Bodemkunde
Soils in perspective .................................................................................................................................. 2
Rocks to soil ............................................................................................................................................. 3
Particles, structure and water ............................................................................................................... 10
Bodem oppervlak, zuurgraad en nutriënten ......................................................................................... 16
Soil organic matter and soil life ............................................................................................................. 19
Soils and agriculture .............................................................................................................................. 24
Land degradatie, bodem pollutie en remediatie ................................................................................... 28
The soil C cycle....................................................................................................................................... 31
Soil and climate change ......................................................................................................................... 35
Soil classification & diversity in Europe & Flanders ............................................................................... 40
1
,Soils in perspective
Verschillende definities bij andere sectoren (agricultuur, ingenieurs, wetenschappers).
Bodem = dynamische natuurlijke hulpbron die bestaat uit mineralen en organische stof, gassen,
vloeistoffen en levende organismen, die kan dienen als medium voor plantengroei.
→ Dynamisch want bodem is telkens in ontwikkeling, zowel qua tijd onder invloed van klimaat als
regionaal (locatie).
→ Afhankelijk van factoren die inspelen op moedermateriaal over tijd: klimaat, biotische activiteit en
topografie. Bodem = f( cl, b, r, p, t) → 5 factoren van bodemvorming.
Moedermateriaal is ongeconsolideerd materiaal waarop bodemvorming gebeurd.
Klimaat bevat neerslag en temperatuur. Biota is de vegetatie, microben, bodem dieren en mensen.
Topografie bevat hellingen, zijdes en hoogtes. Tijd is hoe lang het moedermateriaal onderworpen is
aan de bodemvorming.
Bodemcomponenten: bodem matrix met mineralen en organisch materiaal, bodem poriën (50%)
bestaan uit water of gas.
→ Divers want heel humusrijke bodems met veel organische stof.
Minerale fractie bestaat uit zand, leem (silt) en klei: scheiden op basis van grootte (< 2 mm), alles
groter is grind/steentjes → proportie bepaald bodemtextuur.
Organische stof bekijken via bodemprofiel: vb. gleisol staat altijd onder water (saturatie), goede
landbouwgrond heeft rijke humuslaag voor gewassen.
Bodemrespiratie meten: CO2 opvangen en meten. Gebruikt in bodemsaneringsprojecten om te kijken
of bodem verontreinigd is ( = minder respiratie), op ecologisch vlak ook: wat is effect van vergrassing
op heide? Bodemvochtigheid meten: staal wegen en in de oven steken.
Bodemprofiel heeft verschillende minerale horizonten: A (organisch rijk), B (uitlogingszone waar veel
mineralen doorspoelen en aanrijkingslaag waar materialen worden afgezet) en C. Horizonten kunnen
ook een laagje oranje = ijzer aanrijkingslaag, heel donker laagje = humus.
Minerale bodems bevatten < 30 % organisch materiaal (bij gewicht)
Organische bodems bevatten > 30% organisch materiaal bij gewicht ( > 50% bij volume)
2
,Rocks to soil
= Bodemvorming. Stenen worden bodem door fysieke en chemische veranderingen die plaatsvinden
op het oppervlak van de Aarde.
Wat zijn de initiële inputs?
Eerste stap is het samenkomen van mineraal materiaal van stenen en organisch materiaal van
planten en dieren. Stenen zonder organisch materiaal kunnen geen plantengroei ondersteunen.
Samen bevatten ze ongeveer 50% van de bodem, de rest is poriën gevuld met water of lucht.
Minerale inputs: onverweert moedermateriaal → stenen zijn opgedeeld in 3 categorieën:
stollingsgesteenten, sedimentaire gesteenten en metamorfe gesteenten (gevormd door hitte en
druk). Stenen verschillen door andere mineraal samenstelling of andere kwantiteit.
Waarom breken sommige stenen? Stenen bestaan voornamelijk uit silicium (Si), hoe meer er van
aanwezig is, hoe meer stabiliteit. Wanneer magma afkoelt gaan mineralen met de laagste
concentratie eerst vormen. Dit kan als methode voor classificatie gebruikt worden.
Verwering is het afbreken van stenen en mineralen (fysiek of chemisch), heersende factor hierbij is
het klimaat en het weer. Planten kunnen verwering versnellen door zich uit de breiden in de scheuren
en exudaten uit te scheiden.
Fysieke verwering: bij hitte wordt buitenste oppervlak warmer dan binnenste en dit zorgt voor
exfoliatie. Mechanische verwering wanneer water in de poriën uitzet bij vries.
Chemische verwering: via verschillende reacties; Na + Cl uit de rotsen vormen samen NaCl → lost op
in water en spoelt uit, Fe kan oxideren, reduceren en oplossen, wanneer er water bijkomt kan er
hydrolyse plaatsvinden.
Hydrolyse vormt ionen door de splitsing van water.
Carbonatie is een versnelde vorm van hydrolyse, door biologische activiteit in de bodem.
Hydratatie is wanneer mineralen water absorberen maar er geen ion gevormd wordt; het
watermolecule blijft intact.
Dissolutie is het oplossen in water vb. NaCl, K.
Oxidatie en reductie: bij blootstelling aan atmosfeer, mineralen nemen elektronen op of verliezen ze.
De afbraak van een steen in kleinere fragmenten door fysieke verwering verhoogt ook de snelheid
van chemische verwering doordat er een groter deel van het oppervlak wordt blootgesteld aan de
3
, elementen. Kleinere steentjes hebben meer percentages van chemische verwering
Biologische verwering: door gravende dieren zoals zeepokken en mosselen → zorgen voor
verpulvering, korstmossen zorgen voor biochemische veranderingen die de nutriëntenopname
versterken.
Organische inputs: soil organic matter = al het levend en dood materiaal in de bodem, voornamelijk
planten en dierlijke resten. Kan recent of heel oud zijn, de meting gebeurd via de hoeveelheid
koolstof in de bodem (soil carbon) omdat koolstof het hoofdbestanddeel is van organische materie.
SOM bezorgt nutriënten aan planten maar het verandert ook de fysieke natuur van de bodem
doordat bodemdeeltjes samen binden in aggregaten.
Plant materie is het meest voorkomende type van organische input. Planten afbraak heet
mineralisatie: in cellulose, hemicellulose, lignine, eiwitten + aminozuren (N) en wax (hoger
percentage in conifeer plantmateriaal). Afhankelijk van het vegetatietype is er een andere
samenstelling van aminozuren (bos vs. akker), sommige zijn makkelijker afbreekbaar.
Accumulatie van organische materie: primaire kolonisten kunnen nutriënten ophalen uit andere
bronnen dan enkel de bodem: stikstof kan uit de lucht gehaald worden = stikstoffixatie, bijvoorbeeld
korstmossen. Wanneer deze organismen sterven wordt hun weefsel gecombineerd met het minerale
materiaal = eerste organische materie in de bodem. Wanneer er meer soil organic matter is dan
kunnen planten die stikstof uit de bodem moeten halen de site ook koloniseren, als deze sterven
wordt hun residu opgenomen in de opslag van soil organic matter.
Verschillende omgevingscondities: bodems met andere types planten gaan ook een ander type
organisch materiaal bevatten. Zure bodem: residuen van zuurresistente vegetatie is resistent tegen
microben door de hoge concentratie aan lignine = lage microbiële activiteit = accumulatie van plant
residuen geeft een zwarte laag. Neutrale tot alkaline bodem heeft geen zuurresistente vegetatie dus
hier is een hoge biologische activiteit = meer uniforme distributie van organische materie.
Mineralen en organisch materiaal zijn nog geen bodem → er moeten transformaties plaatsvinden in
nieuwe componenten en na jaren ook horizonten gevormd worden.
Hoe worden de inputs omgevormd in nieuwe componenten?
Bodems bevatten zand, leem en klei. De hoeveelheid hiervan bepaald de textuur.
Zand en leem zijn vrij immuun tegen chemische verwering doordat ze bestaan uit kwarts.
Klei is een secundair mineraal: heeft al eerste fase van chemische verwering ondergaan waardoor de
chemische en fysieke compositie al veranderd is. Kleimineralen vormen door rekristallisatie van
elementen zoals silicium, ijzer, aluminium, magnesium, kalium en calcium die vrijgekomen zijn uit het
primaire mineraal. De ratio silicium bepaald welk type klei er vormt. Alle kleimineralen bestaan uit
sheets van in elkaar gegrepen silicium elementen die alterneren met sheets van aluminium oxide.
Organisch materiaal wordt omgevormd in nieuwe componenten = humus, is zowel chemisch als
fysisch verschillend van plant en dierlijk materiaal. Humus is moeilijk te classificeren: chemische
rommel van heel resistent plant materiaal en microbiële afvalproducten, gevormd door humificatie =
wanneer organisch materiaal gemineraliseerd wordt tot humus door micro-organismen.
4
Soils in perspective .................................................................................................................................. 2
Rocks to soil ............................................................................................................................................. 3
Particles, structure and water ............................................................................................................... 10
Bodem oppervlak, zuurgraad en nutriënten ......................................................................................... 16
Soil organic matter and soil life ............................................................................................................. 19
Soils and agriculture .............................................................................................................................. 24
Land degradatie, bodem pollutie en remediatie ................................................................................... 28
The soil C cycle....................................................................................................................................... 31
Soil and climate change ......................................................................................................................... 35
Soil classification & diversity in Europe & Flanders ............................................................................... 40
1
,Soils in perspective
Verschillende definities bij andere sectoren (agricultuur, ingenieurs, wetenschappers).
Bodem = dynamische natuurlijke hulpbron die bestaat uit mineralen en organische stof, gassen,
vloeistoffen en levende organismen, die kan dienen als medium voor plantengroei.
→ Dynamisch want bodem is telkens in ontwikkeling, zowel qua tijd onder invloed van klimaat als
regionaal (locatie).
→ Afhankelijk van factoren die inspelen op moedermateriaal over tijd: klimaat, biotische activiteit en
topografie. Bodem = f( cl, b, r, p, t) → 5 factoren van bodemvorming.
Moedermateriaal is ongeconsolideerd materiaal waarop bodemvorming gebeurd.
Klimaat bevat neerslag en temperatuur. Biota is de vegetatie, microben, bodem dieren en mensen.
Topografie bevat hellingen, zijdes en hoogtes. Tijd is hoe lang het moedermateriaal onderworpen is
aan de bodemvorming.
Bodemcomponenten: bodem matrix met mineralen en organisch materiaal, bodem poriën (50%)
bestaan uit water of gas.
→ Divers want heel humusrijke bodems met veel organische stof.
Minerale fractie bestaat uit zand, leem (silt) en klei: scheiden op basis van grootte (< 2 mm), alles
groter is grind/steentjes → proportie bepaald bodemtextuur.
Organische stof bekijken via bodemprofiel: vb. gleisol staat altijd onder water (saturatie), goede
landbouwgrond heeft rijke humuslaag voor gewassen.
Bodemrespiratie meten: CO2 opvangen en meten. Gebruikt in bodemsaneringsprojecten om te kijken
of bodem verontreinigd is ( = minder respiratie), op ecologisch vlak ook: wat is effect van vergrassing
op heide? Bodemvochtigheid meten: staal wegen en in de oven steken.
Bodemprofiel heeft verschillende minerale horizonten: A (organisch rijk), B (uitlogingszone waar veel
mineralen doorspoelen en aanrijkingslaag waar materialen worden afgezet) en C. Horizonten kunnen
ook een laagje oranje = ijzer aanrijkingslaag, heel donker laagje = humus.
Minerale bodems bevatten < 30 % organisch materiaal (bij gewicht)
Organische bodems bevatten > 30% organisch materiaal bij gewicht ( > 50% bij volume)
2
,Rocks to soil
= Bodemvorming. Stenen worden bodem door fysieke en chemische veranderingen die plaatsvinden
op het oppervlak van de Aarde.
Wat zijn de initiële inputs?
Eerste stap is het samenkomen van mineraal materiaal van stenen en organisch materiaal van
planten en dieren. Stenen zonder organisch materiaal kunnen geen plantengroei ondersteunen.
Samen bevatten ze ongeveer 50% van de bodem, de rest is poriën gevuld met water of lucht.
Minerale inputs: onverweert moedermateriaal → stenen zijn opgedeeld in 3 categorieën:
stollingsgesteenten, sedimentaire gesteenten en metamorfe gesteenten (gevormd door hitte en
druk). Stenen verschillen door andere mineraal samenstelling of andere kwantiteit.
Waarom breken sommige stenen? Stenen bestaan voornamelijk uit silicium (Si), hoe meer er van
aanwezig is, hoe meer stabiliteit. Wanneer magma afkoelt gaan mineralen met de laagste
concentratie eerst vormen. Dit kan als methode voor classificatie gebruikt worden.
Verwering is het afbreken van stenen en mineralen (fysiek of chemisch), heersende factor hierbij is
het klimaat en het weer. Planten kunnen verwering versnellen door zich uit de breiden in de scheuren
en exudaten uit te scheiden.
Fysieke verwering: bij hitte wordt buitenste oppervlak warmer dan binnenste en dit zorgt voor
exfoliatie. Mechanische verwering wanneer water in de poriën uitzet bij vries.
Chemische verwering: via verschillende reacties; Na + Cl uit de rotsen vormen samen NaCl → lost op
in water en spoelt uit, Fe kan oxideren, reduceren en oplossen, wanneer er water bijkomt kan er
hydrolyse plaatsvinden.
Hydrolyse vormt ionen door de splitsing van water.
Carbonatie is een versnelde vorm van hydrolyse, door biologische activiteit in de bodem.
Hydratatie is wanneer mineralen water absorberen maar er geen ion gevormd wordt; het
watermolecule blijft intact.
Dissolutie is het oplossen in water vb. NaCl, K.
Oxidatie en reductie: bij blootstelling aan atmosfeer, mineralen nemen elektronen op of verliezen ze.
De afbraak van een steen in kleinere fragmenten door fysieke verwering verhoogt ook de snelheid
van chemische verwering doordat er een groter deel van het oppervlak wordt blootgesteld aan de
3
, elementen. Kleinere steentjes hebben meer percentages van chemische verwering
Biologische verwering: door gravende dieren zoals zeepokken en mosselen → zorgen voor
verpulvering, korstmossen zorgen voor biochemische veranderingen die de nutriëntenopname
versterken.
Organische inputs: soil organic matter = al het levend en dood materiaal in de bodem, voornamelijk
planten en dierlijke resten. Kan recent of heel oud zijn, de meting gebeurd via de hoeveelheid
koolstof in de bodem (soil carbon) omdat koolstof het hoofdbestanddeel is van organische materie.
SOM bezorgt nutriënten aan planten maar het verandert ook de fysieke natuur van de bodem
doordat bodemdeeltjes samen binden in aggregaten.
Plant materie is het meest voorkomende type van organische input. Planten afbraak heet
mineralisatie: in cellulose, hemicellulose, lignine, eiwitten + aminozuren (N) en wax (hoger
percentage in conifeer plantmateriaal). Afhankelijk van het vegetatietype is er een andere
samenstelling van aminozuren (bos vs. akker), sommige zijn makkelijker afbreekbaar.
Accumulatie van organische materie: primaire kolonisten kunnen nutriënten ophalen uit andere
bronnen dan enkel de bodem: stikstof kan uit de lucht gehaald worden = stikstoffixatie, bijvoorbeeld
korstmossen. Wanneer deze organismen sterven wordt hun weefsel gecombineerd met het minerale
materiaal = eerste organische materie in de bodem. Wanneer er meer soil organic matter is dan
kunnen planten die stikstof uit de bodem moeten halen de site ook koloniseren, als deze sterven
wordt hun residu opgenomen in de opslag van soil organic matter.
Verschillende omgevingscondities: bodems met andere types planten gaan ook een ander type
organisch materiaal bevatten. Zure bodem: residuen van zuurresistente vegetatie is resistent tegen
microben door de hoge concentratie aan lignine = lage microbiële activiteit = accumulatie van plant
residuen geeft een zwarte laag. Neutrale tot alkaline bodem heeft geen zuurresistente vegetatie dus
hier is een hoge biologische activiteit = meer uniforme distributie van organische materie.
Mineralen en organisch materiaal zijn nog geen bodem → er moeten transformaties plaatsvinden in
nieuwe componenten en na jaren ook horizonten gevormd worden.
Hoe worden de inputs omgevormd in nieuwe componenten?
Bodems bevatten zand, leem en klei. De hoeveelheid hiervan bepaald de textuur.
Zand en leem zijn vrij immuun tegen chemische verwering doordat ze bestaan uit kwarts.
Klei is een secundair mineraal: heeft al eerste fase van chemische verwering ondergaan waardoor de
chemische en fysieke compositie al veranderd is. Kleimineralen vormen door rekristallisatie van
elementen zoals silicium, ijzer, aluminium, magnesium, kalium en calcium die vrijgekomen zijn uit het
primaire mineraal. De ratio silicium bepaald welk type klei er vormt. Alle kleimineralen bestaan uit
sheets van in elkaar gegrepen silicium elementen die alterneren met sheets van aluminium oxide.
Organisch materiaal wordt omgevormd in nieuwe componenten = humus, is zowel chemisch als
fysisch verschillend van plant en dierlijk materiaal. Humus is moeilijk te classificeren: chemische
rommel van heel resistent plant materiaal en microbiële afvalproducten, gevormd door humificatie =
wanneer organisch materiaal gemineraliseerd wordt tot humus door micro-organismen.
4
