Tree Worker Bodemkunde. Bart Aubroeck (bodemkunde 1) Tom Joye (bodemkunde 2) Foto Arthur De Haeck

Transcriptie

1 Tree Worker Bodemkunde Bart Aubroeck (bodemkunde 1) Tom Joye (bodemkunde 2) Foto Arthur De Haeck 1

2 Cursusopbouw Bodemkunde 1: algemene bodemkunde en bodemgeografie Bodemkunde 2: bodemeigenschappen ~ standplaats / boomsoortenkeuze Eindbeelden vastleggen 2

3 Algemene bodemkunde en bodemgeografie 1. Algemene bodemkunde Definitie bodem Bodemontwikkeling 2. Bodemgeografie Bodems in Vlaanderen (typologie, verspreiding,...) Bodemkaart van België 3. Nuttige links Definitie het bovenste, losse, min of meer verweerde deel van de aardkorst tot op een diepte waar een rechtstreekse invloed op plantengroei kan verwacht worden Bodemdiepte: 1 2 m dieper = geologische lagen (moedermat.) Ontstaat door wisselwerking tussen Moedermateriaal (geologische laag) Klimaat Levende organismen Reliëf Tijd Bodemvormende factoren 3

4 Bodemvorming Bodemvorming is het ontstaan van een bodemprofiel onder invloed van: Moedermateriaal Klimaat Topografische ligging Biologische factoren Tijd Begroeiing Er vinden allerlei processen plaats waardoor een gelaagdheid ontstaat (horizonten) Bodemvorming Verwering van het moedermateriaal: massief gesteente fijne fractie Fysische verwering Klimaat Temperatuurschommelingen Water wind Chemische verwering Oplossingsprocessen Oxido-reductieprocessen Biologische verwering Micro-organismen Wortels van hogere planten Voorbeelden Zandsteen zand Leisteen klei - leem Dolomiet zand - klei 4

5 Bodemvorming Tijd: dynamisch, maar zeer traag proces Zwak ontwikkeld bodemprofiel: jaar Matig tot goed ontwikkeld bodemprofiel > jaar kartering van waardevolle bodems in Vlaanderen Klimaat: temperatuur en neerslaghoeveelheid Tropen: sterk ontwikkelde, diepe bodems (> 2 m) Gematigde streken: matig diep (1-2 m) Arctische gebieden: ondiepe bodems ~ permafrost Vegetatie: organische stof gehalte De mens: Landbouwactiviteit Erosie en sedimentatie Reliëf: Positie in het landschap Bodemvorming Plateaugronden Valleigronden Hellingsgronden 5

6 Bodemvorming Klimaat Vegetatie Org. Mat. Uitspoeling Grondwaterschommelingen Onverweerd moedermateriaal Bodemhorizonten Bodemvorming O organische stof, strooisellaag (maakt strikt gezien geen deel uit van de bodem) A topsoil, aangerijkt met organisch materiaal E uitlogingshorizont (klei, ijzer, mangaan, ) B bodemvormende processen zichtbaar (eventueel met accumulatiehorizont) C moedermateriaal (nog geen bodemvorming zichtbaar) R rots 6

7 O-horizont - Humus Bodemvorming Humus speelt een belangrijke rol in de vorming van bodemstructuur en -profiel, het verschaft mineralen en beschermt het wortelmilieu Mor zachte humus: goed verlucht milieu, kalkrijk, lage C/N goed verteerd / sterk gemineraliseerd vb. hazelaar, gewone es, esdoorn, populier, linde, zwarte els, kerselaar, olm, Mull ruwe humus: te zuur, te nat, te droog, niet goed verteerd / niet goed gemengd vb. naaldbomen, eik, beuk, tamme kastanje, Moder tussenvorm Verschil bodem grond? Grond kun je vastpakken, een bodem niet. Vaste fractie Holten en poriën Minerale fractie ontstaat uit verwering van gesteenten Organische stof ontstaat uit dode én levende planten en dieren Levende materie (wortels, bodemfauna) Bodemwater en lucht 7

8 1. Textuur De textuur wordt bepaald door de korrelgrootteverdeling van de minerale fractie (zand, leem en klei) Zand: mm en eerder rond of kubusvormig Leem (of silt): mm en eerder rond of kubusvormig Klei < mm en plat 1. Textuur 2 mm 8

9 1. Textuur 0,0006 mm 1. Textuur De meeste bodems bestaan uit een mengsel van bodemdeeltjes met verschillende korrelgroottes en verschillende eigenschappen Textuurdriehoek 9

10 1. Textuur Oefening: hoe noemt men een bodem met: 30% klei, 60% zand en 10% leem? 45% klei, 10% zand en 45% leem? 1. Textuur Kleileem = leem 10

11 1. Textuur 1. Textuur Laboanalyse geologisch onderzoek 11

12 1. Textuur Kleibodems zijn gewoonlijk compact en samenhangend, slecht gedraineerd en verlucht. Door de grote inwendige oppervlakte kunnen ze veel water en mineralen binden (kleideeltjes hebben een grote invloed op de bodemeigenschappen) Zandbodems zijn los en weinig samenhangend. Ze hebben veel grote poriën en zijn dus goed gedraineerd en verlucht, maar hebben een laag wateropslagvermogen. Leembodems hebben intermediaire Pas op! Klei, zand of leem kan zowel slaan op een deeltje (textuur) als op een bodemtype Maar er is meer Beide bodemstalen in onderstaande foto hebben hetzelfde bodemtype en dus dezelfde textuur. Wat is het verschil tussen beide? 12

13 Maar er is meer 2. Structuur De stapeling van de bodemdeeltjes + de mate waarin bodemdeeltjes al dan niet samengeklit zijn in grotere structuurelementen. goede bodemstructuur ~ water- en luchthuishouding!!! structuurtypes (internationale terminologie): platy - plaatvormige structuren prismatic - verticaal langwerpige structuuraggregraten met vaak wat onduidelijke of vlakke bovenzijde columnar - als prismastructuren, maar met duidelijke en afgeronde bovenzijde blocky - blokvormige structuren granular - min of meer ronde tot veelhoekige kruimelvormige structuren. structureless zonder enige structuur (losse partikels of gesteente) 13

14 2. Structuur 2. Structuur granular (kruimelig) Blocky (blokkig) columnar Prismatic (prisma) Platy (plaatvormig) 14

15 2. Structuur Structuurvorming gebeurt door Elektrische bindingen Chemische bindingen IJzer- en aluminiumhydroxiden Humus Gelatineuze stoffen afkomstig van plantenwortels en bodemorganismen 2. Structuur Grond met weinig klei en organische stof en met een hoog aandeel leem of zand vormt moeilijk grotere structuurelementen Structuurvorming in de bodem is een zeer traag proces, terwijl het vernietigen van de bodemstructuur zeer snel kan gaan. Een goede bodemstructuur voor boomgroei wordt getypeerd door stabiele, afgeronde en kruimelige structuurelementen en voldoende kleine en grote poriën 15

16 2. Structuur Een goede structuur zorgt voor een goede beworteling, maar omgekeerd dragen ook boomwortels bij tot een betere bodemstructuur Bosgrond is meestal structuurrijk: veel organisch materiaal, kruimelig en niet verdicht Bodems in een verstedelijkte omgeving zijn vaak structuurarm: door de mens verstoord, met weinig organisch materiaal en vaak verdicht 3. Poriën en holten Poriën zijn afhankelijk van het watergehalte in de bodem gevuld met water of met lucht Macroporiën (of niet-capillaire poriën, > 0.1 mm,) zorgen voor een vlotte drainage, een goede luchthuishouding en bewortelingsruimte voor planten Microporiën (of capillaire poriën, < 0.1 mm) houden water vast tegen de zwaartekracht in en bieden ruimte aan schimmels en bacteriën die noodzakelijk zijn voor de mineralenopname en de mineralenkringloop Voor een goede waterhuishouding zijn zowel grote als kleine poriën nodig; het totale poriënvolume is van minder belang dan de poriëngrootteverdeling 16

17 4. Bodemwater onderscheid bodemwater - grondwater grondwaterspiegel 4. Bodemwater Watercyclus 17

18 4. Bodemwater Vegetatie heeft een grote invloed op de waterstromen in de watercyclus 4. Bodemwater Watertransport globaal Water stroomt van plekken met een hoge druk naar plekken met een lagere druk of onder invloed van de zwaartekracht 18

19 4. Bodemwater Watertransport in de bodem: lokaal Boven veldcapaciteit: het water stroomt onder invloed van de zwaartekracht door niet capillaire-poriën Droger dan veldcapaciteit: het bodemwater verplaatst zich capillair van zones met een hoog watergehalte naar zones met een lager watergehalte. Dit kan in alle richtingen gebeuren, maar gaat traag en is beperkt in afstand Als het verwelkingspunt benaderd wordt, verplaatst water zich alleen nog in de vorm van waterdamp. 4. Bodemwater Watertransport in de bodem: lokaal 19

20 4. Bodemwater Verdichte of ondoordringbare lagen Wat hindert de waterbeweging? Opeenvolgende lagen met een verschillende textuur: drainage van een laag met een fijne textuur naar een laag met een grove textuur zal pas gebeuren als de fijnste laag volledig waterverzadigd is Gevolg van ondoordringbare lagen of textuurovergangen valse grondwatertafel 4. Bodemwater Absolute watergehalte of vochtgehalte van de bodem Functie van bodemtype Weinig relevant ifv beschikbaarheid voor planten vergelijkbare ijkpunten 1. Waterverzadigde bodem 2. Veldcapaciteit 3. Permanent verwelkingspunt 20

21 4. Bodemwater A. Waterverzadigde bodem Alle poriën zitten vol water Hoge grondwaterstand Alle bodemlucht is verdreven probleem voor wortelademhaling Standplaats ~ boomsoort zwarte els, wilg, zachte berk: tolerant es: alleen zuurstofrijk en niet stilstaand water populier: niet zo tolerant als vaak gedacht wordt 4. Bodemwater B. Veldcapaciteit Als er geen water bijkomt in een waterverzadigde bodem, kan het water vrij draineren onder invloed van de zwaartekracht via de grotere poriën. Als de bodem uitgelekt is, spreken we van veldcapaciteit. De grote poriën zijn gevuld met lucht, de kleine met water en rond de bodemdeeltjes is nog een waterfilm aanwezig Vaak toestand aan het begin van het groeiseizoen Aanwezig water zit in capillaire poriën: capillair water (+/- ½ beschikbaar voor planten), dit wordt door de bodem vastgehouden tegen de zwaartekracht in 21

22 4. Bodemwater C. Permanent verwelkingspunt Naarmate de planten meer en meer water opnemen, wordt de waterfilm tussen en op de bodemdeeltjes kleiner en kleiner, tot op het moment dat de wortels de zuigkracht van de bodem niet meer kunnen overwinnen: het permanent verwelkingspunt Er is nog water aanwezig in de allerkleinste poriën, maar dit is niet meer beschikbaar voor planten 4. Bodemwater Beschikbaar water Het watervolume tussen veldcapaciteit en permanent verwelkingspunt is het beschikbaar water Ook vrij drainerend water kan opgenomen worden door planten, voor zover het nog niet weg gedraineerd is Het watergehalte van een bodem bij VC en PVP is karakteristiek voor elke bodem (afhankelijk van de poriëngrootteverdeling), absolute vochtgehaltes geven dus geen goed beeld van het bodemwater 22

23 4. Bodemwater Beschikbaar water 4. Bodemwater Beschikbaar water functie van bodemtextuur Veldcapaciteit Permanent verwelkingspunt 23

24 4. Bodemwater Beschikbaar water functie van bodemtextuur, org. mat., 5. Bodemlucht Waarom is er bodemlucht nodig? Een gezond wortelstelsel heeft, net als elk levend weefsel, zuurstof nodig voor de verbranding van suikers, gevormd tijdens de fotosynthese. Daarbij komt energie vrij voor de levensprocessen. CO 2 is een bijproduct van deze recatie en moet afgevoerd worden. 24

25 5. Bodemlucht Gastransport Via de macroporiën die onderling verbonden zijn in een netwerk Gastransport gebeurt door diffusie, dus onder invloed van concentratieverschillen (van hoog naar laag) Elke verandering in de poriëngrootteverdeling of de continuïteit van de verbindingen heeft een rechtstreeks effect op het gastransport. Zuurstoftekort lijdt tot een verzwakking en eventueel tot het afsterven van wortels. 5. Bodemlucht CO 2 Gastransport 25

26 5. Bodemlucht Oorzaken van een verminderde bodembeluchting Hoofdzakelijk bodemverdichting en waterverzadiging macroporiën (> 0,1 mm)! Vers organisch materiaal in de plantput of omwoelen van een organische bodem. Methaangas door anaërobe omstandigheden of door gaslekken verdrijft bodemlucht en vraagt veel zuurstof voor afbraak Ophogen en verzegelen van bodem 5. Bodemlucht O 2 en CO 2 -gehaltes ~ bodemverdichting Gastransport Figuur Veldstra, IPC Groene Ruimte 26

27 5. Bodemlucht O 2 en CO 2 -gehaltes In onverstoorde, onverdichte bodem: O 2 > 18% en CO 2 < 2% (atmosfeer: resp. 21% en 0,04%) Onder verharding: O 2 tot < 4% en CO 2 tot > 14% Hoeveel zuurstof nu echt nodig is, is sterk afhankelijk van boomsoort en van omstandigheden (tijdstip, temperatuur, ) Zuurstofgehaltes worden gemeten met een zuurstofmeter. Neem altijd een serie metingen op verschillende tijdstippen, aangezien het zuurstofgehalte in de bodem sterk kan schommelen 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie ~ Bodemkaart van België De opeenvolging van verschillende horizonten typeert het type bodem Belgisch systeem: Bodemserie (3-lettercode) Textuur Drainageklasse (~ vochttoestand) Profielontwikkeling Internationale bodemclassificatiesystemen FAO / Unesco US Soil Taxonomy 27

28 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie ~ Bodemkaart van België 1. Textuur Extra: V Veenbodems en X - Duinbodems 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie ~ Bodemkaart van België 2. Drainageklasse 28

29 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie ~ Bodemkaart van België 2. Drainageklasse Schommeling grondwatertafel ~ oxido-reductie van Fe Permanente reductie van Fe (donker grijsgroen) 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie ~ Bodemkaart van België 2. Drainageklasse Textuur P, S, Z (zandig) Textuur U,E, L, A (klei-leem) 29

30 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie ~ Bodemkaart van België 3. Profielontwikkeling m antropogene bodems vb plaggenbodems: dikke zwartbruine organische laag ~ ploegvoor g podzol Duidelijke E-horizont + accumulatiehorizont (Fe of org. materiaal) vb onverstoorde bodems in Heidegebieden p geen profielontwikkeling vb alluviale bodems of hellingsgronden 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie FAO/Unesco in België vooral: Podzols Luvisols Cambisols Fluvisols Anthrosols 30

31 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie FAO/Unesco Podzol Komt in België vooral voor in de Kempen (~ zandstreek) Ontstaan door een langdurige uitspoeling en aanrijking in leemarme, zure dekzanden Dekzand bos aanrijking met organisch materiaal natuurlijke verzuring uitspoeling van ijzer-humuscomplex met regenwater uitspoelingshorizont en aanrijkingshorizont 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie FAO/Unesco Podzol 31

32 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie FAO/Unesco Luvisol Komt in België vooral voor in de Leemstreek Duidelijke klei-inspoelingshorizont Uitermate geschikt voor landbouw hoge kationenuitwisselingscapaciteit, dus zeer vruchtbaar 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie FAO/Unesco Cambisol Komt in België vooral voor in de Ardennen Beginstadium van bodemvorming: zwak ontwikkelde structuur, zwak ontwikkelde horizonten Zeer geschikt voor landbouw 32

33 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie FAO/Unesco Fluvisol Komt in België vooral voor in de kustgebieden en jonge riviervalleien Jonge bodem in recent afgezette gronden Gebruikt voor landbouw en veeteelt Fluvisol 33

34 1. Bodemtypologie - verspreiding 2. Bodemgeografie 2. Bodemgeografie 1. Bodemtypologie - verspreiding 34

35 1. Bodemtypologie - verspreiding 2. Bodemgeografie Bodemkaart van België landbouw 2. Bodemkartering 2. Bodemgeografie 1. Referentieprofielen Boorput Gedetailleerde boorschrijving 35

36 2. Bodemkartering 2. Bodemstalen textuuranalyse organisch stofgehalte 2. Bodemgeografie 2. Bodemkartering 2. Bodemgeografie 3. Vlakdekkende bodemkartering ± 1 boring / ha boordiepte: ± 1,2 m 36

37 2. Bodemkartering 2. Bodemgeografie 3. Vlakdekkende bodemkartering veldwerkmateriaal Edelmanboren Gutsboren spiraalboor Riversideboor 2. Bodemkartering 2. Bodemgeografie 3. Vlakdekkende bodemkartering 37

38 2. Bodemgeografie 2. Bodemkartering Bodemkaart van België is te vinden via AGIV: 2. Bodemkartering 2. Bodemgeografie 38

39 2. Bodemgeografie 2. Bodemkartering: Bodemkaart van België Belangrijke opmerkingen ifv interpretatie / gebruik Opgemaakt ifv landbouwgeschiktheid Vb. Natuurlijke drainering: slecht Veldwerk (bodemboringen) tussen ± Geen actueel, maar historisch document 3. Nuttige links Afdeling Geografische InformatieVerwerking (AGIV) Vlakdekkende info (kaartlagen) Databank Ondergrond Vlaanderen Vlakdekkende en puntinfo 1. geologische kaarten 2. boorbeschrijvingen, grondwatermeetpunten, 39