Autor:innen:
Richard Schroeder | Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, CAU Kiel | Germany
Dr. Heiner Fleige | Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, CAU Kiel | Germany
Prof. Dr. Mario Hasler | Christian-Albrechts Universität zu Kiel | Germany
Prof. Dr. Rainer Horn | Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, CAU Kiel
Die Datenbank SOILMECHDAT-Kiel ist aus veröffentlichten Arbeiten zusammengestellt, deren Daten nach der KA5 bewertet werden. Ungestörte Bodenproben aus über 500 Profilen Mitteleuropas und bis zu 1500 Bodenprofilen konnten insgesamt zwischen 1979 und 2019 erfasst werden. Die dokumentierten Bodenhorizonte werden durch mehr als 50 mechanische, physikalische und chemische Parameter beschrieben und bilden die Grundlage für eine umfassende bodenmechanische Bewertung.
Die Bodenstabilität, quantifiziert als Vorbelastung (Pc), gibt Auskunft darüber, wie widerstandsfähig der Boden gegenüber mechanischer (anthropogener) Belastung ist. Ist die aktuelle Belastung höher als Pc, kommt es zur strukturellen Deformation infolge einer Setzung und Änderungen hydraulischer und pneumatischer Kenngrößen. Ebenso werden zahlreiche biologische und physikochemische (Redoxreaktionen) Eigenschaften mit beeinträchtigt. Aus den über die Jahrzehnte mit standardisierten Methoden erzielten Ergebnisse wurden Pedotransferfunktionen erstellt, die Pc als Maß für die Bodenfestigkeit mit einer Reihe von bodenspezifischen Eigenschaften in Beziehung setzen.
Pc-Werte wurden nach Ober- und Unterboden sowie nach Bewirtschaftung (konventionell, konservierend, Forstwirtschaft, Weide) und Entwässerungsgrad (pF 1,8; 2,5) differenziert. Weitere Parameter wie Gesteinsart, Textur, Humusgehalt, pH-Wert, Lagerungsdichte, Porengrößenverteilung, Luft- und Wasserleitfähigkeit wurden mittels multilinearer Regressionsanalyse in Beziehung gesetzt und mit dem Statistikprogramm R ausgewertet.
Wassergehalt, Textur und vor allem Struktur spielen bzgl. der Stabilität eine besonders wichtige Rolle. Trockenrohdichte und Humusgehalt verhalten sich jedoch sehr heterogen in Bezug auf Pc und hängen stark von Textur und Bodenstruktur ab. Ein zu hoher Pc-Wert ist ein Zeichen für eine Überverdichtung, insbesondere bei fein strukturierten Böden, weil damit eine Verschlechterung der Wasser- und Luftleitfähigkeit (ka und kl) und der Luftkapazität (LK) einhergeht. Im Vergleich zu den Beziehungen für Sande und Lehmböden liegen deren ökologisch optimale Pc-Werte viel niedriger. Darüber hinaus ist zu beobachten, dass sämtliche Bodentypen und -klassen mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften von mechanischer Bewirtschaftung betroffen sind und messbare Anzeichen struktureller Überverdichtung aufweisen. Dies zeigt, dass die moderne Überlastung die ökologisch verträgliche Stabilität besonders produktiver Böden weit übersteigt.