Humus

Definition: Humus ist die Gesamtheit abgestorbener Substanz pflanzllicher und tierischer Herkunft im Boden. Humus unterteilt sich in organische Auflage und Mineralbodenhumus (den Mineralbodenhumus kennen wir als “schwarze Erde” mit bis zu 15cm Mächtigkeit).

Ausgangsmaterial:

  • Organische Substanzen wie zum Beispiel: Wurzeln, Blätter, Nadeln, Äste, tote Tiere etc.

Prozesse der Umwandlung
Das organische Ausgangsmaterial wird durch Bodenorganismen in drei Schritten zu Humus umgebaut. Das Endprodukt ist die “schwarze Erde”.

  • Biochemische Initialphase
    Kurz vor und nach dem Absterben der Pflanzenorgane, ohne sichtbare Zerstörung des Zellverbandes; Hydrolyse und Oxidationsvorgänge; hierbei teilweise Aufspaltung hochpolymerer Stoffe (Stärke in Zucker, Eiweiß in Peptide und Aminosäuren etc.). Oxidation bewirkt auch Verfärbungen, die oft schon am Baum einsetzen.
  • Phase der mechanischen Zerkleinerung
    Einarbeitung in den Mineralboden durch Bodenlebewesen vor allem durch Gliederfüßler und Regenwürmer! Zerstörung der Zellverbände durch Zerbeißen, Zernagen, teilweise oder völlige Aufnahme in den Darm, Ausscheidung als Kleintierlosung (im Magen werden nur leicht abbaubare organische Substanzen verdaut, wenig chemischer Abbau von schwer abbaubaren Substanzen, die, z.T. mit Mineralboden vermischt, ausgeschieden werden . Dabei auch Einarbeitung der Streu in den Boden.
  • Mineralisierung
    Erfolgt durch heterotroph und saprophytisch lebende Bodenorganismen. Bakterien (nicht zu stark versauerte Böden) und Pilze (auch bei stark sauren Böden) zerstören die pflanzlichen Strukturen völlig durch enzymatische Aufspaltung der organischen Verbindungen in ihre Grundbausteine. Mikrobieller Abbau ist letztlich biotische Oxidation (Veratmung). Über zahlreiche Zwischenstufen erfolgt die Umwandlung der C0- und H-haltigen org. Substanzen zu C02 und H20 unter Freisetzung von Energie zum Aufbau der eigenen Körpersubstanz. Dabei gleichfalls Freisetzung von Pflanzennährstoffen:
    Stickstoff als NH3 (wird zu Nitrat nitrifiziert), P als Phosphat, S als Sulfid und Sulfat, K, Ca, Mg und Spurenelemente als freie oder gebundene Ionen (z.B. Mg2+). Die Freisetzung der org. gebundenen Elemente und Umwandlung in anorg. Verbindungen nennt man Mineralisierung (Teilprozess der Verwesung).

Abbauintensität:
Die Abbauintensität ist abhängig von den Standortfaktoren sowie Art und Umfang der zur Verfügung stehenden org. Substanz. Diese besitzt eine unterschiedliche Abbaugeschwindigkeit infolge der unterschiedlichen Zusammensetzung aus leicht oder schwer zersetzbaren Pflanzenstoffen. Am leichtesten werden Zucker, Stärke, Proteine abgebaut; dann folgen Proteide und Pektine sowie Zellulose. Am schwersten abbaubar sind Lignin, Harze, Wachse und Gerbstoffe.
Auch die verschiedenen Pflanzen haben dementsprechend eine unterschiedliche Abbaugeschwindigkeit:

Leguminose < Gräser, Kräuter < Laubstreu (Buche als am schwierigsten der Laubbäume) < Nadelstreu < Zwergsträucher (z.B. Heide). Folgende Faktoren bestimmen den Abbau:

  • Gehalt an schwer abbaubaren Stoffen (z.B. Lignin)
  • Gehalt an Hemmstoffen (Harze, Gerbstoffe)
  • Basengehalt (Laubstreu = calciumreicher als Nadelstreu) (Basen = Ca, Mg; Buche ist Basenpumpe, d.h. sie holt aus tieferen Schichten des Bodens Calcium und Magnesium an die Oberfläche, wirkt somit der Versauerung entgegen, Versauerung = Zunahme an Säuren im Boden durch Lufteintrag).

Umweltbedingungen, die den Abbau der org. Substanz beeinflussen:

  • Art und Menge
    der org. Substanz
  • Temperatur
    Je wärmer, desto schneller die Abbautätigkeit.
  • Wasser
    Trockenheit hemmt Aktivität der Bodenlebewesen, Wasserüberschuss führt zu Sauerstoffmangel -> aerobe Bodenorganismen können nicht mehr arbeiten.
  • Durchlüftung
    Gute Durchlüftung führt zu günstigen Abbaubedingungen, da die meisten Bodenorganismen aerob leben.
  • Bodenreaktion
    Bei zunehmender Versauerung starker Rückgang der für den Abbau wichtigen Regenwürmer und Bodenbakterien.
  • Einfluss des Menschen, z.B.Streunutzung
    Durch Entzug der org. Auflage kam es zu solch starken Nährstoffverlusten (besonders auf „ärmeren Böden”), dass die Wuchsleistungen erheblich nachließen und z.T. nur noch anspruchslose Baumarten wuchsen (Birke, Kiefer z.B. Nürnberger Reichswald, Podsol). Nach Beendigung der Streunutzung ist eine langsame Erholung zu beobachten (Nährstoffanreicherung durch Zunahme der Humusvorräte).

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