Vormstein, S. und Kaiser, M. und Ludwig, B.
(2017)
Einfluss von Bodentiefe und mineralischen Eigenschaften auf die Menge und Zusammensetzung der organischen Bodensubstanz in Aggregat- und Dichtefraktionen abgetrennt aus Waldober- und unterböden unterschiedlicher Genese.
In: Jahrestagung der DBG 2017: Horizonte des Bodens, 02.-07.09.2017, Göttingen.
Kurzfassung
Bodeneigenschaften haben einen Einfluss auf die Speicherung und Stabilisierung von organischem Kohlenstoff, bodentypspezifische Unterschiede sind aber weitgehend unbekannt. Ziel der Arbeit war, den tiefenspezifischen Einfluss von Bodeneigenschaften auf Menge und Zusammensetzung von organischem Material unterschiedlicher Stabilität zu klären. Dazu wurden fünf pedogenetisch unterschiedliche Böden (Braunerden entwickelt auf Muschelkalk, Basalt, Buntsandstein, Tertiärem Sand und Löss) unter Buche horizontweise beprobt und die Proben in vier Aggregat- und drei Dichtefraktionen aufgetrennt. Die enthaltene organische Substanz wurde quantifiziert und mittels FTIR charakterisiert. Im Oberboden sind 81-94% des Kohlenstoffs in Makroaggregaten (>250 µm) gespeichert. Ein positiver Einfluss von Eisen- und Aluminiumoxiden auf die Kohlenstoffstabilisierung wurde für die <53 µm µm (Feox/Fedith: rSpearman = 0,67/0,63; Alox/Aldith: rSpearman = 0,63/0,64) und die schwere Fraktion (Feox/Fedith: rSpearman = 0,84/0,87; Alox/Aldith: rSpearman = 0,70/0,71) gefunden. Zudem deutet ein positiver Einfluss des Gehaltes an Ton und Calcium-Ionen auf die Kohlenstoffgehalte der schweren Fraktion (Ton: rSpearman = 0,70; Ca: rSpearman = 0,56) auf einen weiteren durch Kationen gesteuerten Stabilisierungsmechanismus hin. Im Unterboden tragen Makro- und Mikroaggregate (>53 µm), die okkludierte leichte sowie die schwere Fraktion maßgeblich zur Kohlenstoffspeicherung bei. Der relative Anteil am Bodenkohlenstoff in Mikroaggregaten (13-61%), in der <53 µm (1-29%) sowie der schweren Fraktion (52-99%) nimmt mit zunehmender Bodentiefe zu, wobei die Unterschiede abhängig vom Bodentyp sind. Der Kohlenstoffgehalt fast aller Fraktionen im Unterboden wird positiv von Eisen- und Aluminiumoxiden beeinflusst. Zusätzlich steigt der Kohlenstoffgehalt der Fraktion <53 µm mit dem Gehalt an Ton und Calcium-Ionen. Korrelationsanalysen lassen vermuten, dass die Bodenmineralphase im Unterboden einen stärkeren Einfluss auf die Kohlenstoffspeicherung hat als im Oberboden. In der schweren Fraktion wurde unabhängig von der Bodentiefe der höchste Gehalt an C=O Gruppen festgestellt, was ein erhöhtes Potential zur Bildung von organo-mineralischen Komplexen und Aggregaten darstellt.
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