De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Bodemfysica 1. Bodem als 3-fasig systeem Gasfase Vloeibare fase (bodemwater) Vaste faseOrganisch materiaal ± 6% Anorganisch/ mineraal materiaal ± 94%

Verwante presentaties


Presentatie over: "Bodemfysica 1. Bodem als 3-fasig systeem Gasfase Vloeibare fase (bodemwater) Vaste faseOrganisch materiaal ± 6% Anorganisch/ mineraal materiaal ± 94%"— Transcript van de presentatie:

1 Bodemfysica 1

2 Bodem als 3-fasig systeem Gasfase Vloeibare fase (bodemwater) Vaste faseOrganisch materiaal ± 6% Anorganisch/ mineraal materiaal ± 94% Bron: De Bakker & Locher, 1987

3 Verhouding tussen de fasen bij verschillende grondsoorten

4 Vaste fase Vaste fase bestaat uit de volgende bestanddelen a.Minerale delen b.Organische stof c.Kalk

5 Textuur vs. Structuur Textuur = korrelgrootteverdeling = de grootte van de minerale deeltjes Structuur = de manier waarop de bodemdeeltjes zich in clusters (aggregaten) hebben verenigd en de manier waarop de ruimtes/holtes tussen de bodemdeeltjes zich hebben verenigd. = ruimtelijke rangschikking/vorm/grootte van de elementaire bodembestanddelen zijn hier van belang Bron: WUR Bodem & Water dictaat

6 Textuur (1): Zware en lichte grond Wat is een zware grond? massagehalte (%) van stoofdroge grond < 2 mmDichtheid massafractie organische stof(kg/m 3 ) lichte grond ,11450 zware grond563563,41220  Dus zware grond heeft een kleine textuur, maar de dichtheid kan lager zijn dan van een lichte grond!

7 Textuur (2): Zand en grind Eigenschappen van de minerale deeltjes Grind ( > 2000 μm) ronde vorm Zand a.50 – 2000 μm b.isometrische vorm c.een chemische samenstelling die vaak SiO 2 is (kwarts) d.ongeladen

8 Textuur (3): Eigenschappen zandgronden Eigenschappen zandgronden:  Doorlatendheid voor water en lucht: goed, matig of slecht ? Goed (niet te fijn zand)  Bewerkbaarheid: goed, matig of slecht? Goed  Vruchtbaarheid: hoog, gemiddeld of laag? Laag  Draagkracht: groot, gemiddeld of klein Groot Leem (kleine poriën) en organische stof verhogen bodemvruchtbaarheid en vochtvasthoudend vermogen

9 Textuur (4): Eigenschappen van de minerale deeltjes Silt a μm b.plaatvormig μm, isometrisch 16 – 50μm c.een chemische samenstelling die vaak SiO 2 is (kwarts) d.ongeladen, in sloefdeel (<16μm) negatief geladen deeltjes Eigenschappen grondsoorten met veel silt: Capillaire werking: goed, matig of slecht? Goed Doorlatendheid: goed, matig of slecht? Slecht Vochtvasthoudend vermogen: groot, gemiddeld of klein Groot (nadeel: laat in het voorjaar) Bodemvruchtbaarheid: hoog, gemiddeld of laag Gemiddeld (afhankelijk van % sloef)

10 Textuur (5): Eigenschappen van de minerale deeltjes Lutum a.0 - 2μm b.plaatvormig c.chemische samenstelling van Al- en Mg-silicaten d.negatief geladen

11 Textuur (6): Eigenschappen kleigronden plaatvormig en klein: a. bij uitdroging sterke aantrekking tussen deeltjes = kittend vermogen b. in natte toestand glijden de deeltjes over elkaar heen = vervormbaarheid/ versmering

12 Textuur (7): Eigenschappen kleigronden c. uit lagen opgebouwd: Si 4+ en Al 3+ met O 2 – zwel/ en krimpvermogen afhankelijk van mineralen in tussenlaag – groot oppervlak  veel processen

13 Textuur (8): Eigenschappen kleigronden Eigenschappen kleigronden d. gevormd door verwering: vervanging van Si 4+ door Al 3+ geeft negatieve lading absorptie van kationen als K +, Na +, NH 4 + (bescherming tegen uitspoeling) in combinatie met groot oppervlak  chemische bodemvruchtbaarheid Negatieve lading van klei en geabsorbeerde kationen trekken polaire water moleculen aan (osmotische binding) = vochtbindend vermogen

14 Textuur versus eigenschappen grond Slempgevoeligheid (vervloeiing van bovengrond) Stuifgevoeligheid ( verstuiving van bovengrond) Ploegzool ( versmering van laag op 25 cm diepte) Vocht leverend vermogen ( capillaire opstijging) Doorlatendheid (poriënstructuur)

15 Indeling en benaming van grondsoorten a. Indeling naar lutum-, silt- en zandgehalte Textuurdriehoeken voor: niet- eolische afzettingen op basis van lutumgehalte (kleidriehoek) Eolische afzettingen op basis van leemgehalte (zanddriehoek)

16  Meeste Nederlandse rivier- en zeekleigronden vallen in de rode zone

17 Indeling en benaming van lutumgehalte % lutum = 2/3 % afslibbaar % lutumnaam% afslibbaar 0 - 5klei-arm zand0 - 7, kleiig zand7, ,5lichte zavel ,5 - 25zware zavel lichte klei zware klei

18  Meeste Nederlandse eolische afzettingen vallen in de gestippelde zone

19 Indeling en benaming naar leemgehalte % leemnaam leemarm zand ,5zwak lemig zand 17,5 - 32,5sterk lemig zand 32,5 - 50zeer sterk lemig zand zandig leem siltige leem

20 Indeling zandgronden ook op basis van mediaan van het zanddeel (M50 getal) 2000zeer grof zand grof zand zand 420matig grof zand 210matig fijn zand fijn zand 150zeer fijn zand 105uiterst fijn zand 50

21 Eigenschappen van organische stof en humus (1) Humus = dood organisch materiaal dat zover is omgezet dat plantaardige en dierlijke resten niet meer herkend kunnen worden Organisch materiaal 6% v.d. vaste fase Dood organisch Materiaal 85% Bodem- Organismen 7% Levende Wortels 8%

22 Eigenschappen van organische stof en humus (2) Hypothetische voorstelling van de ruimtelijke ordening van zandkorrels (A), kleipakketjes (B), humusdeeltjes (C) en poriën (D) in de bodem.

23 Eigenschappen van organische stof en humus (3) Organische stof in kleigronden: vermindert de slempgevoeligheid vergroot het luchtgehalte verbetert de afwatering verbetert de bewerkbaarheid door een betere verkruimelbaarheid  Verbeterde structuur

24 Eigenschappen van organische stof en humus Organische stof in zandgronden: verbetert de bewortelbaarheid vergroot het vochtvasthoudendvermogen doet de winderosiegevoeligheid afnemen  Verbeterde structuur vergroot de chemische vruchtbaarheid

25 b. Indeling naar humusgehalte Benaming% organische stof bij 0% Lutum zand 10% Lutum lichte zavel 20% Lutum zware zavel 30% Lutum lichte klei 45% Lutum zware klei humusarm0-1, ,5 Matig humusarm 1,5 - 2, ,5 - 3,52,5 - 4 matig humeus2, , zeer humeus humusrijk venig zand ,5---- venige klei zandig veen22, kleiig veen >40 veen>35>55>60>70-

26 Kalkgehalte Zeeklei: kalkarm of kalkrijk Rivierklei: kalkloos of kalkhoudend heeft invloed op: bewerkbaarheid slempgevoeligheid verkruimelbaarheid

27 c. Indeling naar kalkgehalte Naam% CaCO 3 opbruising kalkrijkmeer dan 1zichtbare opbruising kalkarm0,5 - 1hoorbare opbruising kalkloosminder dan 0,5geen opbruising

28 fysicogene structuurelementen: scherpe ribben, gladde vlakken. gladde prisma’s (verticaal) scherpe blokken (langs 3 assen gelijk) Structuur (1) ontstaan door fysische rijping

29 biogene structuurelementen: afgeronde ribben, ruwe vlakken. afgeronde prisma’s afgeronde blokken + granulairen Structuur (2) ontstaan door biologische rijping

30 30 biogene structuur: spons- / gangenstructuur (vaak zandbodems). microscopisch beeld spons-/ gangstructuur Een sedimentaire gelaagdheid (moeilijk doordringbaar voor wortels) verandert door bodemdieren in een spons- of gangenstructuur. Structuur (3) ontstaan door biologische rijping

31 Structuur (4): Bodem is verdicht Structuurverval: druk van machines neerslag

32 Structuurverval - Verdichting Risico op ondergrondverdichting in het landelijk gebied in kaart, Alterra, 2012 – “De meeste gronden in Nederland lopen een matig tot zeer groot risico op ondergrondverdichting bij het huidige landgebruik en gangbare wiellasten.” Structuurverval: opbrengstderving na 20 jaar: – Opbrengst -/- 2,5 % tot -/- 5 % Bron:

33

34 Betekenis voor plantengroei: Vorming biogene bodemstructuur met een permanent (hele jaar, open), heterogeen (verschillende grootteklassen), doorlopend (tot grote diepte aanwezig) poriёnstelsel (PHDP). Cilindrische holten en onregelmatige scheuren zwellen niet dicht bij vernatting! wortels in bioporiën Structuur (5) ontstaan door biologische rijping

35 Waarom is een PHDP belangrijk? Belangrijk voor een optimale:  Vochthuishouding (kleine poriёn water).  Luchthuishouding (grote poriёn, O 2 / CO 2).  Afvoer overtollig regenwater (grote poriёn).  Beworteling (kleine en grote poriёn)  https://www.youtube.com/watch?v=FqgEz9T6e_4 https://www.youtube.com/watch?v=FqgEz9T6e_4  https://www.youtube.com/watch?v=jqEX0nGEcrg https://www.youtube.com/watch?v=jqEX0nGEcrg  Structuur (6) PHDP

36 Vloeibare fase 36 Bron: De Bakker & Locher (1987)

37 Water in de bodem beïnvloedt: Plantengroei (zowel te veel als te weinig water) Bodemvorming Fysische, chemische en biologische processen in de bodem 37

38 Watergebruik door planten voor 1.productie van koolhydraten (fotosynthese) 2.verdamping 3.transport van voedingsstoffen 4.stevigheid van de plant (turgor) 38

39 Water in de bodem (1) - In en rond vaste bodemdeeltjes ( gebonden water) - in grotere holten en gangen (ongebonden water) - in kleine poriën (capillair gebonden water) 39

40 Water in de bodem (2) 40 Bron: WUR Bodem & Water dictaat

41 Bodemwater wordt aangetrokken door: Plantenwortels Zwaartekracht (F z ) Bodemdeeltjes = adhesiekrachten Watermoleculen onderling = cohesie 41

42 Adhesie & Cohesie  Capillaire opstijging (1) 42 Bron: De Bakker & Locher (1987)

43 Capillaire opstijging (2) a.De hoogte van capillaire opstijging z c in buisjes van verschillende diameter d c b.Grafische weergave van de formule z c = 30 (in mm) d c 43 Bron: De Bakker & Locher (1987)

44 Beschikbaar water hangt af van: 1.Hangwater 2.Hoeveelheid capillaire opstijging 3.Aantrekkingskracht van de bodemdeeltjes 44

45 Vochtgehalte van verschillende grondsoorten vochtgehalte (%) grondsoortnatte gronddroge grond humusarme zandgrond133 kalkrijke zavel349 kalkarme zware klei

46 Beschikbaarheid bodemvocht is niet afhankelijk van het vochtgehalte is wel afhankelijk van de aantrekkingskracht van de bodemdeeltjes  pF curve of wel vochtkarakteristiek  Verband tussen drukhoogte en voschtgehalte 46

47 pF curve 47 Bron: De Bakker & Locher (1987)

48 pF curves 48 veen klei zand C Zware rivierklei B Lichte zavel D Veenmosveen A Duinzand

49 Vochtleverend vermogen Is afhankelijk van: Effectieve worteldiepte Capillaire nalevering (min. 2mm vocht per dag) in voorjaar en zomer Hangwater 49

50 Indeling bodemprofielen 50 Bij hangwaterprofielen bereikt het grondwater nooit de wortels Bij grondwater- profielen kan grondwater met cap. opstijging het hele jaar de wortels bereiken Bij tijdelijke grondwater-profielen kan in het voorjaar grondwater met cap. opstijging de wortels bereiken maar in de zomer niet

51 Vochtleverend vermogen Capillaire opstijging & vochtbergend vermogen TextuurCapillaire opstijging (2mm/dag) in cm boven grondwater Vochtbergend vermogen in mm/10 cm laagdikte* Grof zand405 Siltige leem18028 Lichte zavel13020 Lichte klei7015 Zware klei5011 Veen * Is er humus aanwezig? Dan worden de waardes met 1 mm per 1% humus opgehoogd.

52 Grondwatertrappen -Hoofdindeling van grondwatertrappen -GHG GLG < > >120 -7>80>120

53 Gasfase

54 Bron: De Bakker & Locher (1987)

55 Samenstelling van lucht (in vol %) in een goed geventileerde bodem: BodemluchtAtmosferische lucht Zuurstof (O 2 ) Koolstofdioxide (CO 2 )0,5 - 90,03 Stikstofgas (N 2 ) Edelgassen11 Waterdamp (H 2 O)1,5 - 20,5 - 2

56 Aëratie = bodemventilatie = aanvoer van O 2 naar de wortels en afvoer van CO 2 van de wortels door: -diffusie (bevordert door grondbewerking) -regenval

57 Gewasreactie bij onvoldoende aëratie: Afname wortelgroei Afname opname voedingsstoffen Afname fotosynthese  klein en ondiep wortelstelsel Afname rendement toegediende meststoffen: Bijv. N-voorziening: 1. Nitrificatie  denitrificatie 2. Uitspoeling N Oplossingen: Ontwatering Opheffen bodemverdichtingen (mechanisch of door het faciliteren van een optimaal bodemleven) Toevoer van o.s.  bioporiën

58 Fasenverdeling verschillende grondsoorten GRONDvolume vaste fase totaal poriën volume volume poriën gevuld met: %water %lucht % niet lemige humusarme zandgrond zeekleigrond, 18% lutum lössgrond Komkleigrond, 61 % lutum

59 Luchtbehoefte afhankelijk van: 1)Gewas én gewasstadium – Gras 10 vol% – Aardappelen 20 vol% 2)Grondsoort: zelfde gewas in zandgronden 20 vol % en in kleigronden 10 – 15 vol% vanwege: – hogere structuurgraad bij kleigronden – scheuren in kleigronden bij uitdroging

60 Bodemtemperatuur – Droge bodem warmt sneller op dan natte bodem – Vroege gronden hebben vroeg in het voorjaar een hoge bodemtemperatuur

61 Bodemtemperatuur Bron: WUR Bodem & Water dictaat


Download ppt "Bodemfysica 1. Bodem als 3-fasig systeem Gasfase Vloeibare fase (bodemwater) Vaste faseOrganisch materiaal ± 6% Anorganisch/ mineraal materiaal ± 94%"

Verwante presentaties


Ads door Google