bodenbison

Wasserhaushalt

Temperatur

Tongehalt (Nährstoffe)

pH-Wert

Schadstoffe (Schwermetalle, Pestizide)

Landnutzung: Vegetation Zufuhr von organischer Substanz Bodenbearbeitung 

Humus (lat. „Erdboden“) bezeichnet in der Bodenkunde die Gesamtheit der toten organischen Substanz eines Bodens.

Organische Substanz des Bodens 

OSB = Humus + Edaphon

Die organische Substanz besteht vorwiegend (40 - 85%) aus Kohlenstoff

C, O, H, N, S, P + Mineralstoffe 

Ektohumus:
> 30 Gew.-% organische Substanz

Endohumus:
< 30 Gew.-% organische Substanz 

Ektohumus:

L (litter), Of (fermentiert, fragmentiert), Oh (humifiziert) 

Endohumus:

Ah Einwachsen von Pflanzenwurzeln Einmischen durch Bodentiere Einwaschen durch Sickerwasser

Ap mechanisches Einmischen (Pflug, Grubber)

Bh Einwaschen durch Sickerwasse 

Humusformen

Mull, Moder, Rohhumus 

Mull

Inkorporation der Streu durch Regenwürmer → kaum Ektohumus, viele Regenwurm-Kotaggregate

Hochpolymere und nicht wanderungsfähige Huminstoffe, Bildung von Ton-Humus-Komplexen

Erdgeruch (Streptomyces griseus → Geosmin)

Nährstoffreich (eutroph) 

Moder

Undeutliche Ausprägung der Ektohumushorizonte L +, Of (+), Oh (+)

Unscharfe Übergänge

Streuzerkleinerung durch Enchyträen, Collembolen, Hornmilben und Insektenlarven

Vorwiegend zernagte Pflanzenteile, Pilzhyphen und Kotballen, von Huminstoffen inkrustiert

Durchmesser < 250 m, färbt beim Zerreiben die Hand schwarz

Modergeruch

pH schwach bis stark sauer

Mittlerer Nährstoffstatus (mesotroph) 

Rohhumus
Vegetation: Heide, Nadelholz, Farne

Deutliche Ausprägung der Ektohumushorizonte (L ++, Of ++, Oh ++)

Schichtige Anordnung mit scharfer Abgrenzung

Keine Bioturbation, da Bodenwühler fehlen

Vorwiegend intakte oder lediglich mechanisch zerbrochene, abgestorbene Pflanzenteile von Huminstoffen infiltriert oder inkrustiert

pH stark sauer

Nährstoffarm (oligotroph bis dystroph) 

Nasse Oxidation (K2Cr2O7)

Verbrennung im Muffelofen oder Gaschromatographisch 

Organische Substanz in Böden = 1,724 x Corg in Böden  

Kohlenhydrate  

Lignine

Fette

Proteine 

Biochemische Initialprozesse: Verlagerung, Autolyse

Prozesse der mechanischen Zerkleinerung: Biotisch, Abiotisch

Prozesse des mikrobiellen Abbaus: Zerlegung, Mineralisierung 

Vorrat an OSB-C / C-Eintrag pro Jahr 

60 (t/ha) / 2.5 (t/ha/Jahr) = 24 Jahre
Im Gleichgewicht: Umsatzzeit = mittlere Verweildauer 

Prozesse der N-Zufuhr

Biologische N2-Fixierung,  Niederschlag (Deposition), N-Düngung 

Prozesse der N-Abfuhr im Boden 

Abfuhr mit dem Erntegut, NH3-Entbindung (pH > 7): NH4+ + OH-
NH3+ H2O, Nitratauswaschung g Denitrifikation 

Prozesse der N-Umverteilungen im Boden

N-Mineralisation (Ammonifikation), Nitrifikation, N-Festlegung in organischer Substanz, NH4+-Fixierung in Tonmineralen, (Dissimilatorische Nitrat-Ammonifikation) 

• Aminosäure-N = 2000 kg N/ha, 50 %  (Org. N-Formen)

• Amid-N = 1000 kg N/ha, 20 %

• DNA/RNA-N = 500 kg N/ha, 10 %

• Aminozucker-N = 500 kg N/ha 10 % (Anorg. N-Formen)

Hohe Temperatur, gute Durchlüftung, Fruchtbare Böden

Chemoautotrophe Organismen

CO2 als C-Quelle

Elektronendonator: NH4+, NO2- n Elektronenakzeptor: O2

Bakterien, Archaeen
Anzahl: 102 – 104 Zellen/g Boden

„ökologisch enger Prozess“ 

Nitrit-Bildung (Nitrosomonas) 

Nitrat-Bildung (Nitrobacter) 

• Ammonium = Nitrit Nitrosomonas

• Nitrit = Nitrat Nitrobacter

• O2-Mangel, Temperaturen über 15 °C, wassergesättigte Böden, hoher Nitratgehalt

Bedingungen Nitrat Denitrifikation

„Nitratatmung“:
2NO3- + 10[H] + 2H+
=N2+6H2O

Nebenprodukte: N2O, NOx

Leicht verfügbare C-Quellen für Mikroorganismen

Sauerstoffarmut 

• Die Fixierung elementaren N aus der Luft durch Mikroorganismen (biologische N-Fixierung), Blitzschlag (chemische N-Fixierung) und Haber-Bosch-Verfahren (technische N-Fixierung). 

NH4+(B) + H+(P)
= NH4+(P) + H+(B)

Einbau von NH4+(P) in Aminosäuren

Umbau von Aminosäuren in andere organische N-Verbindungen

NO3-(B) + HCO3-(P) =
NO3-(P )+ HCO3-(B)

Assimilatorische Nitratammonifikation 

• Hoher Ph-Wert (>7), hohe Ammonium-Konzentration,

• Trockenheit

• Hohe Temperaturen

?

• Humus und Tonminerale

Zellmembranen (Phospholipide)

Nukleinsäuren (DNA, RNA)

ATP (Energie übertragendes Coenzym)

Polyphosphate

Gerüstsubstanz von Knochen und Zähnen (ein Mensch mit 70 kg Gewicht enthält 700 g P) 

Phosphate in der Bodenlösung (0.02 – 1 g/ml) g Austauschbare Phosphate (10 – 30 g/g)

Ca-Phosphate

Al- und Fe-Phosphate 

• Weil es chemisch so gebunden ist, dass es sich nur bei größere ph-Wert-Änderungen löst. Calciumphosphate lösen sich erst bei niedrigen ph-Werten und Eisen/Al-Phophat lösen sich erst bei rel. Hohen Ph-Werten. Der Boden hat aber meist eine schwach sauren Ph-Wert

p in der Bodenlösung

Austauschbare Phosphate

Böden versauern (ph sinkt)

Tonminerale, Glimmer, Feldspäte

Humus (N, P, S)

Luft (N2-Fixierung)

Deposition (Staub, Niederschlag) 

Bodenlösung

KAK (AAK)

Organische Substanz (Mineralisierung)  

Mineralkörper (Verwitterung) 

Sekundärrohstoffdüngemittel 

Kompost
Biogasgülle
Maltaflor
Luzernemehl
Leguminosen-Schrote Hornmehle 

Wirtschaftsdüngemittel

Stallmist Jauche
Gülle
Stroh 

Mineraldüngemittel

Schwefel
Kalium
Magnesium
Spurennährstoffe (Fe, Zn, B) 

Patent-Kali (K2SO4 mit Mg)
Magnesia-Kainit (Kali-Rohsalz, +MgSO4, + NaCl) Kieserit (MgSO4)
Dolomit (MgCO3)
Gips (CaSO4 x 2H2O)
Gesteinsmehle (Rohphosphate PO43-)