Pedosphäre (organische Bestandteile)

org. Material wichtiger Speicher und Teil des Kreislaufes der Nährelemente für Pflanzen

~90% des Stickstoffes(Huminstoffe,Aminosäuren,Aminozucker), 20-65% des (Huminstoffe,Nukleinsäuren,Phospholipide u.a.) und 65-95% des Schwefels(Cystin,Huminstoffe) liegen org. Bindungsformen vor

Faustregel: org.Substanz=1.8*org. Kohlenstoff [in Gew%]

Biomasse: alle lebenden Organismen im Boden, nicht Teil der org. Bodensubstanz

Sreustoffe: abgestorbene Gewebeteilchen die nicht oder nur schwach zersetzt sind. Gewebestrukturen müssen noch klar erkennbar sein.(biol:Blätter, Nadeln... und chem.:Proteine,Fette,Wachse,Cellulose->häufigste org.Verbindung der Welt)

Humus:alles tote org. Material ohne die Streusoffe und setzt sich aus Humin- und Nicht-Huminstoffen zusammnen. Es sind keine Gewebsstrukturen mehr erkennbar.

Huminstoffe(70-80%): stark umgeformte mit keiner fest definierten chem.Struktur, dunkle,meist hochmolekulare Stoffe die durch den Ab- und Umbau der Streustoffe durch Mikroorganismen entstanden sind.Sie werden nach ihrer Löslichkeit weiter unterteilt.

Nicht-Huminstoffe(20-30%):alle Stoffe/Verbindungen die eine bekannte/definierte chem.Struktur besitzen(z.B. Aminosäuren,Lignin,Protein...)

Humine: unlöslich in NaOH und HCl

Huminsäure: löslich in NaOH aber unlöslich in HCl

Fulvosäuren: löslich in NaOH und HCl (->verantwortlich für braunfärbung von Flüssen,gut Wasserlöslich,geringes Molekulargewicht,mehr Säuregruppen als Huminsäure sondt sehr ähnlich

C-Gehalt. Humine>Huminsäuren>Fulvosäuren
O-Gehalt:    "        <      "              <      "
N-Gehalt:    "         >     "              >      "

Chem./biol.: Nährstoffquelle, Nahrung für Bodenorganismen, Komlexierung von toxischen Metallen(z.B. Al⁺³), pH-Puffer

phys.: Erhaltung und Verbesserung der Bodenstruktur, Erhöhung der Wasserspeicherfähigkeit, Verbesserung des Wasser- und Lufthaushaltes dank stabilen Bodenaggregaten, effizientere Erwärmung des Bodnes dank dunkler Färbung

==>Grundlage ist der Kohlenstoffkreislauf

1.Absterbephase/Seneszenz: Pflanzeneigene Enzyme bewirken eine hydrolitische Spaltung und Oxidation von polymeren Substanzen (z.B. Proteine->Aminosäuren, Stärke->Zucker...)

2.Auswaschungsphase:Zellmembranen verlieren ihre Funktion und die löslichen Stoffe(Zucker,ionen...) darin werden ausgewaschen. Dies führt zu einer schnellen Vermehrung von Mikroorganismen die diese Stoffe abbauen.

3.Zerkleinerung: Primärzersetzer(Regenwürmer,Asseln,..)zerkleinern die Streu und mischen diese mit anorg.Boden. Das Material und Kot wird dann von Sekundärzersetzer weiter verwerted.

4.Mirobielle Phase: Mikroorganismen verwerten das stark zerkleinerte Material enzymatisch und es kommt zur Mineralisierun und Humifizierung
 

==>je grösses C/N-Verhältnis d.h.meist N-limitiert desto schwerer Abbaubar und desto mehr Lignin&Cellulose

Leguminosen<Gräser<Laubstreu<Nadelstreu<Zwergstrach

Zucker<Proteine<Pektine<Cellulose<Lignine<Wachse/Harze

Edaphon=Bodenfauna+Bodenmikroflora
 

1 Rang: unterirdische Pflanzenorgane 50% der Biomasse

2 Rang: Pilze 29% "

3 Rang:Bakterien 13% "

4 Rang: Regenwürmer 5% "
.
.
.
11 Rang: Algen < 0.1% "

-tragen dzur Durchmischung des Bodens bei(Bioturbation)

-Wurmröhren->bessere Durchlüftung,Entwässerung und Struktur(stabile Bodenaggregate)

-tragen zum Stoffkreislauf und Mobilisierung von nährstoffen bei

=>3 Arten Vertikal-, Horizontal- und Streubohrer

totale Bodenatmung (100%)=9%Fauna durch Fauna & 91% durch Mikroflora

==>Fauna trägt sehr wenig zur Bodenatmung bei

- dunkle Färbung->können viel Licht absorbieren
- können Wurzelwachstum verstärken->Düngereinsatz
- keine definierte chem.Struktur
- sehr heterogen
- negative Ladungen(Carboxyl-&penolische OH-Gruppen)->könne so Nährstoffe pflanzen verfügbar       Speichern
-molekular Gewicht umstritten->bestehen aus kleinen Molekülen die mit H-Brücken Aggregate bilden
-gute Wasserspeicherer(quellen)
-durch hydrophobe Teile können org. Schadstoffe absorbiert werden (Pestizide,...)

==>wichtig für Nährstoffspeicherung,Mobilität von Spurenelementen,Wasserspeicherung und Schutz vor Bodenverschmutzung
 

Bödne können als grosse Speicher/Senken für Kohlenstoff wirken (1580 Gt C).Jedoch könne sie auch als Quellen für CO₂ wirken z.B. Torf Gewinnung, Auftauen von Permafrostböden,Bodenatmung

=>Nutzungsänderung der Böden kann zu einer Erhöhung der Spercherkapazität oder zu einer verstärkten freisetzung führen

=>Kohlenstoffbilanz positiv->Senken, Kohlenstoffbilanz negativ->Quellen

delta C(Kohlenstoffbilanz)=Z(Zufuhr)-A(Abbau)

in Ackerböden weniger org. Substanz,grosse Abbau-/Umsatzraten gewünscht->hohe Mikroorganismenaktivität->gute Bodenstruktur

-schwer abbaubare Streu
-Nährstoffarmut
-niedriger pH-Wert
-Sauertsoffmangel
-Kälte
-Trockenheit

==>vorallem in kühlen bis kalten,humiden Kilmazonen(Podsole->niedriger pH & Moore->Sauerstoffmangel wegen Nässe)

Diese beschreibt die Art und die Verteilung des organischem Materials im Boden. Sie zeigt die Dynamik und Prozesse des Streuabbaus auf.

Mull, Moder und Rohhumus (es sind auch Mischformen zwischen den 3 Typen möglich z.B. modriger Rohhumus)

L-Horizont: Streuhorizont(litter),schlecht oder gar nicht abgebaute Pflanzenteile

Of-Horizont: Fermentierungshorizont,Auflagehorizont aus stark abgebauter Stre (viele Pilzhyphen,Kot)

Oh-Horizont: Humifizierungshorizont,schwarz-braune Farbe,alles humifiziert und keine Gewebeteilchen mehr erkennbar

Ah-Horizont: oberster Mineralbodenhorizont mit Huminstoffen (dunkle Färbung)

Mull: gemäsigtes Klima,gute Streu,hohe biol. Aktivität,gute Nährstoffverhältnisse,Streu schnell zersetzt,lockeres Krümelgefüge, Oberboden gut durchlüfted,alkalisch bis leicht sauer =>Wiesenböden und nährstoffreiche Waldböden,Steppen

Moder: mässig bis saure Waldböden,kühl-feuchtes Klima,nur langsame Vermischung von org. Material mit Mineralboden,leicht gehemmte biol.Aktivität,wenige Bodentiere,schlechte Durchlüftung=>Laub-und Mischwälder

Rohhumus:nährstoffarme Böden,schlecht abbaubare Streu,kaum Bodentiere,eher kühles Klima, praktisch keine Durchmischung mit Mineralboden->mächtige org.Aufflage => Unter Fichten und Zwergsträuchern zu finden, die organischen Auflagen im Rohhumus sind sehr stark sauer

--> C/N verhältnis: Mull < Moder < Rohhumus --> bei Rohhumus also N sehr limitierend deshalb schlecht abbaubar!

Durch die Bodenbearbeitung(pflügen..) kommz mehr Luft in den Boden(bessere Durchlüftung) und somit werden die Abbauprozesse beschleunigt. Der Boden wird gleichzeitig Erosionsempfindliche, Humus wird ausgewaschen und die Bodenfolra und Fauna wird massiv gestört

=>Subhydrische Humusform

nur unter ständiger Wassersättigung->Sauerstoffmangel hemmt Abbau org. Substanz (->Bildung von Mooren)

Niedermoor: nährstoffreich,Anschluss an das Grundwasser,laufend Nährstoffe von aussen eingetragen, neutral bis leicht sauer

Hochmoor: kühl-feuchtes Klima,Bildung von Torfmoos, kein Anschluss an das Grundwasser,durch Regen gespiesen,nährstoffarm,sauer