundener Stickstoff

K: Kalium; Basekation; wichtiger Nährstoff

Ca: Calcium; Basekation; wichtiger Nährstoff

Mg: Magnesium; Basekation; wichtiger Nährstoff, in versauerten Böden häufig unzureichend verfügbar

Na: Natrium; Meersalzbestandteil; keine Bedeutung für Waldernährung

Al: Aluminium; liegt im Boden in organischer Bindung, als Hydroxidion oder Al⁺⁺⁺-Ion vor;
Al⁺⁺⁺ ist die wichtigste Kationsäure im Boden; bei zunehmender Al-Konzentration steigt in Abhängigkeit von pH-Wert, DOC und Konzentration der Basekationen das Risiko von Wurzelschäden oder einer unzureichenden Verfügbarkeit der Nährstoffe Ca, Mg, K (siehe Ca/Al, BC/Al)

Mn: Mangan; hohe Mangankonzentrationen in der Bodenlösung deuten auf aktuelle Versauerungsvorgänge hin. Manganionen werden vor allem im pH-Bereich 4-5 freigesetzt; in sehr sauren Böden ist Mangan weitgehend ausgewaschen; Spurennährstoff; in hohen Konzentrationen phytotoxisch

Fe: Eisen; hohe Eisengehalte finden sich vor allem in sehr sauren Böden (unter pH 3,8); Spurennährstoff

Cd: Cadmium; stammt im Wesentlichen aus der Luftschadstoffdeposition; im Boden sehr mobil; kein Pflanzennährstoff; pflanzenverträglicher Schwellenwert (critical limit): 2 µg/l

Pb: Blei; im Boden wenig mobil; reichert sich in der Humusauflage an; kein Pflanzennährstoff; pflanzenverträglicher Schwellenwert (critical limit): 15 µg/l

Zn: Zink; wichtiger Spurennährstoff; wird bei zunehmender Bodenversauerung mobil und mit dem Sickerwasser ausgewaschen; pflanzenverträglicher Schwellenwert (critical limit):
25 µg/l

Cu: Kupfer; Spurennährstoff; wird bei zunehmender Versauerung mobilisiert und mit dem Sickerwasser ausgewaschen; pflanzenverträglicher Schwellenwert (critical limit): 2,5 µg/l

Cr: Chrom; gegenwärtig kein critical limit verfügbar

Ni: Nickel; gegenwärtig kein critical limit verfügbar

Aziditätsgrad (Ma %): Anteil der Säurekationen an der gesamten Kationensumme (ohne NH₄).

Bewertung:
Ma % > 70: sehr saures Bodenwasser
Ma % 40-70: saures Bodenwasser
Ma % 5-40: gering saures Bodenwasser
Ma % < 5: nicht saures Bodenwasser

Ca/Al, Mg/Al, BC/Al: molare Verhältnisse von Calciumionen zu Aluminiumionen, Magnesiumionen zu Aluminiumionen und Basekationen (Ca+Mg+K) zu Aluminiumionen; Kennwerte für Aluminiumstress; tragen der Beobachtung Rechnung, dass auf der einen Seite in Gegenwart von Basekationen hohe Aluminiumkonzentrationen von den Pflanzenwurzeln besser vertragen werden und auf der anderen Seite in Gegenwart hoher Aluminiumkonzentrationen die Aufnahme der wichtigen Nährstoffe Calcium, Magnesium und Kalium in die Pflanzenwurzeln behindert ist.

Anwendung der nachfolgenden Bewertungen nur unter folgenden Bedingungen:
Nur für Bodenwasser aus humusarmen Horizonten, DOC < 15 mg C/l
pH-Wert < 4,5
Aluminiumgehalt des Bodenwassers > 0,8 mg/l
Calciumgehalt des Bodenwassers < 4 mg/l
Bewertungen Ca/Al

Ca:Al [mol mol^-1]	Bewertung
< 0,1	äußerst niedrig; Al-Stress wahrscheinlich
0,1 – 1,0	sehr niedrig; Al-Stress möglich
1,0 – 1,5	niedrig; Al-Stress bei empfindlichen Arten (z.B. Edellaubbäumen, krautigen Pflanzen) nicht auszuschließen
> 1,5	normal; Al-Stress unwahrscheinlich

Bewertung Mg/Al

Erhöhtes Risiko von Magnesiummangel für Fichte bei Mg/Al < 0,2

Bewertung BC/Al

Baumart

„Basisfall“

hohes Risiko

mittleres Risiko

geringes Risiko

Fichte

Kiefer

Birke

Buche

1,0

0,4

0,1

0,8

0,6

0,9

0,6

1,0

0,8

1,5

2,5

1,5

Ca/H: molares Verhältnis von Calciumionen zu H⁺-Ionen; Indikator für erhöhtes Risiko von H-Ionentoxizität;
Bewertung: erhöhtes Risiko für Fichte bei Ca/H < 0,1 und für Buche bei Ca/H <1,0

Alkalinität (Alk): umfassendes Maß für den Säurestatus des Bodenwassers; entspricht der Äquivalentsumme von Basekationen, die nicht von mobilen Anionen (NO₃-, SO₄--und Cl-) begleitet werden.

Bewertung:

Alkalinität [µmol_c l^-1]	Bewertung
< -500	sehr sauer
-500 - 0	sauer
0 - 100	stark versauerungsgefährdet
100 - 200	versauerungsgefährdet
> 200	nicht versauerungsgefährdet

Literatur zur Charakterisierung des Bodenwasserchemismus:
BLOCK et al. (2000) : Kennwerte zur Charakterisierung des ökochemischen Bodenzustandes und des Gefährdungspotentials durch Bodenversauerung und Stickstoffsättigung an Level II-Waldökosystem-Dauerbeobachtungsflächen. Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (Hrsg.), Bonn (dort weitere Literaturangaben)

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