Humus – Wikipedia

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Organische Substanz, die einen Punkt der Stabilität erreicht hat

In diesem Artikel geht es um die organische Substanz im Boden. Für das Essen siehe Hummus. Für die Band siehe Humus (Band).

Humus hat eine charakteristische schwarze oder dunkelbraune Farbe und ist eine Ansammlung von organischem Kohlenstoff. Neben den drei Hauptbodenhorizonten von (A) Oberfläche / Oberboden, (B) Untergrund und (C) Untergrund haben einige Böden einen organischen Horizont (O) auf der Oberfläche. Hartes Grundgestein (R) ist im engeren Sinne kein Boden.

In der Bodenkunde Humus (1790–1800 aus dem Lateinischen abgeleitet Humus für ‘Erde, Boden’[1]) bezeichnet den Anteil an organischer Bodensubstanz, der amorph und ohne die für Pflanzen, Mikroorganismen oder Tiere charakteristische “zelluläre Kuchenstruktur” ist.[2] Humus beeinflusst die Schüttdichte des Bodens erheblich und trägt zur Speicherung von Feuchtigkeit und Nährstoffen bei. Obwohl die Bedingungen Humus und Kompost werden informell austauschbar verwendet, es handelt sich um unterschiedliche Bodenbestandteile unterschiedlicher Herkunft; Humus entsteht durch anaerobe Gärung, während Kompost durch aerobe Zersetzung entsteht.

In der Landwirtschaft wird “Humus” manchmal auch verwendet, um reifen oder natürlichen Kompost zu beschreiben, der aus einem Wald oder einer anderen spontanen Quelle zur Verwendung als Bodenverbesserer gewonnen wird.[3] Es wird auch verwendet, um einen Oberbodenhorizont zu beschreiben, der organische Stoffe enthält (Humustyp,[4] Humusform,[5] Humusprofil[6]).

Genauer gesagt ist Humus die dunkle organische Substanz, die sich im Boden bildet, wenn abgestorbene pflanzliche und tierische Substanzen (einschließlich aerober Kompost) weiter abgebaut werden, insbesondere durch die Einwirkung anaerober Organismen. Humus enthält viele Nährstoffe, die die Gesundheit des Bodens verbessern, wobei Stickstoff am wichtigsten ist. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff (C: N) von Humus beträgt 10: 1.

Beschreibung[edit]

Das für den Humifizierungsprozess benötigte Primärmaterial sind Pflanzenmaterialien. Die Zusammensetzung des Humus variiert in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Primärmaterialien und der sekundären mikrobiellen und tierischen Produkte. Die Zersetzungsrate der verschiedenen Verbindungen beeinflusst die Zusammensetzung des Humus.[7]

Es ist schwierig, Humus genau zu definieren, da es sich um eine sehr komplexe Substanz handelt, die nicht vollständig verstanden wird. Humus unterscheidet sich von der Zersetzung organischer Bodensubstanz. Letzteres sieht rau aus und weist sichtbare Überreste der ursprünglichen Pflanzen- oder Tiermasse auf. Im Gegensatz dazu hat vollständig humifizierter Humus ein gleichmäßig dunkles, schwammiges und geleeartiges Aussehen und ist amorph; es kann über mehrere Jahre allmählich verfallen oder über Jahrtausende andauern.[8] Es hat keine bestimmte Form, Struktur oder Qualität. Bei der Untersuchung unter dem Mikroskop kann Humus jedoch winzige pflanzliche, tierische oder mikrobielle Überreste aufweisen, die mechanisch, aber nicht chemisch abgebaut wurden.[9] Dies deutet auf eine mehrdeutige Grenze zwischen Humus und organischer Bodensubstanz hin. Humus ist zwar ein wesentlicher Bestandteil der organischen Bodensubstanz.[10]

Über die Zusammensetzung von Waldhumus liegen nur wenige Daten vor, da es sich um eine komplexe Mischung handelt, deren Analyse für Forscher schwierig ist. Forscher in den 1940er und 1960er Jahren versuchten, mithilfe der chemischen Trennung Pflanzen- und Humusverbindungen im Waldboden zu analysieren, was sich jedoch als unmöglich erwies.[7]

Humifizierung[edit]

Mikroorganismen zersetzen einen großen Teil der organischen Substanz des Bodens in anorganische Mineralien, die die Wurzeln von Pflanzen als Nährstoffe aufnehmen können. Dieser Prozess wird als “Mineralisierung” bezeichnet. Bei diesem Verfahren werden Stickstoff (Stickstoffkreislauf) und die anderen Nährstoffe (Nährstoffkreislauf) in der zersetzten organischen Substanz recycelt. Abhängig von den Bedingungen, unter denen die Zersetzung stattfindet, mineralisiert ein Teil der organischen Substanz nicht und wird stattdessen durch einen als “Humifizierung” bezeichneten Prozess in Verkettungen organischer Polymere umgewandelt. Da diese organischen Polymere gegen die Einwirkung von Mikroorganismen beständig sind, sind sie stabil und bilden Humus. Diese Stabilität impliziert, dass sich Humus in die dauerhafte Struktur des Bodens integriert und ihn dadurch verbessert.[11]

Die Humifizierung kann auf natürliche Weise im Boden oder künstlich bei der Kompostherstellung erfolgen. Organische Stoffe werden durch eine Kombination von saprotrophen Pilzen, Bakterien, Mikroben und Tieren wie Regenwürmern, Nematoden, Protozoen und Arthropoden befeuchtet.[12][circular reference]Pflanzenreste, einschließlich solcher, die von Tieren verdaut und ausgeschieden werden, enthalten organische Verbindungen: Zucker, Stärke, Proteine, Kohlenhydrate, Lignine, Wachse, Harze und organische Säuren. Der Zerfall im Boden beginnt mit der Zersetzung von Zucker und Stärke aus Kohlenhydraten, die sich leicht zersetzen, wenn Detritivoren anfänglich in die toten Pflanzenorgane eindringen, während sich die verbleibende Cellulose und Lignin langsamer zersetzen.[13][page needed] Einfache Proteine, organische Säuren, Stärken und Zucker zersetzen sich schnell, während Rohproteine, Fette, Wachse und Harze über längere Zeiträume relativ unverändert bleiben. Lignin, das von Weißfäulepilzen schnell umgewandelt wird,[14] ist einer der Hauptvorläufer des Humus,[15] zusammen mit Nebenprodukten von mikrobiellen[16] und Tier[17] Aktivität. Der durch Humifizierung erzeugte Humus ist somit eine Mischung aus Verbindungen und komplexen biologischen Chemikalien pflanzlichen, tierischen oder mikrobiellen Ursprungs, die im Boden viele Funktionen und Vorteile hat. Einige beurteilen Regenwurmhumus (Vermicompost) als die optimale organische Gülle.[18]

Stabilität[edit]

Ein Großteil des Humus in den meisten Böden besteht seit mehr als 100 Jahren, anstatt in CO zersetzt zu werden2und kann als stabil angesehen werden; Diese organische Substanz wurde durch mikrobielle oder enzymatische Einwirkung vor Zersetzung geschützt, da sie in kleinen Aggregaten von Bodenpartikeln verborgen (verschlossen) oder fest sorbiert oder zu Tonen komplexiert ist.[19] Der meiste Humus, der auf diese Weise nicht geschützt ist, wird innerhalb von 10 Jahren abgebaut und kann als weniger stabil oder labiler angesehen werden. Stabiler Humus liefert nur wenige pflanzenverfügbare Nährstoffe im Boden, trägt jedoch zur Erhaltung seiner physischen Struktur bei.[20] Eine sehr stabile Form von Humus entsteht durch die langsame Oxidation von Bodenkohlenstoff nach dem Einbau von fein pulverisierter Holzkohle in den Mutterboden. Es wird spekuliert, dass dieser Prozess für die Bildung des ungewöhnlich fruchtbaren Amazonas wichtig war Terra Preta do Indio.[21][page needed]

Horizonte[edit]

Humus hat eine charakteristische schwarze oder dunkelbraune Farbe und ist aufgrund einer Ansammlung von organischem Kohlenstoff organisch. Bodenwissenschaftler verwenden die Großbuchstaben O, A, B, C und E, um die Master-Horizonte zu identifizieren, und Kleinbuchstaben zur Unterscheidung dieser Horizonte. Die meisten Böden haben drei Haupthorizonte: den Oberflächenhorizont (A), den Untergrund (B) und den Untergrund (C). Einige Böden haben einen organischen Horizont (O) an der Oberfläche, aber dieser Horizont kann auch begraben werden. Der Master-Horizont (E) wird für unterirdische Horizonte verwendet, bei denen Mineralien erheblich verloren gegangen sind (Eluviation). Grundgestein, das kein Boden ist, verwendet den Buchstaben R.

Vorteile von organischer Bodensubstanz und Humus[edit]

Die Bedeutung von chemisch stabilem Humus wird von einigen als die Fruchtbarkeit angesehen, die er Böden sowohl im physikalischen als auch im chemischen Sinne verleiht.[22] Einige Agrarexperten konzentrieren sich jedoch stärker auf andere Merkmale, wie z. B. die Fähigkeit, Krankheiten zu unterdrücken.[23] Es hilft dem Boden, Feuchtigkeit zu speichern[24] durch Erhöhung der Mikroporosität,[25] und fördert die Bildung einer guten Bodenstruktur.[26][27] Der Einbau von Sauerstoff in große organische Molekülaggregate erzeugt viele aktive, negativ geladene Stellen, die an positiv geladene Ionen (Kationen) von Pflanzennährstoffen binden und diese der Pflanze durch Ionenaustausch zugänglicher machen.[28] Humus ermöglicht es Bodenorganismen, sich zu ernähren und zu vermehren, und wird oft als “Lebenskraft” des Bodens bezeichnet.[29][30]

  • Der Prozess, bei dem organische Bodensubstanz in Humus umgewandelt wird, ernährt die Population von Mikroorganismen und anderen Lebewesen im Boden und erhält so ein hohes und gesundes Bodenleben.[29][30]
  • Die Geschwindigkeit, mit der organische Bodensubstanz in Humus umgewandelt wird, fördert (wenn schnell) oder begrenzt (wenn langsam) die Koexistenz von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen im Boden.
  • Effektiver Humus und stabiler Humus sind zusätzliche Nährstoffquellen für Mikroben: Ersteres bietet eine leicht verfügbare Versorgung und letzteres fungiert als langjähriges Speicherreservoir.
  • Durch die Zersetzung von abgestorbenem Pflanzenmaterial werden komplexe organische Verbindungen langsam oxidiert (Lignin-ähnlicher Humus) oder in einfachere Formen (Zucker und Aminozucker sowie aliphatische und phenolische organische Säuren) zersetzt, die weiter in mikrobielle Biomasse (mikrobieller Humus) umgewandelt werden. oder reorganisiert und weiter oxidiert zu Humusaggregaten (Fulvinsäuren und Huminsäuren), die an Tonmineralien und Metallhydroxide binden. Die Fähigkeit von Pflanzen, Huminstoffe mit ihren Wurzeln aufzunehmen und zu metabolisieren, ist seit langem umstritten. Es besteht jetzt ein Konsens darüber, dass Humus in der Pflanzenphysiologie eher hormonell als einfach ernährungsphysiologisch funktioniert.[31][32]
  • Humus ist eine kolloidale Substanz und erhöht die Kationenaustauschkapazität des Bodens, daher seine Fähigkeit, Nährstoffe durch Chelatbildung zu speichern. Während diese Nährstoffkationen Pflanzen zur Verfügung stehen, werden sie im Boden gehalten und daran gehindert, durch Regen oder Bewässerung ausgelaugt zu werden.[28]
  • Humus kann das Äquivalent von 80–90% seines Gewichts an Feuchtigkeit halten und erhöht somit die Fähigkeit des Bodens, Trockenheit zu widerstehen.[33][34]
  • Die biochemische Struktur des Humus ermöglicht es ihm, übermäßig saure oder alkalische Bodenbedingungen zu mildern, dh zu puffern.[35]
  • Während der Humifizierung scheiden Mikroben klebrige, gummiartige Schleime aus; Diese tragen zur mürrischen Struktur (Neigung) des Bodens bei, indem sie Partikel aneinander haften und eine bessere Belüftung des Bodens ermöglichen.[36] Giftige Substanzen wie Schwermetalle und überschüssige Nährstoffe können chelatisiert, dh an die organischen Humusmoleküle gebunden und so am Auswaschen gehindert werden.[37]
  • Die dunkle, normalerweise braune oder schwarze Farbe des Humus hilft, kalte Böden im Frühling zu erwärmen.

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

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Externe Links[edit]

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