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Humus und verbreitete Humusformen

Proseminar zur Vorlesung: Physische Geografie 2, SoSe 2021 Leitung: M.Sc. Selina Thanheiser

********* Matrikelnummer: ***** Geographie B.Sc., 2. Fachsemester ******** Abgabetermin: 14.06.2021

Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis ...................................................................................................... III 1

Humus ......................................................................................................................... 1

2

Humusformen .............................................................................................................. 1

3

2.1

Rohhumus ........................................................................................................... 1

2.2

Moder .................................................................................................................. 4

2.3

Mull ..................................................................................................................... 6

2.4

Andere Humusformen ........................................................................................ 8

Fazit ........................................................................................................................... 10

Literaturverzeichnis ........................................................................................................... 12

II

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Rohhumus ..................................................................................................... 1 Abbildung 2: Detritus .......................................................................................................... 2 Abbildung 3: Podsol in der Natur ....................................................................................... 3 Abbildung 4: Podsolierung – Profil .................................................................................... 3 Abbildung 5: Rotbuche ....................................................................................................... 3 Abbildung 6: Moder ............................................................................................................ 4 Abbildung 7: Braunerde - Profil .......................................................................................... 4 Abbildung 8: Laubwald ....................................................................................................... 5 Abbildung 9: Nadelwald ..................................................................................................... 6 Abbildung 10: Mull ............................................................................................................. 6 Abbildung 11: Mull – Profil ................................................................................................ 7 Abbildung 12: Schwarzerde ................................................................................................ 8 Abbildung 13: Gyttja ........................................................................................................... 9 Abbildung 14: Hochmoor.................................................................................................... 9 Abbildung 15: Gley ........................................................................................................... 10 Abbildung 16: Pararendzina .............................................................................................. 10 Abbildung 17: Latosol ....................................................................................................... 10

III

1

Humus

Es ist kein Geheimnis, dass Pflanzen wie Menschen Nährstoffe benötigen, um zu wachsen und sich zu entwickeln. Jedes Jahr nehmen Pflanzen die notwendigen Nährstoffe, die im Humus vorhanden sind, aus dem Boden auf. Aus dem Latein übersetzt bedeutet ´Humus´ Erde und dies ist die erste Assoziation, die alle beim Lesen oder Hören dieses Wortes hat. Die wissenschaftlichen Quellen definieren Humus jedoch unterschiedlich: Laut Gernardt (2007: 28) besteht Humus aus allen toten Überresten pflanzlicher und tierischer Organismen und ihren organischen Umwandlungsprodukten, die sowohl auf als auch im Boden vorkommen. Laut Stahr et al. (2016: 65) ist Humus der organische Teil des Bodens, der aus Huminstoffen besteht. Wenn der Humus genau untersucht wird, kann festgestellt werden, dass im Boden viele Insekten, Blätter und Pflanzen leben, die Teil eines Prozesses namens Humifizierung sind, bei dem die Huminstoffe hergestellt werden. Die Huminstoffe sind Säuren, die mit ihren Spezifikationen und der Wirkung der bodenbildenden Faktoren verschiedene Formen von Humus bilden.

2

Humusformen

2.1 Rohhumus Rohhumus ist wegen seines niedrigen pH – Wertes (1 – 3%) als saurer Boden bezeichnet. In diesem Bodentyp sind nur wenige Mikroorganismen

oder

Tiere

wie

Regenwürmer zu finden, die die auf der Oberfläche liegende organische Substanz zersetzen können. Das Aussehen von Rohhumus ist in Abbildung 1 dargestellt. Abbildung 1: Rohhumus Quelle: Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft 2004 https://www.humusformen.de/rot.html

Unter dieser Oberschicht namens Streu befindet sich eine schwache, ausgeprägte Schicht, die sogenannte Förna. Laut Gernardt (2007: 29) wird die organische Substanz in dieser Schicht hauptsächlich von Pilzen

abgebaut. Laut Ponge et al. (2000: 2) führt die sehr geringe biologische Aktivität der Tiere und Organismen zu Detritus. Nach Swift et al. (1979: 6) ist Detritus - Pflanzenstreu oder sein Sekret. Detritus ist eine nicht lebende organische Substanz, die aus allen Ablagerungen im Boden hergestellt wird, einschließlich: Totholz, Laubstreu, Algen, abgestorbene Tiere, 1

abgestorbene

Pflanzen

und

Mikroorganismen. Ein Beispiel für Detritus ist in Abbildung 2 dargestellt. Detritus ist nicht das Einzige, was hier aufgrund der Vegetation zu sehen ist. Das Klima, das dominiert, wenn diese Art von Humus vorhanden ist, ist oft feucht bis sehr kalt. Die Darstellung des Klimas und des Aussehens des

Abbildung 2: Detritus

Podsols ist in Abbildung 3 zu sehen.

Quelle: Chris Gudger 2013 https://fineartamerica.com/featured/forest-detritus-chrisgudger.html

Nach Stahr et al. (2016: 79) ist die Vegetation hier sauer und nicht nährstoffreich, was zu saurer Streu und

schlechte Nährstoffe führt. Dieser Kreislauf, die sogenannte Degradierung, beginnt mit Bedingungen, die so mangelhaft sind, dass die notwendigen Tiere wie Regenwürmer nicht überleben können. Während dieses Kreislaufs befinden sich die reichhaltigen, nicht zersetzenden Nährstoffe nur auf der obersten Schicht, wodurch der Regen sie wäscht und Metalle wie Eisen und Aluminium oxidieren können. Dieser Prozess ist als Sauerbleichung bekannt. Die Metalle, die sich bereits in den anderen Bodenschichten befinden, vermischen sich mit dem Humus im Unterboden und ermöglichen den als Podsolierung bekannten Prozess. Laut Herrmann (2018: 72) geschieht die Podsolierung, wenn während des Zersetzungsprozesses keine Nährstoffe vorhanden sind. Diese Art von Boden tritt unter Nadelwäldern, Heidekräuter, Rotbuchen und Wildbeerenbestände auf, da hier die notwendigen Bedingungen für die Podsolierung geschaffen werden: eine stabile saure Reaktion, leicht waschende organische Substanz und das Vorhandensein aggressiver organischer Säuren. Der Waldstreu besteht aus Ballastoffen, Lignin und Tanninen, enthält wenig Kalzium und Stickstoffe und ist sauer. Nach Stahr et al. (2016: 82) sind Podsole Böden, deren Profil sich aufgrund des Mangels an biologischer Vermischung und der straken Auswaschung erheblich unterscheidet. Unter diese Bedingungen geht der Bodenbildungsprozess mit einem heftigen Auswaschen leicht löslicher Verbindungen aus dem oberen Teil des Bodens und einer tieferen Zerstörung der Bodenmineralen einher. Daher beginnt der Mineralboden mit einem gebleichten Ae-Horizont und mit einem geringen Humusgehalt. Voll entwickelte Podsole beginnen am Bh- Horizont, in dem der Humus ohne Eisen und Aluminium verlagert wurde, da es keine Ionen mehr gibt, die verdrängt werden können. Darüber hinaus haben Podsole ein eng C/N – Verhältnis, das sich auf das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff im Boden bezieht und den

2

zusätzlichen C – Horizont bildet. Die Podsolierung mit den verschiedenen Horizonten ist in Abbildung 4 dargestellt. Ein Beispiel für diese Humusform ist in Abbildung 5 dargestellt.

Abbildung 3: Podsol in der Natur Quelle: Falk W., Kölling C. 2007 https://www.waldwissen.net/de/waldwirtschaft/waldbau/standortskunde/ das-maerchen-vom-boesen-podsol

Abbildung 4: Podsolierung – Profil Quelle: W. L. Kubiëna 1954 https://www.ica.csic.es/Kubiena 2/Atlas-of-soil-profiles/WKminiatura-22.jpg

Abbildung 5: Rotbuche Quelle: DanaGC 2012 https://www.flickr.com/photos/15610776@N04/812 9789799/in/photostream/

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2.2 Moder Moder ist eine Humusform zwischen Rohhumus und

Mull

aufgrund

der

Mischung

der

Eigenschaften beider Formen. Von dem Mull hat er den Humusanteil, der nicht so hoch ist wie bei dem Mull. Die biologische Aktivität ist etwas besser als die bei dem Rohhumus, aber trotzdem ist sie langsam. Das Bodenleben ist durch Regenwürmer

ergänzt,

jedoch

in

deutlich

geringerer Anzahl als bei dem Mull. Da die klimatischen Bedingungen dieselben sind wie bei dem Rohhumus, wo der Boden sauer ist, begleitet von kaltem und feuchtem Wetter, sind die Abbildung 6: Moder

Regenwürmer

der

Arthropode

und

Pilzen

Quelle: Günther Aust 2016

zahlenmäßig unterlegen. Abbildung 6 zeigt ein

https://www.bmlrt.gv.at/fotoservice/landwirtsc haft/Boden/Acker/12_IMG_3623.html

Beispiel für die Moder Humusform. Nach Stahr et al. (2016: 76) ist der Ah- Horizont humusreich, aber flach, da die Oberfläche oft übermäßig sauer ist. Daraus kann geschlossen werden, dass die Pflanzen, die sauren Huminstoffe aus dem Boden aufnehmen können, trotz der teilweise zersetzten organischen Substanz und des bereits enthaltenen Humus

ist

die

Wechselwirkung mit

der

Mineralschicht nicht genug. Infolgedessen kann sich die organische Substanz nicht sofort, sondern in ein paar Jahren zersetzen. Diese Bedingungen wirken sich negativ aus und führen dazu, dass dieser Humus in Böden vorkommt, die als Braunerde bekannt sind. Die Bildung der Braunerde hängt von dem Ausgangstein, der Vegetation und der Entwicklungszeit ab. Neben diese Bedingungen findet ein weiterer Prozess Abbildung 7: Braunerde - Profil Quelle: Peter Gernandt 2007: 71

statt, der zu Bildung von sogenannter Braunerde führt. In Abbildung 7 ist zu sehen, wie Braunerde aussieht. Laut Stahr et al. (2016: 34) ist Verbraunung ein Prozess, der graue Steine in einen brauen Bodenhorizont verwandelt. Die 4

grauen Steine sind die untererste Schicht im Boden, die sich im Laufe der Jahre entwickelt haben. Mit den Auswirkungen des Klimas gelang es den Steinen, in die oberste Schicht zu gelangen. Die Pilze, Algen und Flechten haben diese Steine zu einem Lebensraum gemacht und der bereits vorhandene Lebensraum locken bei feuchtem Wetter Insekten an. Daraufhin änderten die Steine nach einiger Zeit ihre Form. Sie sind zerteilt und haben eine andere Farbe. Diese Prozesse führen zur sogenannten Verbraunung Prozess. Bei diesem Prozess ereignen die Prozesse der chemischen Verwitterungsprozesse wie Oxidation und Lösung. Während der Oxidation des Eisens geben die erzeugten Hydrate dem Boden seine braune Farbe, was diesem Bodentyp den Namen gibt. Nach diesem Prozess findet ein weiterer sogenannter Verlehmung Prozess statt. Nach Stahr et al. (2016: 34) erhält der Boden, während dieses Prozesses seine Form, die plastisch und formbar ist. Hierbei entstehen die Minerale durch neue Formationen oder Transformationen. Die Eisenoxidationen und Mineralen sind klein und daher hat der Grus die lehmige Form, die diesem Prozess den Namen gibt. Die oben erläuterten Prozesse laufen gleichzeitig ab und sind sehr eng miteinander verbunden. Wie diese Form von Humus aussieht, ist in Abbildung 7 dargestellt. Dieser Art von Humus befällt krautige Laub- und Nadelwälder in einem ziemlich kühlen, feuchten Klima. Beispiele für diese Humusform geben Abbildung 8 und Abbildung 9 wieder.

Abbildung 8: Laubwald Quelle. Jonas Traub 2020 https://www.landschaftsfotos.eu/bild/deutschland~hessen~landkreis-giessen/40628/blickin-den-dichten-laubwald-in.html

5

Abbildung 9: Nadelwald Quelle: Andrew Lane Gibson 2014 https://floraofohio.blogspot.com/2014_07_01_archive.html

2.3 Mull Mull ist der Humus von bester Qualität und am günstigen für den Anbau aller Arten von Vegetation. Das Aussehen von Mull ist auf der Abbildung 10 zu sehen. Nach Waksman (1936: 214) ist Mull als eine innige Mischung aus Humus und Mineralboden angesehen. Die Horizonte Oh- und Of- fehlen und damit ist die Streu eng mit dem Mineralbodenverbunden. Diese

enge

Verbindung

mit

der

Tonmineralsubstanz kennzeichnet den Komplex sogenannten Ton – Humus – Komplex. Dieser Komplex sorgt zusammen mit dem gemäßigten Klima und der ausreichenden Luftfeuchtigkeit dafür, dass die Streu und die organische Abbildung 10: Mull Quelle: Deutsche Bodenkundliche Gesellschaft 2004 https://www.humusformen.de/lmul.html

Substanz nicht vom Regen weggespült werden. zeigt die Horizonte dieser Humusform. Nach Waksman (1936: 214 – 215) ist dieser Boden von Regenwürmern und üppige Vegetation 6

bewohnt. Die biologische Aktivität ist aufgrund der günstigen Bedingungen sehr stark, so dass die Zersetzung der organischen Substanz schnell und bereits am AhHorizont erfolgt. Die Umgebung ist nichts sauer, daher ist die Konzentration an guten Nährstoffen hoch. Diese Form von Humus kommt gewöhnlich in Schwarzerden vor Schwarzerde kommt von den russischen Wörtern чёрная – schwarz und земля – Erde. Dieser Boden wird aufgrund des hohen Humusgehalt (6 – 9 %), des Kalziumgehalts, der

guten

Feuchtigkeitsaufnahme

und

des

Wasserrückhaltevermögens so genannt. Schwarzerden enthalten viele Nährstoffe, die für Pflanzen notwendig sind, und die chemischen und physikalischen Prozesse führen dazu, dass die nützlichen Substanzen des Humus von Pflanzen sehr gut aufgenommen werden. Der hohe Humusgehalt hält den Boden locker und ermöglicht so die Sauerstoffsättigung und verbessert sowohl die Atmung der Pflanzenwurzeln als auch der Insekten und Tiere. Die organischen Substanzen in dem Humus halten die mineralischen Teile des Bodens zusammen. Der oben Abbildung 11: Mull – Profil

erwähnte Ton – Humus – Komplex ist gut erhalten und

Quelle: W. L. Kubiëna 1954

gibt den Pflanzen die Nährstoffe und Feuchtigkeit, die sie

https://www.ica.csic.es/Kubiena2/Atl as-of-soil-profiles/WK-miniatura15.jpg

benötigen. Die chemischen Prozesse erzeugen Wärme und erwärmen den Boden für Pflanzenwurzeln. Eine Ergänzung zu den chemischen Prozessen sind die gute Anziehungskraft der Sonnenstrahlen und die dunkle Farbe des Bodens die es den Wurzeln ermöglichen, sich in solchen Böden wohlzufühlen und die Pflanzen können gut wachsen. Diese Humusform ist im Abbildung 11 genauer dargestellt. Mull dominiert genau wie die Moder - Humusform, unter Laub- und Mischwäldern, jedoch mit besseren Bedingungen. Ein Beispiel für Schwarzerde ist in Abbildung 12 dargestellt.

7

Abbildung 12: Schwarzerde Quelle: Dani Kusner 2020 https://andersonsfood.com/blog/october-organics-update-change-is-in-the-air

2.4

Andere Humusformen

Als Ergänzung zu den bereits genannten Humusformen, die die terrestrischen Humusformen bilden, gibt es zwei weitere Formen: subhydrischen Humusformen und semiterrestrischen Humusformen. Die subhydrische Humusform tritt am Grund des Wassers auf und ein Beispiel für diese Humusform ist Gyttja. Wie Gyttja aussieht, ist in der Abbildung 13 zu sehen, semiterrestrische Humusform bildet sich unter dem Einfluss von Wasser. Diese Form ist typisch für Hochmoortorf. Ein Beispiel für Hochmoor ist in Abbildung 14 dargestellt. Je nach Temperatur, Klima, Vegetation und Bodenlebewesen sind verschiedene Arten von Humus gebildet, Aus diesen drei Haupthumusformen werden weitere 56 verschiedene Unterarten des Humus gebildet, die nach verschiedenen Kriterien benannt sind: nach der Farbe des Bodens, nach ihrem Vorkommen in einer charakteristischen Landschaft oder die behalten ursprünglichen fremdsprachigen Namen. Andere Typen hingegen haben künstliche Namen, die von ihrer Neigung zum Boden, ihrer Verwendbarkeit, ihrer Bodeneigenschaft oder ihre Geschichte der Bodenherkunft abhängen. Sie können auch in Abhängigkeit von den Klimazonen, in denen sie auftreten

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können, unterteilt werden. Andere Formen von Humus sind in Abbildung 15, Abbildung 16 und Abbildung 17 dargestellt.

Abbildung 13: Gyttja Quelle: Alexander Stahr 2014 http://www.ahabc.de/bodentypen/bodensystematische-einheiten-semisubhydrische-und-subhydrischeboeden/bodentyp-gyttja/aha-boden-typ-gyttja-800/

Abbildung 14: Hochmoor Quelle: Rotheneder Gerhard 2006 https://wildlife-media.at/bilddetails/11517/hochmoor

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Abbildung 17: Latosol

Abbildung 16: Pararendzina

Quelle: mikel 2014

Quelle: Vit P. 2019

http://mikelentxokoa.blogspot.com/2014/04/bat xi-2-lur-lurzoru-motak-2.html

https://www.mapotic.com/pudni-profily/147915pararendzina-modalni

Abbildung 15: Gley Quelle: Geologischer Dienst NRW 2016 https://www.iva.de/iva-magazin/umwelt-verbraucher/der-grundwasserboden-ist-boden-des-jahres-2016

3

Fazit

Aus dieser gründlichen und detaillierten Untersuchung der drei Formen kann geschlossen werden, dass sich Humus sowohl auf die Ansammlungen der organischen Substanz auf der 10

Bodenoberfläche als auch die in den Boden eingebauten organischen Substanz bezieht. Humus ist eine Nährstoffquelle und verbessert die Feuchtigkeit und die Bodenstruktur, indem er den physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften des Bodens erheblich verbessert werden. Der Boden bietet eine ununterbrochene Wechselwirkung zwischen dem geologischen und dem kleinen biologischen Stoffwechsel, wobei der Kreislauf von Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff durch ihn ausgeführt wird. Somit reguliert der die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Hydrosphäre. Der Boden reguliert auch verschiedene Prozesse in der Natur und einer davon ist der Biosphärenprozess, bei dem die Dichte und Produktivität allen Lebens auf der Erde stabilisiert werden. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Fruchtbarkeit der Landressourcen für die Durchführung menschlicher Aktivitäten. Neben seinen Wirkungen und Funktionen in der Natur, wirkt der Boden die natürliche menschliche Umwelt ein. Erstens ist der Boden das Hauptmittel der landwirtschaftlichen Produktion und zweitens gehört er zur Kategorie der nicht erneuerbaren natürlichen Ressourcen. In Bezug auf die Umwelt und den Menschen hat der Boden die wichtigste Funktion – die Schutzfunktion. Der Boden hat die Fähigkeit, verschiedene Schadstoffe, einschließlich Radionuklide, aufzunehmen, zurückzuhalten und chemisch und physikalisch zu binden. Infolgedessen wirkt es als eine Art Filter, der verhindert, dass diese Verbindungen in natürliche Gewässer, Pflanzen und weiter entlang der Nahrungsketten, tierischen Organismen und Mensche...