Boden
Humusbildung

Der Humus ist also ein komplexes Gemisch von organischen Stoffen pflanzlichen, mikrobiellen und tierischen Ursprungs, die sich in unterschiedlichen Zersetzungsstadien befinden.
Ergebnisse von Dauerfeldversuchen zeigen, dass Standortfaktoren (Klima, Bodentextur, Geologie, Grundwasser) und Bodenbewirtschaftung (Fruchtfolge, Düngung, Bodenbearbeitung) sowohl den Humusgehalt (Corg, Nt) als auch die Humusqualität (Corg/ Nt) maßgeblich beeinflussen (Abb.1, Tab.1).

Die Abbaurate der Humusbestandteile ist nicht nur von der jeweiligen chemischen Struktur abhängig, sondern auch von einer Vielfalt von Schutzmechanismen wie z.B. Adsorption an Ton- und Schluffpartikel, Komplexbildung mit Metallen, Einschluss in Bodenaggregaten, Einlagerung in Tonzwischenschichten.

Dadurch können die Humusbestandteile dem direkten Zugriff von Mikroorganismen zeitweise entzogen werden und somit relativ lange Verweilzeiten im Boden erreichen. Diese Vorgänge sind reversibel. Sie sind von vielen Faktoren abhängig, beispielweise chemischer Zusammensetzung und Struktur der Ton-, Schluff- und Sandpartikel, Bodenbearbeitung, Witterung, pH-Wert.

Der Humus in Ackerböden besteht also aus leichter und schwerer abbaubaren Pools mit entsprechend kürzeren oder längeren Verweilzeiten. Diese Pools sind jedoch nicht scharf voneinander getrennt, die Übergänge sind fließend. Wie Dauerfeldversuche zeigen, sind etwa 50-80 % der OBS schwerer abbaubar. Sie bilden den »passiven« Anteil (Abb.2).
Der Rest bildet den »aktiven«, also rascher umsetzbaren Anteil. Zu dem aktiven Anteil zählen u.a. die Ernterückstände, die Gründünger und die abgestorbenen Bodenorganismen. Die umgesetzte OBS muss also immer wieder durch Zufuhr von unzersetzten Pflanzenrückständen und organischen Düngern erneuert werden, um den Humusgehalt zu erhalten.
Aus Abb.2 ist auch der starke Einfluss des Tonanteils ersichtlich. Mit steigendem Tonanteil nimmt der Humusgehalt zu und der aktive Anteil der OBS verringert sich.

Dieser Effekt lässt sich mit der größeren aktiven Oberfläche und der schlechteren Durchlüftung bei zunehmendem Tonanteil erklären. Die Oberfläche von 10 g Ton entspricht etwa der Größe eines Fußballfeldes (Abb.3).
Wie Abb.2 zeigt, hat der Standort Thyrow mit nur 3 % Ton aber mit 83 % Sand den niedrigsten Humusgehalt und den größten aktiven Anteil (45 %).
Die Stabilisierung der OBS durch Adsorption an die Tonoberfläche, ein wesentlicher Schutzmechanismus gegenüber mikrobiellem Abbau, ist in Thyrow wegen des geringen Tonanteils vernachlässigbar. Hinzu kommt die bessere Durchlüftung, die den mikrobiellen Abbau beschleunigt.

Ein durchschnittlicher Ackerboden mit einem Anteil an organisch gebundenem Kohlenstoff (Corg) von 1,5 % enthält in der Krume (0-30 cm, Rohdichte 1,4 g/cm3) ca. 60.000 kg Corg /ha und 6.000 kg N/ha (Corg/Nt = 10).
Man schätzt, dass etwa 2-3 % davon (1800 kg Corg/ha) in der mikrobiellen Biomasse und ca. 0,3 % (200 kg Corg/ha) in den Bodentieren enthalten sind (Abb. 4).