Bodenkunde: Untersuchungsmethoden und ihre Anwendungen

620 Pages·1997·21.18 MB·German

by  Dr. David L. Rowell (auth.)

David 1. Rowell· Bodenkunde
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
David L. Rowell
Bodenkunde
Untersuchungsmethoden
und ihre Anwendungen
Mit 221 Abbildungen und 103 Tabellen
Springer
Dr. David L. Rowell
University of Reading
Department of Soil Science
Whiteknights, PO Box 233
RG6 6DW Reading
United Kingdom
Aus dem Englischen tibersetzt von
Dr. Martina Borsch-Supan
© Longman Group UK Limited, 1994
This translation of Soil Science: Methods and Applications is published by arrangements with
Addison Wesley Longman Limited, London
Die Deutsche Bibliothek-CIP-Einheitsaufnahme
Rowell, David L.:
Bodenkunde: Untersuchungsmethoden und ihre Anwendung 1 David L. Rowell. Vorw. von )ean C. Munch
Aus dem Engl. iibers. von M. Borsch-Supan.-Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong;
London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio: Springer, 1997
Einheitssacht.: Soi! science <dt.>
ISBN 978-3-642-63848-0 ISBN 978-3-642-59093-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-59093-1
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©Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997
Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York 1997
Softcover reprint ofthe hardcover lst edition 1997
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Prolog
Das Gleichnis vom Samann
Ein Mann ging hinaus, urn zu slien. Als er die Samen auf das Feld streute, fielen einige
auf den Weg und die Vogel kamen und fraBen sie auf. Einige fielen auf felsigen
Grund, wo es nur wenig Erde gab. Die Samen keirnten schnell, da das Erdreich flach
war; doch als die Sonne hochstieg, versengte sie die jungen Pflanzen und die Saat
verdorrte, well die Wurzeln nicht tief genug wachs en konnten. Einige der Sarnen fie
len zwischen die Dornenbusche, die heranwuchsen und die Slimlinge erstickten. Aber
einige Samen fielen auf guten Boden und trugen Frucht; rnanche von ihnen hundert
Korner, rnanche sechzig und andere dreillig.
Und Jesus sprach: "Wer Ohren hat zurn Horen, der hore!"
(Matthaus 13.3-9)
Vorwort zur deutschsprachigen Ausgabe
Mit der Dbersetzung von "Soil Science, Methods & Applications" von D.L. Rowell
wird allen bodenkundlich Interessierten eine neues Lehrbuch angeboten, das auf
grund seiner praxisnahen und problemorientierten Ausriehtung eine Liicke in der
deutschsprachigen Fachliteratur fUllt. Was ist das Besondere an diesem Werk? 1m Ge
gensatz zu herkOmmlichen Lehrbiichern beschaftigt es sieh nieht nur mit den physi
kochemischen Grundlagen der Bodenkunde, sondern es geht auch ausfUhrlieh auf
die Bewirtschaftung und Belastung von Boden ein und beschreibt die dafiir erfor
derlichen Untersuchungsmethoden im Detail. Grundlegende BodenmerkmaIe wer
den ebenso wie die in Boden ablaufenden Prozesse durch zahlreiehe Tabellen, Abbil
dungen und Bildtafeln erlautert und veranschaulicht. Das Hauptaugenmerk liegt je
doch, wie schon aus dem Titel hervorgeht, auf praktischen Untersuchungen, die fUr
die Bodennutzung von unmittelbarer Bedeutung sind. Dabei finden nicht nur die in
umweltwissenschaftlichen Studiengangen iiblichen bodenkundlichen Praktikums
versuche Beriicksiehtigung, sondern es wird auch zu weitergehenden Dbungsprojek
ten angeleitet, die Verstandnis fUr das haufig iiberstrapazierte und leicht zerstorbare
Landschaftselement Boden wecken sollen. So wurden Experimente und Rechenauf
gaben aufgenommen, mit denen sieh die konkreten Belastungen infolge der oftmaIs
iiberhOhten NutzungsintensiUit ermitteln sowie die Grenzen der Bodenbelastbarkeit
berechnen lassen. Beispielsweise werden Modelle zur Bodenwasserbewegung vorge
stellt, mit den en die Grundwasserkontamination abgeschatzt werden kann, die sich
aus der Nitratauswaschung ergibt. 1m Gegensatz zu den me is ten deutschsprachigen
Bodenkundebiichern wird auch auf die Wirkung anthropogener Schadstoffe wie
Pestizide und SchwermetaIle eingegangen und beschrieben, wie sich unerwiinschte
Nebenwirkungen des Pestizideinsatzes durch einfach nachvollziehbare Experimente
feststellen lassen.
D.L. Rowell hat somit ein Buch verfaBt, das alle bodenkundlich Interessierten di
rekt in die Praxis der Bodennutzung und die Problematik der Bodenbeanspruchung
einfUhrt. Besonders erwahnenswert erscheinen mir:
• die Darstellungsbreite, die von Basisuntersuchungen bis zur Ermittlung der Wir
kung von Pestiziden reicht und sowohl Laborexperimente als auch Freilandversu
che umfaBt,
• die kritische Beurteilung und statistische Auswertung der MeBergebnisse, die aus
Feld-und GefaBversuchen sowie durch Laborexperimente unter genau definierten
Rahmenbedingungen gewonnen wurden. Schwerpunkte bilden dabei u.a. repra
sentative Probenahmeverfahren, okophysiologische Untersuchungen an Kultur-
VIII Vorwort zur deutschsprachigen Ausgabe
pflanzen (z.B. Diingungsversuche) sowie speziell konzipierte chemisch-analy
tische Verfahren zum Nachweis okologisch relevanter Stoffe.
• die Beriicksichtigung der raumlichen und insbesondere der zeitlichen Dimension
der im Boden ablaufenden Prozesse, wodurch das Verstandnis fUr langfristige Ver
anderungen der Bodeneigenschaften geweckt wird,
• die Einbeziehung von Veranderungen der Bodeneigenschaften, die auf bestimmte
Nutzungstechniken wie auch auf menschliche Aktivitaten auBerhalb des Systems
Boden-Pflanze zuriickzufiihren sind, die z.B. Stoffeintrage aus anderen Kompar
timenten der Biosphare zur Folge haben.
1m vorliegenden Buch wurden somit Themen zusammengetragen, die sonst meist
nur unabhangig voneinander in den einzelnen Disziplinen (z.B. Pflanzenbau, Pflan
zenschutz, Phytopathologie, Okotoxikologie) behandelt werden.lch bin davon iiber
zeugt, daB dies ein richtiger Ansatz ist und daB das Buch deshalb weite Verbreitung
fmden wird. Es freut mich, daB der Springer-Verlag sich zu dieser Obersetzung ent
schlossen hat und ich an dieser Aufgabe mitwirken durfte. Die Korrekturarbeit war
angenehm und bereichernd, und ich hoffe, daB mir die Anpassung an die deutschen
Labor-, Untersuchungs- und Empfehlungspraxis weitgehend gelungen ist, auch wenn
dies nicht immer moglich war. Die englischen Anwendungsbeispiele sollten durchaus
als Bereicherung verstanden werden. Dank der hervorragenden Obersetzung von
Frau Borsch-Supan ist die deutsche Ausgabe eine ebenso angenehme Lektiire wie der
fliissige Originaltext. Herrn D.L. Rowell sei an dieser Stelle zu seinem Werk "Soil
Science, Methods & Applications" und der gelungenen Ausarbeitung der Experimen
te und Obungen gratuliert.
Neuherberg und Freising-Weihenstephan im Juli 1997
Jean Charles Munch
Oanksagung
Mit groBer Freude danke ich allen - besonders den vielen Bodenkundler-Kollegen -,
die zur Entstehung dieses Buches beigetragen haben. Donald Payne (Reading Uni
versity) war mein wichtigster Ratgeber fUr Inhalt und Aufmachung des Buches; er hat
auch Korrektur gelesen und sich in den vergangenen vier Jahren wiihrend der Arbeit
an diesem Manuskript viel Zeit genommen, urn mich durch seine konstruktive und
freundschaftliche Kritik zu unterstutzen. Bei den einzelnen Kapiteln haben mir je
weils Spezialisten geholfen; ich mochte den im folgenden genannten Kollegen dan
ken, daB sie durch ihre Zeit, Ideen und Beitriige sowie zahlreiche Diskussionen die
Arbeit an diesem Manuskript gefOrdert haben. Diese rege Zusammenarbeit war ein
sehr erfreulicher Aspekt der Entstehung dieses Buches, denn wir haben gemeinsam
versucht, das auf unserem Fachgebiet wichtige Material herauszufiltern und es klar
und verstandlich darzustellen.
Kapitell Dr. S. Nortcliff, Reading University;
Kapitel2 Dr. D.A. Jenkins, University College of North Wales, Bangor und Dr. A.A.
Jones, Reading University;
Kapitel3 Professor D.S. Jenkinson, Rothamsted Experimental Station;
Kapitel4 Mr. D. Payne, Reading University und Dr. D.L.O. Smith, Silsoe Research
Institute;
Kapitels Dr. L.P. Simmonds, Reading University;
Kapitel 6 Mr. D. Payne, Reading University;
Kapite17 Dr. S.D. Young, Nottingham University und Dr. E. Tipping, Institute of Fresh
water Ecology, Ambleside;
Kapitel 8 Dr. R.A. Skeffmgton, National Power pIc, Leatherhead und Mr. A.G. Chal-
mers, ADAS Reading;
Kapite19 Dr. K.W.T. Goulding, Rothamsted Experimental Station
Kapitello Dr. P. Le Mare, Reading University;
Kapitelll Dr. D. Barraclough, Reading University und Mr. A.E. Johnston, Rothamsted
Experimental Station;
Kapitel12 Dr. L.P. Simmonds, Reading University;
Kapitel13 Mr. A.E. Johnston, Rothamsted Experimental Station;
Kapitel14 Dr. R. Keren, The Volcani Center, Israel;
KapitellS Mr. M.C.G. Lane, ICI Agrochemicals (jetzt Zeneca pIc), Jealott's Hill Rese
arch Station, Dr. RJ. Wilson, Long Ashton Research Station und Mr. C.
Chumbley, ADAS Reading;
x Danksagung
Die Beitrage von Lester Simmonds (Kap. 5 und l2) und von Mike Lane (Kap. 15) sind
besonders hervorzuheben. Die meisten Ideen stammen von ihnen; sie haben Teile
des Textes verfaBt und mir in zahlreichen Diskussionen geholfen, den Stoff zusam
menzutragen. Lester Simmonds ist auch fUr die in den Kapiteln 11, 12, und 15 vorge
stellten Modelle und ihre computergestiitzte Berechnung verantwortlich. Andere sind
meiner Bitte nach Informationen, Photographien, Bereitstellung von Daten und man
cherlei anderen Anfragen bereitwillig nachgekommen: W. Adams. S. Allen, J. Archer,
A. Armstrong, C. Bishop, P. Brookes, K. Cameron, D. Campbell, B. Chambers, 1. Chubb,
M. Court, J. Decroux, T. Edwards, M. Froment, M. Goss, D. Greenland, P. Gregory, P.
Harris, S. Heming, C. Henkens, M. Hornung, J. Irwin, D. Kinneburgh, H. Koyumd
djisky, R. MacEwen, S. McGrath, W. McHardy, S. McKean, A. McNeill, P. Nye, W. Pate
field, A. Parsons, 1. Petersen, D. Powlson, S. Prasher, K. Ritchey, R. Smith, B. Soane, M.
Stansfield, P. Stevens, R. Sylvester-Bradley, R. Tayler, R. Unwin, C. Vincent, G. Wads
worth, A. Walker, G. Warren, M. Wong, G. Wyn Jones.
Anne Dudley hat nichtstandardisierte experimentelle Methoden iiberpriift; einige
der Experimente aus Kap. 15 wurden von den technischen Hilfskraften aus Mike La
nes Labor iiberwacht. Anne Gillibrand organisiert seit vielen Jahren die Laborkurse
und bereitet sie vor; etliche der von den Studenten verwendeten Methoden konnte
sie vereinfachen und verstandlicher gestalten.
Die Textverarbeitung haben Alice Doyle, Valerie Keane, Dorothea Fitzgerald und
Sue Hawthorne im Fachbereichsbiiro, aber auch meine Frau und meine Tochter iiber
nommen; sie bekamen technische Ratschlage von meinem Sohn. Es war eine arbeits
intensive und oft eintonige Angelegenheit, fUr die ich allen sehr dankbar bin. Heather
Browning yom Fachbereich Geographie hat die Abbildungen hergestellt. Obwohl wir
uns sehr bemiiht haben, aUe Fehler zu rmden, ist es wohl unvermeidlich, daB einige
sich selbst der strengsten Durchsicht entziehen. Lassen Sie mich von den Fehlern
wissen, die Sie finden, damit sie korrigiert werden kOnnen.
Ich bin der Universitat und den Mitgliedern des Fachbereichs dankbar, daB mir
zum Schreiben dieses Buches soviel Zeit und Freiheit eingeraumt wurde; selbst in der
akademischen Welt sind das heute seltene Geschenke. Andere Mitglieder des Fachbe
reichs haben einen GroBteil meiner normalen Arbeit iibernommen, als ich mich 1990
neun Monate lang zuriickgezogen habe, urn den ersten Entwurf des Buches zu erar
beiten. In den darauffolgenden drei Jahren wurde meine Arbeitsbelastung im Som
mersemester immer sehr gering gehalten, so daB ich jeweils beinahe sechs Monate
Zeit hatte, mich auf das Schreiben zu konzentrieren. Ich vertraue darauf, daB die in
vestierte Zeit und Arbeit sich soweit gelohnt haben, daB andere das "Riistzeug unse
res Handwerks" erlernen konnen.
Wir haben ausgiebigen Gebrauch von methodischen Standardvorschriften zur
Bodenanalyse gemacht. In den meisten Fallen haben sich diese Methoden im Lauf
der Jahre und durch die Mithilfe vieler Wissenschaftler entwickelt, so daB es unmog
lich erscheint, die genaue Quelle zu zitieren. Ebenso ist es mir unmoglich, die per
sonlichen Beitrage vieler Studenten, darunter auch viele aus Obersee, zu wiirdigen. In
Oxford wie auch in Reading haben ihre Fragen, Ideen und Erfahrungen viel zu mei
nem eigenen Verstandnis beigetragen. Wiihrend des Schreibens haben Studenten Ab
schnitte des Manuskripts gelesen, angewendet und kritisiert. Es war fUr mich eine
Ehre, mit ihnen allen zusammenzuarbeiten.
Danksagung XI
Danksagung fUr Grafiken und Bildmaterial
Wir danken folgenden Personen und Institutionen fiir die Genehmigung, Copyright
Material zu reproduzieren:
Fur zeichnerische Darstellungen: American Society of Agronomy, Inc. fiir die Abbil
dungen 12.4 (Denmead und Shaw 1962) und 13.2 (Ramig und Rhoades 1963); Black
well Scientific Publications fiir die Abbildungen 4.10 (Smith 1989), 8.2 (Goulding,
McGrath und Johnston 1989), 13.7 und 13.8 (Johnston 1986); Cambridge University
Press fiir die Abbildungen 11.3 und 11.4 (Gregory, Crawford und McGowan 1979);
Cranfield Institute of Technology fUr die Abbildungen 1.3 (Hodgson 1974); Elsevier
Science Publishers BV fUr die Abbildung 5-10 (Hamblin 1981); der britischen Staats
druckerei (HMSO) fUr die Abbildungen 4.11, 6.3, 10.5 und 11.10 © Crown Copyright;
Longman Group UK Limited und dem Autor R.S. Russell fiir die Abbildungen 3.6
(Wild 1988) und J.1 (Russell 1977); Scottish Centre of Agricultural Engineering fUr die
Abbildung 4.4.
Fiir SchwarzweiBfotografien: ADAS Aerial Photography fiir Bildtafel1.2 © Crown Co
pyright; American Phytopathological Society und dem Autor R.C. Foster fiir Bildta
fel 2.2 (Foster, Rovira und Cock 1983); DLG-Verlags GmbH fiir Bildtafel J.1 (Kutschera
1960); Prof. Dr. Graf von Reichenbach fiir Bildtafel 9.1 (Smart und Tovey 1981); fUr
Bildtafell.l© Crown Copyright 1993/MOD reproduziert mit Genehmigung der briti
schen Staatsdruckerei; W.J. McHardy und The Macaulay Land Use Research Institute
fUr Bildtafel 2.3 (Smart und Tovey 1981); New Zealand Society of Soil Science und
Mallinson Rendel Publishers, Wellington fUr Bildtafel2.4 (Molloy 1988); Scottish Cen
tre of Agricultural Engineering fiir Bildtafel 4.1; John Wiley & Sons Ltd fUr Bildta
fe16.4 (Emerson, Bond und Dexter 1978).
Fiir Farbfotografien: Holt Studios International und Nigel Cattlin fUr Farbtafel 6;
Rothampsted Experimental Station fiir Farbtafel 19; Scottish Centre of Agricultural
Engineering fiir Farbtafeln 3 und 7; Warren Spring Laboratory fUr Farbtafeln 13, 16
und 17.
Copyright-Material wurde erw1ihnt, wo es angebracht erschien. Die Zitate des
Prologs und Epilogs sind der Good News Bible entnommen und wurden mit Ge
nehmigung von The Bible Society/Harper Collins Publishers Ltd., UK ©, American
Bible Society 1966, 1971, 1976, 1992 veroffentlicht. Die Zitate in Abschnitt 13.5 aus Nye,
P.H. und Greenland, D.J. 1960 The Soil Under Shifting Cultivation sind in der Ge
nehmigung von CAB International enthalten.
David 1. Rowell