I. Einleitung, Wahl der Standorte

(1)

Physikalische Bodeneigenschaften einiger Pappelstandorte im schweizerischen

Mittelland

Von Felix Richard und Rolf Fehr

I. Einleitung, Wahl der Standorte

Die Forstwirtschaft vieler Länder hat ein großes Interesse am Anbau von rasch- wüchsigen Baumarten, deren Holz ein kleines spezifisches Gewicht hat. Zu diesen Baum- arten gehört auch die Pappel. Wird sie auf ihr zusagenden Böden angebaut, dann ist ihr jährlicher Holzzuwachs oft wesentlich größer als der anderer, a_uch standorts- gemäßer, Baumarten. Ferner sind die Absatzverhältnisse für das Pappelholz meistens . gut. Kurze Produktionszeiträume und vorteilhafte Marktverhältnisse sind Faktoren, die die Ausdehnung des Pappelanbaues grundsätzlich rechtfertigen. Die Standorts-, speziell die Bodenansprüche sind derart, daß Pappeln oft auch auf Böden nachgezogen werden können, die weder für andere Baumarten, noch für die Landwirtschaft in Frage kommen.

In der Schweiz stehen uns für den Pappelanbau im Verhältnis zur gesamten Wald- fläche nur kleine Gebiete zur Verfügung. Von den Standorten, die zum Pappelanbau geeignet sind, werden ferner wesentliche Teile intensiv landwirtschaftlich bewirtschaftet.

Um so mehr sind wir bestrebt, überall dort, wo die Pappelzucht heute praktisch noch in Frage kommt, günstige Sorten nachzuziehen. Raschwüchsigkeit und gute Verwend- barkeit in der Industrie rechtfertigen es, daß auch in der Schweiz innerhalb bestimmter Grenzen, einigen Pappelsorten vermehrte wissenschaftliche Beachtung geschenkt wird. Um zunächst der aus der Praxis kommenden starken' Nachfrage nach geeigneten Pappelsorten gerecht zu werden, wurden in verschiedenen Pappel-Wuchsgebieten der Schweiz besonders gut wachsende Einzelbäume ausgelesen. Mit Hilfe der Stecklings- vermehrung ist man heute daran, ebenso gut veranlagte Nachkommen zu erziehen. Die Auslese der Standorte und die Auswahl der Einzelbäume erfolgte seinerzeit gemeinsam durch die Herren Eidg. Forstinspektor M ü 11 er und Dr.Fischer von der Eidg.

Anstalt für das forstliche Versuchswesen. Im Pflanzgarten Glanzenberg wurden die Stecklinge nachgezogen, wobei sich Herr Prof. Dr.Leib und gut und Dr. Fischer in die Aufgaben der Stecklingsvermehrung und der Nachkommenschaftsprüfung teilten.

Um die Beratung für den Pappelanbau zu verbessern, sollten aber neben dem Sorten- nachweis auch die Standorte näher untersucht werden, von denen die Klonen gewonnen wurden.

(2)

Im Anschluß an das Versuchsprogramm der Eidg. Anstalt für das forstliche Ver- suchswesen vom Jahr 1954, stellte Herr Prof. Dr.Leib und gut beim Direktor der Eidg. forstlichen Versuchsanstalt, Herrn Prof. Dr.Burg er, den Antrag, es seien die Böden einiger typischer Pappelstandorte der Schweiz zu charakterisieren. Im Einver- ständnis mit Herrn Prof. Dr. Burg er wurde dieser interessante Untersuchungsgegen- stand in unser Arbeitsprogramm für den Winter 1953/54 aufgenommen. Für unsere Untersuchungen wurden im Gebiete des schweizerischen Mittellandes folgende Pappel- böden ausgewählt:

a) «Chablais» (Sand), karbonathaltiger Strandboden des Murtensees;

b) «Yvonand l» (Staublehm/sandiger Lehm), karbonathaltiger Strandboden des Neuenburgersees;

c) « Yvo n an d 2 » (Staublehm), karbonathaltiger Strandboden des Neuenburgersees;

d) «Fort 1 » (Staub/Staublehm), karbonathaltiger Rhonedeltaboden am Lac Leman;

e) «Fort 2 » (Staublehm/sandiger Lehm), karbonathaltiger Rhonedeltaboden am Lac Leman;

f) «Rohr» (Staublehm/Lehm), karbonathaltiger Aarc-Schachenboden.

Da Herr Prof. Dr.Leib und g u t für diese Standortsuntersuchungen in verdan- kenswerter Weise einen besonderen Kredit eröffnete, konnten wir Herrn Forstingenieur Rolf Feh r aus Schaffhausen zur Mitarbeit bei den Feldprobenahmen und Labor- untersuchungen für drei Monate engagieren.

Herr Dr. Fischer von der FVA zeigte uns im Felde die Mutterbäume, in deren Wurzelraum der Boden untersucht wurde. Er half uns auch die Bodenprofile zu graben und die Proben zu entnehmen. Allen, auch den Ungenannten, die diese Untersuchung gefördert haben, danken wir herzlich.

II. Versuchsfragen

a), Untersuchte Bodenfaktoren

Wesentlich bei der Aufgabe, für einige schweizerische Pappelwuchsgebiete die Böden zu charakterisieren, ist die Frage nach den Bodenfaktoren, die man auswählen und messen soll. Da den Förster vor allem die Wuchsleistungen unserer Baumarten interes- sieren, sollen es solche Faktoren sein, die das Baumwachstum wesentlich beeinflussen.

Diese Auswahl ist aus verschiedenen Gründen nicht immer leicht, weil wir wenig genaue Werte über die Beziehungen zwischen Baumwachslum und Bodeneigenschaften kennen und weil ja nicht immer Bodenfaktoren allein das Wachstum bestimmen. Innerhalb eines klimatisch vergleichbaren Gebietes aber, was in unserem Fall zutrifft, dürfen wir den Bodenverhältnissen besondere Beachtung schenken.

Intensives Studium der Standortsansprüche im Felde, soziologische Vegetations- analysen und vergleichende morphologische Bodenprofilaufnahmen von Standorten mit

(3)

gutwüchsigen Pappelsorten geben uns wertvolle Hinweise, um aus der unendlichen An- zahl von Standorts-, speziell von Bodeneigenschaften die für das Baumwachstum entscheidenden Bodenfaktoren zu erkennen.

Wir entschlossen uns, folgende Bodenfaktoren physikalisch zu untersuchen:

Dichte, (]a, sie gibt uns Aufschluß über den Anteil fester Bodenteilchen pro Liter gewachsenen Bodens. Die Dichte ist dann von besonderer Bedeutung, wenn der Boden nur aus Feinerde, d. h. ohne Skelett, besteht. In den untersuchten Pappelböden ist das, praktisch gesehen, für die Wurzelräume, in einigen Böden sogar für das ganze Bodenprofil der Fall. Bis zu einem bestimmten Grade gibt sie uns über die Lockerheit des Bodens Auskunft.

Korngrößenverteilung, sie ist wichtig, um die anorganischen Bauelemente des Bodens zu studieren. Ferner bestimmt die Korngrößenzusammensetzung (Bodenart) nament•

lieh in nichtaggregierten (nicht gekrümelten) Böden weitgehend die Porositätsver- hältnisse. Mit der Porosität in direktem Zusammenhang stehen Wasser- und Luft- haushalt des Bodens, Faktoren, die das Pflanzenwachstum entscheidend beeinflussen können.

Das Porenvolumen, VP. Durch die Dichte, (]a, eines Bodens ist auch die Größe des Po- renvolumens bestimmt. Der Porenraum eines Bodens ist der Ort, wo die Pflanzen- wurzeln sich entwickeln müssen. Durch den Porenraum des Bodens finden die Wur- zeln ihre Zugänge zu den Ton- und Humusoberflächen, die Orte der pflanzlichen Nährstoffquellen. Im Porenraum des Bodens sind auch Wasser und Luft enthalten, Stoffe, die für die Entwicklung der Wurzeln maßgebend sind. Im Porenvolumen spielt sich zur Hauptsache auch die Tätigkeit des Edaphons (biologische Boden- aktivität) ab. Größe und Aufbau des Porenvolumens sind für einen gegebenen Wald- boden in der Regel charakteristische physikalische Konstanten.

Die Porengrößenverteilung. Die bodenphysikalischeForschung hat im letzten Jahrzehnt Untersuchungsmethoden entwickelt, die es möglich machen, auch in natürlich gelagerten Waldböden den Aufbau des Porenvolumens nach verschiedenen Poren- größenklassen zu bestimmen. Man ist heute in der Lage, Porendurchmesserklassen zu bestimmen, die unter bestimmten Voraussetzungen über die Anzahl lufterfüllter Poren, über die Anzahl mit verwertbarem Wasser gefüllter Poren und über die An- zahl ständig nicht verwertbares Wasser führender Poren eines Bodens bestimmte Aussagen machen. Wie die Erfahrung lehrt, ist es für das Wachstum vieler Baum- arten entscheidend, wieviel Poren in der Regel mit Luft und wieviel Poren in der Regel mit Wasser gefüllt sind. Durch die Bestimmung der Fe 1 d k a p a z i t ä t eines Bodens erhalten wir Auskunft, wieviel Prozent des Porenvolumens bei normaler Drainage mit Luft gefüllt sind. Dieser Wert ist eine cha!akteristische Kon- stante des betreffenden Bodens.

Die Feldkapazität stellt auch die über längere Zeit (mehr als drei Tage nach Regen) größtmögliche Wasserkapazität dar, die ein Boden bei normaler Drainage haben kann. Durch die Bestimmung des p e r m a n e n t e n W e 1 k e p u n k t e s

(4)

bestimmen wir jene Wassermenge des Bodens, die die Pflanze nicht mehr aufnehmen kann, weil das Wasser zu stark gebunden ist. Der Wassergehalt am permanenten Welkepunkt ist ebenfalls eine Konstante des Bodens. Er ist für einen gegebenen Bo- den für alle bis heute untersuchten Pflanzen gleich groß. Wir bezeichnen die Poren, die bei Feldkapazität mit Luft gefüllt sind, als Grobporen. Jene Poren, die das sogenannte verwertbare Wasser enthalten, d. h. jenes Wasser, das zwischen Feld- kapazität und permanentem Welkepunkt liegt, bezeichnen wir als Mittelporen.

Feinporen heißen j e~e Poren, die am permanenten Welkepunkt immer noch mit Wasser gefüllt sind. Eingehendere Betrachtungen über die pflanzenphysiologische Bedeutung der erwiihnten Porengrößenklassen vgl. Richard ( 1953 b).

Humus- und Karbonatgehalte. Der Humusgehalt wurde bestimmt, um eine genaue Ver- teilung der Humusstoffe im Boden zu erhalten. Ferner dienten uns die Werte dazu, gewisse Krümelbildung der in der Regel nicht aggregierten Pappelböden zu erklä- ren. Der Karbonatgehalt diente uns als Orientierung über die Größe der Karbonat- reserve, die in den extrem durchlässigen Pappelböden vorhanden ist.

Sind die zu untersuchenden Bodenfaktoren einmal festgelegt, dann hängt der Wert unserer Ergebnisse noch sehr von der Art der gewählten Untersuchungsmethode ab. Für unsere forstlichen Verhältnisse ist die Untersuchungsmethodik speziell so zu entwickeln, daß mit den erhaltenen Werten letzten Endes der Abhängigkeitsgrad des Pflanzenwachstums von den untersuchten Faktoren objektiv geprüft werden kann.

h) Wahl der Methoden

Aus dem morphologischen Vergleich der Bodenprofile ergab sich die Notwendig- keit, folgende Faktoren eingehender zu untersuchen:

1. Dichte, (!a

Allgemein wird angenommen, die Schwarzpappeln benötigen einen sogenannten

«lockeren» Boden. Die Bodenlockerheit wird üblicherweise durch die Bodendichte,

(!a, angegeben, das ist die Masse ofentrockenen Bodens in Gramm, pro Volumeneinheit

(Ta y l o r, 1948). Wir bestimmten die Dichten innerhalb der Bodenprofile horizont- weise. Die erhaltenen Werte wurden in den einzelnen Profilen und mit den Werten von Laubmischwaldbraunerden aus Lößlehm und auf Rißmoräne verglichen.

2. Die Korngrößenbestimmung

Die untersuchten Pappelböden sind, praktisch gesehen, strukturlos, d. h. die Boden- einzelteilchen sind nicht zu sogenannten Sekundärteilchen (Krümel, Aggregate) zu- sammengefügt. In strukturlosen Böden hängt die Porengröße und die Porengrößenver- teilung ganz besonders von der Form und Größe der Bodenei nz e I te i I chen und von

(5)

der prozentualen Korngrößen ver tei 1 u n g pro Volumeneinheit natürlich gelagerten Bodens ab. Von beiden Faktoren ist auch die kapillare Steighöhe des Grundwassers abhängig, ein Faktor, der in Pappelböden oft eine entscheidende Rolle spielt. Zur Be- stimmung der Korngrößen verwendeten wir:

- für die Teilchendurchmesser <2mm Linker Prüfsiebe (DIN 1171), Trennung der Feinerde vom Skelett;

- für die Unterteilung der Sandfraktion einen automatischen Plansichter +GF + (DIN 1171, mit den Maschenweiten 1,0; 0,6; 0,4; 0,3; 0,2; 0,15; 0,10 mm);

- für die Teilchengrößen < 50 /l das bewährte Aräometer (B o u y o u c o s, 1936).

Neben dem speditiven Arbeiten, das das Aräometer erlaubt, kann im Gegensatz zu anderen Methoden eine Sedimentationskurve erstellt werden, die einem während der Analyse von zum voraus fixierten Durchmesserklassen unabhängig macht. Abgetrennt wurden zuletzt die Fraktionen« Staub» (0,05-0,002 mm) und «Ton» (< 0,002 mm). Zur Darstellung gelangten folgende Fraktionen (So i 1 s u rv ey man u a 1, 1951):

«Skelett» >2mm (/)

«Sand» 2,0 -0,05 mm (/)

«Staub» 0,05-0,002 mm (/)

«Ton»

<

0,002 mm(/)

3. Bestimmung des pflanzenverwertbaren Wassers und der Porengrößenverteilung

Der Wasserhaushalt des Bodens spielt für das Wachstum der Pappelklone eine entscheidende Rolle. In Gebieten ebener Lage hängt der Wasserhaushalt des Bodens in erster Linie von den Niederschlägen, von der Porengrößenverteilung und der damit zu- sammenhängenden kapillaren Steiggeschwindigkeit des Wassers, von der Boden- und Wassertemperatur, von der Wasserverdunstung aus dem Boden direkt in die Atmo- sphäre, vom Wasserverbrauch der Vegetation und von einem eventuell vorhandenen Grundwasserstand ab.

Um den Wasserhaushalt untersuchen zu können, müssen die Porositätsverhältnisse des Bodens, die Intensität der Wasserbindung im Boden und ihr Einfluß auf die Menge des pflanzenverwertbaren Bodenwassers in erster Linie bestimmt werden. Zur Bestim- mung der Saugkraft, mit der das Wasser im Boden festgehalten wird, wählten wir die Druckmembran- und die poröse Platte-Apparatur nach Richards, L. A. (1947, 1948, 1949). über die theoretischen Grundlagen und die praktische Verwendung dieser physikalischen Untersuchungsmethode vgl. auch Richard (1953, a, b), Richard und Be da, ( 1953). Die Methode hat den für forstlich-bodenkundliche Untersuchun- gen wesentlichen Vorteil, daß die Ergebnisse im Zusammenhang mit der Verwertbarkeit des Bodenwassers durch die Pflanze, mit dem Luftgehalt des Bodens bei bestimmten Wassergehalten und mit der kapillaren Wassersteigfähigkeit im Boden ausgewertet werden können.

(6)

i

Zusammenstellung der untersuchten Pappelstandorte nach der geographischen Lage, nach den charakteristischen Ortsböden, nach den Klonennummern und nach den Klonensol"ten Tab. 1

Klonenstandort

1

Koordinaten 1

Ortsbodenangabe

1

Klonen-Nr.

1

Pappeisorte

«Chablais» 200 300/576 475 ( Sand) karbonathaltiger 05,3 ~ Klon der Populus nigra L.

(Murten) Blatt 313 Strandboden des Murtensees _~05,4 _~Klon } { f. serotina

o

^Klon der P. euramericana f. serotina 05,1

05,2 ~ Klon f. regenerata

• «Yvonand 1» 183 900/546 725 (Staublehm/Sandiger Lehm) 03,3/03,4

o

Klon der P. euramericana f. serotina

Blatt 287 karbonathaltiger Strand- typische Yvonand-Pappeln

boden des Neuenburgersees

«Yvonand 2» 183 650/548 150 (Staublehm) karbonat- 03,1 ~ Klon

} der P. euramericana { f. regenerata?

Blatt 287 haltiger Strandboden des 03,2

o

^Klon ^f.^serotina

Neuenburgersees

<<Fort 1» 137 700/556 450 (Staub/Staublehm) 02,3

o

Klon der P. euramericana f. serotina?

(La Tour-de-Peilz) Blatt 466 karbonathaltiger Rhonedelta- boden am Lac Leman

«Fort 2» 137 525/556 525 (Staublehm/Sandiger Lehm) 02,2 ~ Klon der P. euramericana f. regenerata (La Tour-de-Peilz) Blatt 466 karbonathaltiger Rhonedelta-

boden am Lac Leman

«Rohr» 251 250/649 875 ( Staublehm/Lehm) - Versuchsfläche der F. V. A.: P. europaea vorherr-

(Aarau) Blatt 151 karbonathaltiger Aare- sehend + diverse euramerikanische Klone

(7)

4. Bestimmung des Humusgehaltes

Alle untersuchten Pappelböden sind biologisch sehr aktiv. Die jährliche Laubstreu- produktion wird in der folgenden Vegetationsperiode vollständig umgewandelt. Der Humushorizont ist meistens schmal. Zur Charakterisierung des Gehaltes an organischem Material, speziell des Kohlenstoffgehaltes im Boden, wurde die Titrationsmethode nach W a 1 k 1 e y and B 1 a c k (Pi per, 1950) verwendet. Um ein angenähertes Maß für den Humusgehalt zu haben, wurde der prozentische C-Gehalt mit dem Faktor 1,7 multi- pliziert. Herrn M ü 11 er aus dem Agrik.-chem. Institut der ETH danken wir für die Bestimmungen.

III. Ergebnisse der physikalischen

Bodenuntersuchungen an natürlich gelagerten Pappelhöden

a) • Chablais • (Sand), karhonathaltiger Strandhoden des Murtensees

1. Standort und Bodenbeschreibung

Freiburgischer Staatswald «Ch ab 1 a i s » bei Murten. Schwarzpappelaufforstung auf sandigem, ehemaligem Seestrandboden. Älteste Pappeln zirka 50jährig. Unter- wuchs hauptsächlich Weißerlen-Stockausschläge. Pappelauslesebäume mit den Klonen- Nummern 05.1, 05.2, 05.3, 05.4 (vgl. Tab. l). Der Ort der Bodenprobenahme (Top.

Atl. Nr. 313, Kerzers, Koord. 200 300/576 475) liegt im Wurzelraum der Klonen-Mut- terbäume Nr. 05.3 und 05.4. Eine vergleichende morphologische Profilanalyse hat er- geben, daß die Böden der Klonen-Mutterbäume Nr. 05.1, 05.2 analog dem Orte unserer Probenahme sind.

Morphologische Beschreibung des Bodenprofils (vgl.Fig. l): Der Pappelboden Typ «Ch ab 1 a i s » ist, praktisch gesehen, ein reiner, durchgehend karbonathaltiger, gefügeloser Sandboden (Tab. 2, Fig. 1). Nur der 10 cm dicke Mullho- rizont ist feinkrümelig aggregiert, der Rest des Profils hat Einzelkornstruktur. Zur Krümelbildung fehlt es im Mineralboden durchwegs an Ton. Der gleichförmige Sand- gehalt ermöglicht bei sinkendem Grund~asserstand eine sehr rasche und starke Was- serentleerung. Das hat zur Folge, daß z.B. bei einem Grundwasserstand von 120 cm

(Probenahme vom 17. 12. 53) im_ untersten Teil des Hauptwurzelraumes (60- 70 cm Tiefe) 62

%

des Porenvolumens mit Luft gefüllt sind. Auf die gute Durchlüftung weist auch der mächtige Nebenwurzelhorizont hin, da bis zur Aufschlußtiefe von 120 cm Wurzeln gefunden wurden.

Die Eigenart, daß der Pappelboden «Ch ab I a i s » bei tief stehendem Grundwasser- stand im gesamten Hauptwurzelraum (60-70 cm Tiefe) zu mehr als 50

%

des Poren-

(8)

Fig. l

Bodenskizze, Korn- und Porengrößenverteilung im natürlich gelagerten Pappelboden «Chablais»

Profil "Chab/ais '.'

Feste Bodanante//e, Gew.-%

Streueauflage

~ M o r

f

f ; Wurmtätigkeit

= =

karbonathaltiger

=

^Sand

karbonatha/tiger Ton und Staub

~

..

.g

0 OJ

":,, ";/ 11 Gleyausscheidungen

w w w .:f Wasseraustritt

... Grundwasserstand

<l'0"•O

GJ~o'f.o; Skelett - > 2mm

,½_,,i

^Wurzeln

"':., "",,,,"" Ka/kausb/ühungen

C: ^C:~

~ ⁰

0 ~

.!,

it t

o

20

40

60

80

100

120 800 10 o

Bodens

C:

t

2-_(!)e

volumens entwässert und deshalb mit Luft gefüllt wird, scheint uns für diesen extre- men Sandboden charakteristisch zu sein. Wesentlich zur Kennzeichnung eines Pappel- standortes ist die Mächtigkeit der grundwasser-beeinflußten bzw. nicht beeinflußten Zone des Bodenprofils. Exakte Angaben hierüber geben uns nur periodische Messungen des Wassergehaltes im Verlaufe mehrerer Jahre. Angenäherte Hinweise über den Ort der größten Schwankungen im Wassersättigungsgrad, damit auch im Luft- und Sauer- stoffgehalt des Bodens, gibt uns die Anordnung der Gleyflecken. Im Profil «Ch a- b 1 a i s » liegt die Zone inlensivsler Gleyflecken in 55- 75 cm Tiefe. Da der Hauptwur- zelraum 60- 70 cm des Oberbodens umfaßt, können wir annehmen, daß die häufigsten und stärksten Änderungen im Wassersättigungsgrad den Hauptwurzelraum der Pap-

(9)

Boden- Dichte tiefe Qa

(cm) (gBo/cm3)

3- 13 0,74 20- 30 1,11 60- 70 1,08 90-100 1,12 115-125 1,56

Zusammenstellung physikalischel' Bodeneigenschaften des Pappelhodens « Chablais»

" ⁰ Wassergehalt, Pw Verteilung der Poren auf

" ^p:\ Durchmesserklassen

8 8 a) in °/o Vp

"'

^beim

~~Q.8

^bei permanenten b) absolut, cm³/l Boden ( ... )

" ⁰ Feldkapazität Welkepunkt

e

^,..; FC Grob- 1 Mittel- 1 Fein-

0

i

^PWP ^poren ^poren ^poren

"'

^$ (gHOH/lO0gBo) (gHOHilO0 gBo) ((J) > 8µ) ((])8..,-0,211) (<Z> < 0,2µ)

709

566 11,30 ± 0,21 4,86 ± 0,11 78 (441) 13 ( 71) 9 (54) 589 12,70 ± 0,27 5,11 ± 0,20 77 (452) 14 ( 82) 9 (55) 581 15,30 ± 0,44 5,57 ± 0,58 70 (410) 19 (109) 11 (62) 411 3,77 ± 0,35 2,09 ± 0,16 86 (352) 6 ( 26) 8 (33)

Tab. 2

Wasser~

gehalt Pw bei Probe- nahme

0/o Vp

31 38 86 99

peln erreichen. Bei anhaltend hohen Niederschlägen allerdings wird der Boden vor- übergehend bis zur Oberfläche mit Wasser gesättigt, zum Teil sogar überschwemmt.

2. Untersuchungsergebnisse

Dichte, (!a, und Korngrößenverteilung. Es wird allgemein angenommen, daß viele Pappeisorten sogenannte lockere Böden verlangen. Der Begriff Lockerheit schließt in sich zahlreiche Bodeneigenschaften, die in ihrer Gesamtwirkung jedem Praktiker verständlich sind. Ein lockerer Boden ist z. B. leicht bearbeitbar, d. h. die Bodenkrü- mel müssen gegenseitig leicht verschiebbar sein, ohne daß dabei die einzelnen Krümel in ihre Einzelkomponenten zerfallen, was einer Verdichtung des Bodens gleichkäme.

Ein lockerer Boden verlangt deshalb auch Krümel mit einer bestimmten Formfestigkeit.

Ein lockerer Boden hat aber auch ein für das Pflanzenwachstum günstiges Verhältnis zwischen festen Bodenteilchen und Hohlräumen bzw. wasserhaltenden und luftführen- den Poren.

Dichte, (!a, und Porenvolumen, V 11 , sind Eigenschaften, die experimentell ziemlich genau erfaßt werden können und die den komplexen Begriff Lockerheit weitgehend charakterisieren. Die Dichte, (!a, gibt an, wieviel Gramm feste Bodenmasse (105° C trocken) pro cm³natürlich oder künstlich gelagerten Bodens enthalten sind. Ein soge- nannter lockerer Waldboden hat selten eine Dichte, (!a, von mehr als 1,30. Die Dichte bestimmt auch den Hohlraumanteil (Porenvolumen, V11 ) pro cm³Boden. Ein lockerer Waldboden hat in Gebieten des schweizerischen Mittellandes in der Regel ein Poren- volumen von mindestens 500 cm³/l. Über die Bedeutung des Porenvolumens im Boden vgl. Burger (1922), Richard (1953 b).

Der« Ch ab I a i s » -Boden hat im Haupt- und Nebenwurzelhorizont eine sehr kleine D i eh te. Im Mullhorizont an der Bodenoberfläche (3-13 cm) wurden z.B. 740 g Boden je Liter natürlich gelagerten Bodens festgestellt, was einer Dichte von (!a = 0,74 (g Bol

(10)

cm3 ) entspricht. Für Waldböden ist das ein besonders niedriger Wert, der vor allem auf den extrem kleinen Tonanteil (Tab. 2, Tab. 8, Fig. 1) des Bodens zurückzuführen ist.

Die sehr kleine Dichte bleibt bis in 90-100 cm des Nebenwurzelraumes erhalten. Im Bereiche des Grundwassers (115-125 cm) wird der Sand stärker gepackt, wodurch die Dichte auf 1,56 g/cm³steigt. In staub- und tonreichen Böden kann eine derart hohe Dichte bereits Drainageverschlechternngen verursachen. Im «Ch ab I a i s » - Sandboden ist das infolge der besonders schwer deformierbaren Poren nicht der Fall (s.u.). Von allen untersuchten Pappelböden ist «Ch ab I a i s » der sandreichste Boden. In der Ana- lyse wurden durchgehend mehr als 86

%

der festen Bodenanteile als Sand bestimmt.

(Tab. 8).

Porenvolumen, Vp, und Porengrößenverteilung. Die für den Pappel- . boden « Ch ab I a i s » kennzeichnende niedrige Dichte ist auch Ursache des großen und

charakteristischen Porenvolumens, VP, das wir bis in eine Bodentiefe von 100 cm, d. h.

im Haupt- und Nebenwurzelraum bestimmt haben. Um die Bedeutung des Porenvolu- mens für den Wasser- und Lufthaushalt eines Bodens eingehender diskutieren zu kön- nen, kann es mit Vorteil zusammen mit der Porengrößenverteilung untersucht werden (Richard, 1953 b). In Tab. 2 und in Fig. 1 sind für den Pappelboden « Chab lai s » Porenvolumen und Porengrößenverteilung dargestellt. Im Vergleich zu Bodenprofilen der Laubmischwälder des Mittellandes ist der «Ch ab I a i s » - Pappelboden bis in ]20 cm Tiefe extrem grobporenreich. Der Grobporenanteil, d. h. jene Porenmenge, die bei normaler Drainage nach Regen durch die Gravitationskraft automatisch entwässert und deshalb mit Luft gefüllt wird, schwankt zwischen 70

%

und 86

%

des Porenvolu- mens bzw. zwischen 352 cm³und 452 cm³je Liter gewachsenen Bodens. Verglichen mit der für Laubmischwälder sehr günstigen Lößlehmbraunerde « A 11 s c h w i I » hat der

«Chablais»-Boden in 120 cm Tiefe noch 14mal mehr Grobporen je Liter natürlich gelagerten Bodens als jene (vgl.Richard und Beda, 1953). Der Grobporenreich- tum ist für den Pappelboden «Ch ab I a i s » charakteristisch; er ist eine Folge des hohen Sandgehaltes, der im ganzen Profil zirka 90

%

aller festen Bodenanteile ausmacht

(Tab. 8). Für einen Laubmischwaldboden des schweizerischen Mittellandes wäre dieser extrem hohe Grobporenanteil und damit der sehr hohe Luftgehalt bei niedrigem Grund- wassergehalt recht abnormal und für einige Baumarten sogar schädlich. Im Pappel- boden «Ch ab I a i s » wurden infolge des hohen Sandgehaltes bis in 100 cm Tiefe Dichtewerte, (!a, von nur 0,74- 1,12 g/cm³bestimmt. In 115- 125 cm steigt sie auf den Wert, (!a =1,56. Weiter oben ist erwähnt worden, daß derart hohe Dichten in staub- und Lonreichen Böden eine Verschlechterung der Drainage verursachen können. Im Pappel- boden «Chablais» ist das aus folgendem Grunde nicht der Fall: Bezogen auf alle festen Bodenanteile enthält der Boden in 115-125 cm Tiefe 90,5

%

Sand. Sand hat im Vergleich zu Staub und Ton große Teilchendurchmesser. Auch bei räumlich engster Lagerung der Bodenteilchen sind in einem Sandboden die Porendurchmesser so groß, daß bei norm<aler Drainage das Regenwasser unter der Wirkung der Schwerkraft wegdrainiert wird. Ein Sandboden enthält auch bei dichter Lagerung sehr viel Grobporen.

Dieses Beispiel zeigt, daß die Dichte, (!a, eines Bodens allein über den Wasser- und Lufthaushalt nur teilweise Auskunft gibt. Es ist nicht gesagt, daß z.B. ein Boden mit

(11)

Zusammenstelluug der aus den Pappelhöden bestimmten Humusgehalte,

der Karhonatgehalte und der pH-Reaktionen Tab. 3

Tiefe C-Gehalt

Humusgehalt Karbonatgehalt

Profil ( W alkley/ Black) (Passon) pH-Reaktion

cm 0/o 0/o °lo

«Chablais» 3- 13 2,4 4,0 26,0 7,1

20- 30 0,3 0,5 n.b. 6,9

60- 70 0,2 0,4 37,0 7,2

90-100 n. b. n. b. 45,0 7,0

«Yvonand I» 0- 10 1,4 2,3 8,0 6,7

25- ?5 0,6 1,0 n. b. 7,3

75- 85 0,3 0,4 21,5 7,5

«Yvonand 2» 0- 10 1,2 2,1 3,0 7,3

45- 55 1,5 2,5 17,0 7,3

65- 75 0,6 1,1 12,0 7,1

95-105 0,1 0,2 15,5 7,1

<<Fort I» 3- 13 1,4 2,4 10,5 6,4

25- 35 1,2 2,1 n. b. 6,2

45- 55 1,3 2,2 7,0 6,2

100-110 0,1 0,2 10,0 6,7

«Fort 2» 3- 13 2,5 4,3 0,9 7,1

25- 35 0,9 1,6 10,5 6,5

40- 50 0,3 0,5 7,5 6,2

60- 70 n. b. n. b. 12,0 6,1

«Rohr» 3- 13 1,9 3,2 23,0 6,4

1

25- 35 1,8 3,1 n.b. 6,5

40- 50 0,9 1,5 30,5 6,5

kleiner Dichte unbedingt für Wasser und Luft sehr durchlässig ist, ebenso unsicher ist es, daß ein Boden mit hoher Dichte immer sehr wasserundurchlässig und deshalb luft- arm sein muß. Um diese Ungewißheit zu beseitigen, sind die Porengrößen des natürlich gelagerten Pappelbodens bestimmt und in Grob-, Mittel- und Feinporen eingeteilt worden. Diese Porenklassen enthalten Poren mit bestimmter physikalischer und pflanzen- physiologischer Bedeutung. Grobporen werden bei normaler Drainage eines Bodens innerhalb 2-3 Tagen nach Regen wasserfrei, sie dienen im Boden zur Hauptsache der Bodendurchlüftung. Mittelporen dienen in erster Linie als günstiges Wasserreservoir für die Pflanzen, sie enthalten das sogenannte verwertbare Wasser. Feinporen binden das Wasser so stark, daß es für die Pflanze nicht verwertbar ist. Sie bleiben in unseren- humiden Klimaverhältnissen praktisch immer mit Wasser gefüllt. Um ihren Anteil wird das physiologi,sch aktiv wirksame Porenvolumen verkleinert. Eingehendere Betrachtun-

(12)

,.

gen über die Bedeutung der Grob-, Mittel- und Feinporen vgl. Richard (1953 b). In Tab. 2 und vor allem Fig. 1 sind Porengrößen und Korngrößenverteilung vergleichend dargestellt. Diese Gegenüberstellung ist deshalb besonders instruktiv, weil mit Aus- nahme des Mullhorizontes ( 0 -10 cm) im Profil keine Aggregierung, d. h. keine Krü- melung vorhanden ist. Die Porengrößen des Pappelbodens werden zur Hauptsache durch die Einzelkorngröße der mineralischen Bodenteilchen bestimmt. Pro m³ gewachsenen Bodens enthält der «Chablais»-Boden bei Feldkapazität den extrem hohen Anteil von 439 l/m³l uftführende Grob p o r e n, 86 l/m³verwertbares Wasser haltende Mittelporen und 56 l/m³nicht verwertbares Wasser führende Feinpo - ren (Tab. 5).

Humus- und Karbonatgehalte. Der feinkörnige, durch die Bodenvegetation sehr stark durchwurzelte und vernetzte Mullhorizont hat eine durchschnittliche Mäch- tigkeit von 10 cm. Seine Abgrenzung gegen die mineralische, sandige Unterlage ist ziemlich scharf, in 20 cm Tiefe ist, praktisch gesehen, kein Humus mehr vorhanden

(vgl.Tab.3).

Der Pappelboden «Ch ab 1 a i s » enthält in allen Horizonten eine sehr große Kar- bonatreserve, die zur Hauptsache aus zertrümmerten Muschelschalen besteht. An der Bodenoberfläche wurden 26

%,

in 100 cm Tiefe sogar 45

%

CaCO3 bestimmt (vgl.

Tab. 3).

h) • Yvonand 1 » (Staublehm/sandiger Lehm), karhonathaltiger Strandhoden des Neuenhurgersees

Standort: Waadtländischer Staatswald «Yvonand» am Strande des Neuenbur- gersees. Im Hauptbestand sind nach Fischer typische «Yvonandpappeln» vertreten, ein männlicher Klon ähnlich der P. euramericana f. serotina (vgl. Tab. 1). Die Pappel- auslesebäume tragen die Klonennummern 03.3 und 03.4,. Im Nebenbestand wachsen Weißerlen, Eschen und vereinzelte Birken. Der Ort der Bodenprobenahme liegt zwischen den Kloncn-Mullcrbäumcn Nr. 03.3 und 03.tl, (Top. Ad. Nr. 287, Yvonand, Koord. 183 900/54,6 725).

Morphologische Beschreibung des Bodenprofils (vgl. Fig. 2):

Der Pappelboden Typ « Y von an d 1 » enthiilt im Hauptwurzelraum (0-50 cm) Staub- lehm und im sehr schwach ausgebildeten Nebenwurzelraum (50- 75 cm) sandigen Lehm. Da mit Ausnahme des Mullhorizontes (0-20 cm) im Bodenprofil keine Krümel vorhanden sind, spielt die Körnung der festen Bodenanteile für den Wasser- und Luft- haushalt eine wichtige Rolle. Der Streueanfall w.ird jedes Jahr abgebaut, der Mullhori- zont ist im Durchschnitt 20 cm mächtig, also 10 cm dicker als im Pappelboden «Ch a - b I a i s ». Die Regenwurmtätigkeit ist groß und reicht bis 40 cm Bodentiefe. Der Haupt- -wurzelhorizont wird in 50 cm Tiefe durch eine Schicht sandigen Lehms scharf abge- schnitten. Am Untersuchungstage (29.12.1953) war in dieser Schicht ein schwacher Geruch nach H2S feststellbar, ein Zeichen, daß Reduktionsprozesse vor sich gehen. Der

(13)

Grundwasserspiegel war in 85 cm Tiefe beobachtet worden, direkt an der unteren Grenz- fläche zwischen der oben gelegenen sandigen Lehmschicht und dem nachfolgenden Ge- röll aus karbonathaltigen Sandsteinen. Das nur bis 50 cm Tiefe intensiv durchwurzelte Profil ist ab 25 cm gleichmäßig, schwach vergleyt, ein Zeichen, daß das Grundwasser häufig bis nahe zur Bodenoberfläche ansteigt. Es ist zu erwarten, daß der periodische )V echsel zwischen hoher und niedriger Wassersättigung im Boden sich im Bereich von 0-85 cm Tiefe abspielt. Der Pappelboden « Yvon an d 1 » wird im gesamten Wurzel- bereich (0-50 cm= mittelgründig) durch das Grundwasser periodisch beeinflußt. Der Standort hat mit einem durchschnittlich in 60-85 cm Bodentiefe gelegenen Wasser- spiegel einen verhältnismäßig hohen Grundwasserstand.

Boden- Dichte tiefe _(}a

(cm) (gBo/cm3)

0- 10 1,06 25- 35 1,34 55- 65 1,28 75- 85 1,37 90-100 Schotter

Zusammenstellung physikalischer Bodeneigenschaften des Pappelhodens • Yvonand l •

=

⁰ Wassergehalt, Pw Verteilung der Poren auf

., ~ Durchmesserklassen

8 ~s a) inO/o Vp

::, beim

~~Q.g

^bei permanenten b) absolut, cm³/l Boden ( ... )

= ⁰ Feldkapazität Welkepunkt

., '"" FC Grob- 1 Mittel· 1 Fein•

... ~ ^PWP

0

""

^$ (gHOH/100 g Bo) (gHOH/lOOgßo) (0 ^poren> 8/t) (087^poren0,2/t) (0 ^poren< 0,2ft)

584 28,6

±

2,0 9,05

±

0,71 48 (281) 36 (207) 16 ( 96) 485 28,4

±

1,0 11,47

±

0,67 21 (104) 47 (227) 32 (154) 513 24,5

±

4,1 8,28

±

1,52 39 (199) 40 (208) 21 (106) 452 25,6

±

5,2 9,24

±

3,09 22 (101) 50 (224) 28 (127)

310 - - 100 (310) - -

Tab. 4

Wasser•

gehalt Pw bei Probe- nahme

0/o Vp

61 90 98

~100

Dichte, (]a, und Korngrößenverteilung. Nach der Schlämmanalyse ent- hält der Pappelboden « Y von an d 1 » im Durchschnitt 41

%

Staub, dafür 35

%

weniger Sand als «Ch ab 1 a i s » (Details Tab. 8). Durch den höheren Staubanteil ist der Boden dichter als im «Ch ab 1 a i s » (Tab. 4, Fig. 2). Da im Boden, mit Ausnahme des Mullhorizontes ( 0-20 cm), keine Verbindung der Bodeneinzelteilchen zu Aggregaten feststellbar ist, entscheidet der Sand- und Staubgehalt, bei praktisch konstantem Ton- gehalt, über die Größe der Dichte, (]a• Ein größerer Staubgehalt erhöht die Dichte (z. B.

in 25-35 cm:

ea

= 1,34), ein größerer Sandgehalt verkleinert die Dichte (z. B in 55 bis 65cm: ea=l,28; Tab.4, Fig.2). Auch im Pappelboden «Yvonand 1» ist, wie im Pappelboden «Ch ab 1 a i s », der Tongehalt im ganzen Profil sehr klein (

<

8,0

% ) .

Der Mullhorizont hat die kleinste Dichte

(ea

= 1,06) des ganzen Profils. Mit zunehmender Bodentiefe steigt die Dichte auf

ea

= 1,28-1,37. Die in der mineralischen Korn- größenanalyse bestimmte Fraktion «Staub» hat auf den Wasser- und Lufthaushalt des Bodens einen wesentlich anderen Einfluß als der Sand. Während im Sand auch bei sehr dichter Packung (siehe Profil.« Ch ab 1 a i s », (]a = 1,56) infolge großer Kapillar-

(14)

Fig. 2

Bodenskizze, Korn-und Porengrößenverteilung im natürlich gelagerten Pappelboden «Yvonand 1»

Profil " Yvonand 1 •:

Feste Bodent ·1e, Gewichts-%

""

j

^C:

..

g_

"'

^{. !,}

~ ^~

~

0

20

60

80

C: C:

~ f

0

.9-

..

^_g.⁰

t e

i

"'

durchmesser noch 86 % des Porenvolumens, V P, als Grobporen vorhanden sind, herrscht in einem staubreichen Horizont bei hoher Dichte die Gefahr stark verzögerter Wasserpermeabilität und reduzierter Durchlüftung. Haben verzögerte Wasserpermea- bilität und reduzierte Durchlüftung einen Grad erreicht, der das Pflanzenwachstum, speziell die Wurzelentwicklung hemmt, dann spricht man v~n einem verdichteten Bo- denhorizont. Im Profil « Y von an d l» Staublehm, ist eine derartige Verdichtung nicht vorhanden, der Boden ist aber in 20-60 cm dazu disponiert. Unter der gegenwärtigen Bestockung, bei alljährlichem totalem Streueabbau und neutraler Bodenreaktion ist aber keine Verdichtung zu erwarten.

Porenvolumen, VP, und Porengrößen verteil un g. Weil der Pappelboden

« Y von an d 1 » im Vergleich zum Pappelboden « Ch ab l a i s » bei ungefähr gleichem Tongehalt mehr Staub und wesentlich weniger Sand enthält, ist das Porenvolumen kleiner geworden (Tab. 4, Fig. 2). Im Vergleich zu Laubmischwald-Braunerden des Mit- tellandes ist aber auch dieses Porenvolumen in allen untersuchten Horizonten größer;

es schwankt_ auch in tieferen Horizonten um 500 cm³/l, was für diesen Pappelboden charakteristisch ist. Gute Laubmischwaldbraunerden des Mittellandes haben ii:i der Regel nur im Mullhorizont Porenvolumina, die größer sind als 500 cm³/l.

Der Pappelboden «Yvonand l» enthält bis zur Schotterunterlage (in 85 cm Tiefe) im Vergleich zum « Ch ab 1 a i s » wesentlich mehr Staub als Sand. Da auch

« Y von an d 1 » mit Ausnahme des 20 cm dickeij Mullhorizontes keine Krümelung

(15)

hat (sogenanntes Primitivgefüge oder Einzelkornstruktur), wird die Porengrößenver- teilung direkt durch die Korndurchmesser der Mineralteilchen beeinflußt.

«Yvonand l» hat im Vergleich zu «Chablais», bezogen auf das Porenvolu- men, durchschnittlich 45

%

weniger Grobporen. Pro m³ gewachsenen Pappelbo- dens « Y von an d 1 » sind im Durchschnitt 153 1 1 uftführende Grobporen enthalten, normale Drainage vorausgesetzt (Tab. 5). Kennzeichnend aber für den untersuchten Boden ist die Verteilung der Grobporen im Profil. Der Grobporenanteil je Horizont ist abhängig von den beiden Hauptfraktionen «Sand» und «Staub» (Fig. 2). Er nimmt mit steigendem Sandgehalt (abnehmendem Staubgehalt) zu, bzw. nimmt mit abnehmendem SandgJehalt (steigendem Staubgehalt) ab. Kennzeichnend an der Grobporenverteilung ist ihr hoher prozentualer Anteil in praktisch allen Horizonten des Bodens. Von 80 cm Tiefe an erscheint im Profil Geröll aus karbonathaltigen Sandsteinen, das den Wasser- haushalt des Bodens infolge Grundwass~rgegenwart stark beeinflußt. Der Wasserhaus- halt des Bodens wird zur Hauptsache durch zwei Faktoren gesteuert:

1. Ist der Grundwasserspiegel unterhalb der karbonathaltigen Geröllschicht, dann werden alle Grobporen des Haupt- und Nebenwurzelraumes, durchschnittlich 33

%

des Porenvolumens, in kürzester Zeit (2-3 Tage nach Regen) entwässert. In diesem Fall ist, praktisch gesehen, durch die Geröllschicht kein Wassernachschub aus dem Grundwasser möglich, denn es befinden sich in dieser Schicht kaum kapill11-r wirksame Poren. Unter solchen Grundwasserbedingungen kann der Pappelboden « Y v o - n an d 1 » in kurzer Zeit austrocknen.

2. Am Untersuchungstage (29. 12. 53) stand der Grundwasserspiegel in der Grenz- ebene zwischen Geröllschicht und oben anschließender Staublehmschicht (Fig. 2).

Aus den topographischen Verhältnissen des Seestrandbodens läßt sich annehmen, daß dieser Grundwasserstand tiefer ist, als er normalerweise während der Vegeta- tionszeit beobachtet wird. Den Grund zu dieser Annahme bildet die gleichmäßig leichte Vergleyung, die von unten her bis zu 25 cm Bodentiefe emporsteigt. Steht der Grundwasserspiegel über der Geröllschicht, dann wird eine bestimmte Grobporen- anzahl nicht entwässert, der Luftgehalt im Wurzelraum ist in diesem Fall kleiner als der Grobporenanteil. Einen gewissen Anhaltspunkt für die Bedeutung dieser Er- scheinung geben unsere Wassergehaltsbestimmungen im Boden bei der Probenahme (Tab. 4). Es ist aber nicht gesagt, daß diese

· w

assergehalte einen Gleichgewichts- zustand darstellen. Die Proben wurden immerhin in der Vegetationsruhe entnom- men, aber es regnete bzw. schneite vorher, so daß man nicht weiß, ob die Wasserbewe- gung im Boden bereits zum Stillstand gekommen war. Die für das Wachstum bestimmter Pappelsorten sehr oft entscheidenden jahreszeitlichen Veränderungen des Wasser- und Luftgehaltes im Wurzelraum als Folge des schwankenden Grundwas- serspiegels sollten experimentell näher untersucht werden.

Mitte 1 p o r e n enthalten das für die Pflanze aus dem Boden aufnehmbare ( verwertbare) Wasser. Analog der Grobporenanteile ist auch der Mittelporenanteil ver- schiedener Bodentiefen eine Funktion des Staub- bzw. Sandgehaltes. Zu- und Abnahme

(16)

Zusammenstellung

der Anteile an Grob-, Mittel-, Feinporen uud ganzes P01·envolumen, Vp,

Tab. 5 berechnet in Liter pro m³gewachsenen Bodens

• Chablciis • • Yvo,urncl l • •Yvonand2• •Fort l • •Fort 2• •Rohr•

auf lm Tiefe auf 1 m Tiefe auf lm Tiefe auf l m Tiefe auf 1 m Tiefe auf lm Tiefe

i/m³ ¹ⁱⁿ°/⁰

Vp 1/m" linO/o

Vp 1/m" linD/o

Vp l/m³ ¹inO/o

Vp l/m³ ¹in 0/o Vp

Grobporen 439 75 153 31 201 37 83 15 200 4,7 279 55 Mittelporen 86 15 219 44 224 42 373 68 175 42 153 30

Feinporen 56 10 126 25 111 21 91 17 46 11 77 15

- - - - - Vp total 581 1100 498 1100 536 1100 547 1100 421 1100 509 1100

der Mittelporenmenge geht im Hauptwurzelraum parallel der Grobporenmenge (Fi- gur 2). Die verwertbare Wassermenge ist im wurzelerschlossenen Bodenteil in allen Tiefen ungefähr gleich groß, was aus der sehr regelmäßigen Mittelporenverteilung geschlossen werden kann. Berechnet auf 1 m³gewachsenen Bodens, enthält der Pappel- boden «Yvonand l» 2191 Mittelporen, also auch 2191 pflanzenverwertbares Was- ser. Es·wäre außerordentlich interessant, die Wasserbilanz eines derartigen Bodens zu untersuchen, d. h. den Vergleich zu ziehen zwischen \Vasserverbrauch (Vegetation - speziell Pappeisorten - Evaporation) und dem Wassernachschub durch Regen und Grundwasser.

Weil der Staubgehalt hoch, und weil der Boden praktisch nicht gekrümelt ist, wird der Anteil an ständig wasserhaltenden Feinpo r c n auf 25

%

des Porenvolumens (Tab. 5) vergrößert. Pro m³ gewachsenen Pappelbodens « Y von an d 1 » sind im Durchschnitt 126 1 Feinporen enthalten.

Humus• und Karbonat geh alte. Durch die große biologische Bodenaktivität wird die Streue alljährlich so stark abgebaut, daß im 20- 25 cm dicken Mullhorizont nur 2,3-1,0

%

Humus enthalten sind (Tab. 3). Es fallt auf, wie die untersuchten Pap- pelböden immer scharf abgegrenzte Mullhorizonte haben. Als einziger Horizont im Bodenprofil ist der Mullhorizont leii;ht aggregiert, d. h. gekrümelt.

Alle Horizonte des Bodens enthalten Karbonat (Tab. 3). An der Bodenoberfläche und in 75-85 cm Tiefe wurden 8% bzw. 21,5 % CaCO3 bestimmt. Diese große Kalk- reserve setzt sich hauptsächlich aus leicht verwillerbaren Schalentrümmern von See- muscheln und z. T. auch aus Karbonatmineralkörnern zusammen.

(17)

c) • Yvonand 2 • (Staublehm), karbonathaltiger Strandboden des Neuenburgersees

Standort : Waadtländischer Staatswald « Y von an d ». Der Hauptbestand setzt sich aus Bäumen von Populus euramericana f. serotina und evtl. regenerata zusammen.

Der Nebenbestand besteht aus Stockausschlägen von Weißerlen, eingepflanzt sind einige Eschen. Der Ort der Bodenuntersuchung liegt zwischen den Klonen-Mutterbäu- men Nr. 03.1 und 03.2, er ist für beide Bäume repräsentativ (Tab. 1, Top. Atl. Nr. 287, Yvonand, Koord. 183 650/548 150) .

Morphologische Beschreibung des Bodenprofils (Fig.3). Der wesentliche Unterschied zwischen « Y von an d 1 » und « Y von an d 2 » liegt in der Mäch- tigkeit des Wurzelraumes und in der Größe des Schwankungsbereiches des Grundwas- serstandes. Der karbonathaltige Strandboden « Y von an d 2 » ist bis in 90 cm Tiefe stark und sehr gleichmäßig durchwurzelt. Der wurzelerschlossene Raum ist ungefähr doppelt so groß als in « Y von an d 1 ». Am Untersuchungstage konnte in 130 cm Bo- dentiefe kein Grundwasser beobachtet werden, wohl eine Folge der etwas höheren Lage des Ortes gegenüber dem Seespiegel, der den Grundwasserstand steuert. Da aber Gleyflecken im Bodenprofil gleichmäßig verteilt und direkt unterhalb des Mullhori- zontes vorhanden sind, muß man annehmen, daß wesentliche Anteile des Wurzelraumes zeitweise hohe Wassersättigungsgrade haben. Im Vergleich zu « Y von an d 1 » liegt der Grundwasserspiegel aber normalerweise wesentlich tiefer, so tief, daß im Wurzel- raum während einer bis jetzt noch unbekannten Zeit kein Einfluß möglich ist. Nur durch spezielle Untersuchungen könnte man abklären, bis zu welchem Grade und wie lange ein kapillarer Wa:ssernachschub aus dem Grundwasser in die über dem Grund- wasserspiegel gelegenen Boden- und Wurzelräume die Poren zu sättigen vermag, und wie die Wasseraufnahme durch die Pflanzenwurzeln und die Schwankung des Grund- wasserspiegels den Wassersättigungsgrad des Bodens verändern.

Boden- tiefe

(cm)

0- 10 45- 55 65- 75 95-105

Dichte (2a

(gBo/cm3)

1,10 1,14 1,21 1,55

Zusammenstellung physikalischer Bodeneigenschaften

des Pappelhodens • Yvonand 2 • Tab. 6

= 0 Wassergehalt, Pw Verteilung der Poren auf Durchmesserklassen

" c:,

j

§ 1 -- - - , - - -b-e,-·m- -¹

~t,.."-.0 bei permanenten

a) in '/o Vp

b) absolut, cm³/l Boden ( ... )

Wasser- gehalt Pw bei ,- - - - ~ - - - ~ - - -, Probe-

.,,= 8 Feldkapazität W lk kt

nahme

i

8 :::. FC e epun PWP poren Grob- 1 Mittel-poren 1 poren Fein-

~ (gHOH/lO0gBo) (gHOH/l00gBo) (0>8a) (08-ö-0,21,) (0<0,2µ) ⁰toVp

567 560 522 415

24,98 ± ^1,74

40,19 ± 1,26 32,12 ± 2,11 11,53 ± 1,58

7,44 ± ^0,26

10,78 ± 0,54 11,43 ± ^0,88

8,05 ± 0,17

52 (293) 18 (102) 26 (134) 57 (236)

34 (192) 60 (335) 48 (250) 13 ( 54)

14 ( 82) 22 (123) 26 (138) 30 (125)

72 93 89 62

(18)

F.ig. 3

Bodenskizze, Korn- und Porengrößenverteilung im natürlich gelagerten Pappelboden «Yvonand 2»

Profil "Yvonand 2 ."

0

20

40

60

80

1 2 0 L 1 - - . . . . - 1 - - - ~ - -.... =---'~'-·~'-·0_,;~~_,·:-""'·~'--a~:-_&i+---+-e-+---+'120 0 200 1,()0 6 0 00

I J O

0 20 I,{) 60 80

Fest Bodenteile, Gewichts-% cm'! Liter gewachse en dens

'--- ~ - - -...,-',--1---r--

~ 0

.,,

C: ^.Q~ C: ~ .e _!!C: _~~ ^C:~

~

"'~

^C: ⁰

1

;ll ^-l'l₀ _.~.e

i

~

QI ~

~ ~

Der 10 cm mächtige Mullhorizont ist von der nach unten nachfolgenden Mineral- erde deutlich abgegrenzt. In 45-55 cm Tiefe nimmt der Humusgehalt wieder zu, ein Grund zur Annahme, daß dieser Horizont früher einmal die Bodenoberfläche bildete.

Der diesem Horizont übergelagerte Teil des Bodens ist sandiger, die Bodeneinzelteil- chen sind nicht aggregiert, während der «ältere Boden», d. h. die Horizonte um 45 cm und mehr Tiefe, staubreich und leicht aggregiert sind. Von 90 cm an besteht der Boden nur noch aus Sand und reingewaschenem Feinschotter, Horizonte, in denen keine Wur- zeln mehr wachsen.

Dichte, (!a, und Korngrößenverteilung. Im tiefgründigen Hauptwurzel- horizont (0-90 cm) des Pappelbodens «Yvonand 2» finden wir eine auffallend niedrige und gleichmäßig verteilte Dichte. Zwischen der Bodenoberfläche und der unteren Grenze des Wurzelraumes schwanken die Dichtewerte, (!a, zwischen 1,10 und 1,21 (Tab. 6, Fig. 3). Von allen untersuchten Pappelböden gehört « Y von an d 2 » zu den im Wurzelraum staubreichsten Böden, mit fehlender Krümelung von 0-40 cm und nur schwacher Krümelung mit geringer Formfestigkeit von 40-90 cm. Der Staubgehalt schwankt im Hauptwurzelraum von oben nach unten zwischen 49,0

%

und 71,0

%

aller festen Bodenanteile (Tab. 8). In unseren Gebieten werden diese Werte höchstens noch

(19)

von Rißmoräne- und Lößlehmböden erreicht. Staubreiche Böden (siehe auch « Y v o - n an d 1 » und «Fort 1 ») ohne hohen Humusgehalt sacken sehr gerne dicht, d. h. sie erhalten Dichte-Werte von (!a ~ 1,55, Werte, die das Wurzelwachstum hindern kön- nen. Daß der für staubreiche Böden gefährliche Vorgang der Dichtsackung in unseren Pappelböden nicht eintritt, schreiben wir vor allem dem tiefgreifenden und reich ver- zweigten Wurzelnetz des Bestandes zu. Besonders in Fig. 3 kommt die starke Vertre- tung von Staub und Sand, wie auch der kleine Tonanteil im Wurzelraum deutlich zum Ausdruck. Anschließend an die untere Grenze des Wurzelraumes (ab 90 cm) folgt eine extrem staub- und tonarme Schicht, die aus 76

%

Feinerde, vornehmlich Sand, und 24 % grobem, gewaschenem Schotter ( (/) 2- 3 -4 cm) besteht (Fig. 3). Ab 90 cm Tiefe ist der Boden sehr dicht, (!a = 1,55, da aber nicht Staub, sondern Sand und Schot- tn vorherrschen, wird auch die Wasserpermeabilität ·(Drainage bei tief genug stehendem Grundwasserstand) trotz kleinerem Porenvolumen als im Wurzelraum, eher ver•

bessert, da nur Grobporen vorhanden sind.

Porenvolumen, Vp, und Porengrößenverteilung. Auch der Pappelbo- den « Y von an d 2 » hat im Vergleich zu unseren produktiven Laubmischwaldbraun- erden auf Lößlehm ( « A 11 s c h w i l » ) ein sehr großes Porenvolumen. Bis in 75 cm Tiefe, praktisch im ganzen Wurzelraum, finden wir über 500 cm³Poren pro Liter gewachsenen Pappelbodens (Tab. 6, Fig. 3). Ab 90 cm Tiefe nimmt das Porenvolumen ab, in 100 cm wurden im dichtgelagerten Sand nur noch 415 cm³/l Poren gemessen. In der Porengrößenverteilung fällt, wie in den anderen Pappelböden, der große Grob - p o r e n an teil auf. An der Bodenoberfläche sind bei Feldkapazität 52

%

des Poren- volumens Grobporen, aus denen nach Regen und bei genügend tief stehendem Grund- wasserstand das Wasser wegdrainiert werden kann. In 50 cm Tiefe, also mitten im Hauptwurzelraum, nimmt der Grobporengehalt auf 18

%,

in 70 cm Tiefe auf 26

%

ab, was wahrscheinlich bei sehr geringer Aggregierung auf größeren Staubgehalt in dieser Tiefe zurückzuführen ist. Pro m3 ( 1000 Liter) natürlich gelagerten Pappelbodens

« Y von an d 2 » wurden 2011 Grobporen berechnet (Tab. 5). Verursacht durch den außerordentlich hohen Sandgehalt (zirka 76

%

aller festen Bodenteilchen) im Unter- boden (100 cm), ergänzt durch extrem wasserdurchlässigen Schotter (24%, Tab. 8).

enthält hier das Porenvolumen nur Grobporen. Steht der Grundwasserspiegel in diesem Raum, dann wird infolge des geringfügigen kapillaren Wasseraufstieges in Sand und Schotter nur wenig Grundwasser in den Wurzelraum nachgeschoben werden kön- nen. Ist dagegen der Grundwasserspiegel tiefer, so daß der Wurzelraum durch das Grundwasser nicht beeinflußt werden kann, dann erwirkt der Grobporenreichtum des Unterbodens eine sehr rasche Entwässerung. Über die Fragen des Wassernachschubes aus dem Grundwasser in den Wurzelraum unter besonderen Verhältnissen vgl. Profil

«Yvonand l».

Die Mittelporen enthalten das durch die Pflanze aufnehmbare (verwertbare) Wasser. Ihr Anteil am Porenvolumen nimmt zwischen 0-50 cm Bodentiefe von 34 % . auf 60 % zu, geht aber in 70 cm Tiefe wieder auf 48 % und in 115 cm Tiefe auf 0 % zurück. Die Verteilung der Mittelporen im Wurzelraum ist für den Wasser- und Luft.

haushalt günstig. Pro m³(1000 Liter) natürlich gelagerten Bodens enthält der Pappel-

(20)

boden «Yvonand 2» an Mittelporen 224 Liter oder 42% des Porenvolumens (Ta- belle 5). Durch den hohen Mittelporenanteil wird bei Feldkapazität, unter sonst vergleichbaren Bedingungen, der Wurzelraum durch die Schwerkraft wesentlich weniger Wasser verlieren als «Chablais». «Yvonand 2» hat bei sehr guter Durchlüftung ein beträchtliches Speichervermögen von verwertbarem Wasser, nämlich 224, l/m3 •

In den Feinporen ist das Wasser so stark gebunden, daß es durch die Pflanze nicht aufgenommen werden kann. In unseren Klimaverhältnissen bleiben die Fein- poren in der Regel mit Wasser gesättigt. Sie tragen deshalb weder zur Durchlüftung des Bodens noch zur Versorgung der Pflanzen mit Wasser etwas bei. In diesem Sinne wird das Porenvolumen um den Feinporenanteil kleiner gemacht. An der Bodenober- fläche wurden 14 % Feinporen bestimmt. Mit zunehmender Tiefe steigt ihr Anteil auf 30 % des Porenvolumens (100 cm). Im Sand-Schotter-Teil des Unterbodens (um 115 cm) sind keine Feinporen mehr vorhanden. Pro m³gewachsenen Bodens sind im Durchschnitt 1111 ständig mit nicht verwertbarem Wasser gefüllte Feinporen vorhanden (Tab. 5).

Das Wesentliche in der Porengrößenverteilung des Pappelbodens «Yvonand 2»

scheint uns der hohe Grobporenanteil von 201 l/m³zu sein.

Humus- und Karbonatgehalte. Der Pappelboden vom Typ «Yvonand 2»

hat eine hohe biologische Bodenaktivität, bzw. einen intensiven Streueabbau. Alljähr- lich fällt eine beträchtliche Menge Laubstreu an, die in der nächsten Vegetationsperiode vollständig umgewandelt wird. Große Mengen der organischen Substanz werden mine- ralisiert und nur 2,1 % abbauresistente Humusstoffe bleiben im Boden zurück und bil- den den sogenannten Mullhorizont, der in 10 cm Tiefe deutlich vom Mineralboden abgegrenzt ist. Mit zunehmender Bodentiefe, besonders in 45-55 cm, steigt der Humus- gehalt wieder auf 2,5 %, es wird sich hier um eine ehmalige, heute überschüttete Bo- denoberfläche handeln (Tab. 3, Fig. 3). Wohl infolge ständig wirkender Auswaschung ist der Kalkgehalt nahe der Bodenoberfläche, d. h. im Mullhorizont, auf 3,0 % der festen Bestandteile verringert worden. In den tieferen Teilen des Pappelbodens steigt der Karbonatgehalt auf zirka 12,0-17,0 %- Unter unseren Klimaverhältnissen bedeu- tet dieser Kalkgehalt immer noch eine langfristige Reserve (Tab. 3). Der Kalk sichert eine ständige neutrale Bodenreaktion, die für die meisten Pappeisorten notwendig ist.

d) • Fort 1" (Staub/Staublehm), karbonathaltiger Rhonedeltahoden am Lac Leman

Rhonedeltaboden im Gemeindewald von La Tour-de-Peilz, im «Bois du Fort».

Der Hauptbestand besteht aus Pappeln, unterpflanzt sind Eschen mit einer Höhe von etwa 4 m. Die üppig gedeihende Strauchvegetation ist aus Hollunder, Weißerle und blutrotem Hornstrauch zusammengesetzt. In die Strauchschicht hinein wächst überall das Schilf. Der Ort der Bodenuntersuchung liegt beim Klonen-Mutterbaum Nr. 02.3,

(Tab. 1, Top. Atl. Nr. 466, Bouveret, Koord. 137 700/556 450).

78