Albrecht-Thaer-Archiv: Band 5, Heft 8 [Reprint 2022 ed.] 9783112656686

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DEUTSCHE AKADEMIE D E R L A N D W I R T S C H A F T S W I S S E N S C H A F T E N ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten Bodenkunde Pflanzenernährung Acker- und Pflanzenbau

Band j • Heft 8 1961

A K A D E M I E - V E R L A G

•

B E R L I N

Herausgegeben von der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin Schriftleitung: Prof. Dr. agr. habil. E. PLACHY Redaktion: DipL-Landw. R. STUBBE Begründet von der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin

Das Albrecht-Thaer-Archiv erscheint in Heften mit einem Umfang von je 5 Druckbogen (80 Seiten). Die innerhalb eines Jahres herausgegebenen 10 Hefte bilden einen Band. Das lerne Heft jedes Bandes enthält Inhalts- und Sachverzeichnis. Der Bezugspreis beträgt 5,— D M je Heft. Die Schriftleitung nimmt nur Manuskripte an, deren Gesamtumfang 25 Schreibmaschinenseiten nicht überschreitet und die bisher noch nicht, auch nicht in anderer Form, im In- oder Ausland veröffentlicht wurden. Jeder Arbeit ist femer eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Ergebnissen, wenn möglich auch in russischer und englischer bzw. französischer Sprache, beizufügen. Gegebenenfalls erfolgt die Übersetzung in der Akademie. Manuskripte sind zu senden an die Schriftleitung, Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, Berlin W 8, Krausenstr. 38—39. Die Autoren erhalten Fahnen- und Umbruchabzüge mit befristeter Terminstellung. Bei Nichteinhaltung der Termine erteilt die Redaktion Imprimatur. Das Verfügungsrecht über die im Archiv abgedruckten Arbeiten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin über. Ein Nachdruck in anderen Zeitschriften oder eine Ubersetzung in andere Sprachen darf nur mit Genehmigung der Akademie erfolgen. Kein Teil dieser Zeitschrift darf in irgendeiner Form — durch Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Jeder Autor erhält unentgeltlich 100 Sonderdrucke und ein Honorar von 40,— D M für den Druckbogen. Das Honorar schließt auch die Urheberrechte für das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekürzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Verlag: Akademie-Verlag GmbH, Berlin W 8, Leipziger Str. 3 - 4 , Fernruf 22 0441, Telex-Nr. 011773, Postscheckkonto: Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1051/5/8. Veröffentlicht unter der Lizenz-Nummer ZLN 5014 des Ministeriums für Kultur. Herstellung: Druckhaus „Maxim Gorki", Altenburg. -All rights reserved (including those of translations into foreign languages). No part of this issue may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm or any other means, without written permission from the publishers. Printed in Germany.

DEUTSCHE AKADEMIE DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN

ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten

Bodenkunde Pflanzenernährung Acker- und Pflanzenbau

Schriftleitung: Prof. Dr. agr. habil. E. PLACHY

BAND j • IJEFT 8 1961

AKADEMIE-VERLAG • BERLIN

INHALT PAGEL, H.: Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische unter dem Einfluß der Kultur, Melioration und Nutzung 561 FREYTAG, H. E.: Ein Beitrag zur Kenntnis der Huminsäuresynthese. I. Teil: Über die Zerlegung von Huminstoffextrakten mit Hilfe der Diffusion und Zusammenhänge zwischen Kopplungsgrad und Farbtypsteilheit 584 GEISSLER, Th.: Der Einfluß von Erdballen auf die Phosphorsäureaufnahme und -Verwertung von Tomatenpflanzen 604 ZIMMERMANN, H.-G., und M. KÜCHLER: Die Erträge von Leindotter und öllein und Untersuchungen über den Einfluß der Saatstärke auf den Anbauerfolg bei einer Landsorte und Zuchtstämmen des Leindotters [Camelina sativa (L.) Cr.] 622 Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten

. .•

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561 Aus dem Institut für Bodenkunde und Pilanzenernährung der Humboldt-Universität zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. E. PLACHY)

H. PAGEL

Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische unter dem Einfluß der Kultur, Melioration und Nutzung Hingegangen: 7. 4. 1961

Einleitung Das benachbarte Vorkommen verschiedener Kulturarten (Acker, Obstplantage, Wald, Ödland) auf kleiner Fläche im Versuchsgut Iden bietet die Möglichkeit, den Einfluß verschiedener Faktorenkomplexe (Vegetation, Bearbeitung, Nutzung) auf die hier vorherrschenden schweren Wische-Böden zu untersuchen. Dabei ist auf diesen schweren Böden sowohl die Frage des Einflusses der jährlichen Bodenbearbeitung auf bestimmte Bodeneigenschaften (z. B. Struktur) als auch die Frage nach der bodengenetischen Änderung unter dem Einfluß verschiedener Faktoren (Vegetation, Nutzung, Entwässerung) von Interesse. In der vorliegenden Arbeit, die aus verschiedenen Untersuchungen in der Wische im Jahre 1960 hervorging, sollen einige Beispiele aus dem genannten Fragenkomplex: dargestellt werden. Analysenmethoden An vier Profilen wurden in verschiedenen Tiefen (bis zum D-Horizont) untersucht: Porenvolumen mit Stechzylindern (1), Textur nach KÖHN nach Vorbehandlung mit Na-Pyrophosphat (1), Hygroskopizität nach MITSCHERLICH (1), pH-Wert in KCL mit der Glaselektrode (1), Humusgehalt nach RAUTERBERG und KREMKUS (1), N nach KJELDAHL (1), T- und S-Wert nach MEHLICH (1), P 2 0 6 und K 2 0 nach EGNER-RIEHM (1), Totalgehalt an Sesquioxyden im Sodaaufschluß nach BILTZ und BILTZ (2). Der Anteil der anorganischen und organischen Komponente am T-Wert des Gesamtbodens wurde aus dem T-Wert vor und nach der Behandlung des Bodens mit H 2 0 2 nach SCHACHTSCHABEL (1) ermittelt. Untersuchungs gebiet Die Böden der Altmärkischen Wische sind im wesentlichen sedimentäre Ablagerungen der Elbe. Beim langsamen Abfließen der Wassermassen nach den Hochfluten lagerten sich die mitgeführten Sinkstoffe als Schlamm und Schlick auf den Talsanden ab. Dadurch wurde das Gelände allmählich erhöht. Neue Überflutungen führten zur Bildung tiefer Rinnen in den neuen Ablagerungen und verursachten eine teilweise Vermischung des Sandes mit Schlick. Deshalb findet man heute im D-Horizont dieser Böden häufig einen relativ hohen C-Gehalt. Durch die Eindeichung 39*

562

PAGEL, Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische

wurde das Wasser in das heutige Strombett zurückgedrängt und die Überschlickung verhindert. Seit diesem Zeitpunkt überwiegt die Bodenbildung die Sedimentation; es bildeten sich Auenböden, Gleye und Bruchmarschböden ( S T R E M M E , 3; LORENZ, 4; MÜLLER, 5; MÜCKENHAUSEN, 6). Die vorherrschenden Bodentypen sind nach S T R E M M E (3) und LORENZ (4) Bruchmarschböden mit nahe der Oberfläche liegenden Gley-Horizonten. Daneben werden von den genannten Autoren Bruchwald- und -wiesenböden sowie dunkle und braune Auenböden unterschieden. Letztere haben z. T. ein ABG-Profil. Nach MÜCKENHAUSEN (7) und KUBIENA (8) gehören die genannten Böden zu den semiterrestrischen Gleyen und Auenböden. Die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge schwankt von 540—560 mm, die Jahresmitteltemperatur beträgt 8—8,1° C. Der niedrige Trockenheitsindex (9) von 25—30 weist auf relativ aride Klimaverhältnisse hin. Das Versuchsgut Iden, Kreis Osterburg, liegt im südlichen Teil der Altmärkischen Wische zwischen der Uchte und der Elbe. Von LORENZ (in S T R E M M E , 3) werden hier Bruchmarschböden, dunkle und braune Auenböden und rostfarbene Waldböden unterschieden. Dabei sind Bruchmarschböden in den Senken, die Auenböden auf den schwachen Erhebungen der allgemein 20—24 m über N/N liegenden Wischeebene vorherrschend.

Abb. 1: Lageskizze

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Folgende Profile wurden untersucht: Profil I: unter ungefähr 100)ährigem Eichenwald; Profil II: unter 60jährigem Apfelbestand, 6 Monate nach der Rodung der Obstbäume. Dieser Boden wurde praktisch nur in den ersten Jahren nach der Anpflanzung bearbeitet; Profil III: Ackerboden, jährlich bearbeitet; Profil IV: völlig unbearbeiteter Wiesenboden (Ödland). Die vier Profile sind 150—350 m voneinander entfernt und liegen an der Straße nach Osterburg (s. Abb. 1). Sie unterliegen dem gleichen Makro- und Mikroklima und unterscheiden sich nur durch die geringere Mächtigkeit der Tonschicht des Profils III. Ergebnisse I. Profilbeschreibungen 1. Profil IV: völlig unbearbeitetes Ödland unter Gras Ah 0—60 cm: tiefschwarz, schwammartige Struktur, stark durchwurzelt, nach unten etwas lockerer werdend Gd/Bj: 60—90 cm: graubraun, schwach grau bis rotbraun marmoriert, zähe Konsistenz, aber wie im unteren Teil des A-Horizontes prismatischer Bruch G/B2 90—105 cm: graubraun mit stärkerer grauer Marmorierung, deutlicher Grund was sereinfluß, plastische Struktur, keine Durchwurzelung Gr/C 105—125 cm: feucht-schlammiger graublauer Ton, starke Reduktionsphänomene Gr/D über 125 cm: grauer nasser Sand 2. Profil I: Boden unter lOOjährigem Eichenwald mit relativ starkem Grasunterwuchs Ap 0—10 cm: dunkelbraune lockere, stark durchwurzelte, in Zersetzung begriffene organische Substanz Ah 10—30 cm: gut durchwurzelter, schwarzer humoser Ton, kompakte, aber bröcklige Struktur, Andeutung einzelner senkrechter Schwundrisse, fettig glänzend Ah 30—60 cm: schwarz, feinbröcklige Struktur, gut durchwurzelt, ohne Schwundrisse, aber einige senkrechte Wurzelröhren mit einem Durchmesser bis zu 12 mm A/B 60—85 cm: im oberen Teil braunschwarz mit einigen schräg liegenden goldbraunen alten Wurzelröhren (Oxydation); nach unten Zunahme der Braunfärbung, relativ kompakte Struktur, zahlreiche Faserwurzeln B/G 85—130 cm: vorherrschend braun, teilweise graubraun mit gelbbrauner Tönung, in allen alten Wurzelröhren intensiv rotbraun, schwache Durchwurzelung, schwammartige Struktur mit bröckeligem Bruch G/C 130—145 cm: hellgrauer toniger Schlick, einfarbig grau, einzelne Wurzelreste G/D über 145 cm: hellgrauer schlickiger Sand, einzelne horizontale und vertikale braune Schlieren Der untere Teil des B/G-Horizontes stellt praktisch den G0-Horizont, G/C und G/D stellen den G r -Horizont dar.

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PAGEL, Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wi6che

3. Profil II: Boden unter 60—65jähriger Obstplantage, mit starkem Rasenunterwuchs, frisch gerodet Ap 0—26 cm: grau-schwarz, nicht so dunkel wie bei Profil I, grobe Polyederstruktur, zahlreiche senkrechte Schwundrisse, wenig durchwurzelt, häufig kompakte große Schollen Ah 26—40 cm: dunkelgrau mit schwarzbrauner Tönung, schwammartige sehr kompakte Struktur, schwach durchwurzelt, aber zahlreiche Regenwurmgänge A/B 40—55 cm: dunkelgrau mit einzelnen gelbbraunen Flecken, bröckelige Struktur, zunehmende Durchwurzelung, zahlreiche Regenwurmgänge B/G 55—90 cm: vorherrschend braun, mit starken gelbbraunen schlierenartigen Flecken, gelbbraune Farbe nach unten intensiver werdend, prismatische Struktur, gut durchwurzelt, zahlreiche Regenwurmgänge (darin Material aus dem A-Horizont), im unteren Teil dunkle Punkte (verrottete Wurzeln) C/G 90—95 cm: nur noch Reste des hellgrauen tonigen Schlicks vorhanden (teilweise bis 10 cm mächtige Schicht), sonst liegt der B/G-Horizont unmittelbar auf dem D-Horizont, der in diesem Falle zahlreiche senkrecht verlaufende gelbbraune Schlieren hat D/G über 125 cm: hellgrauer schlickiger Feinsand, im oberen Teil noch gut durchwurzelt und zahlreiche gelbbraune Schlieren, diese nehmen in größerer Tiefe ab Das ganze Profil ist durch intensive Regenwurmtätigkeit in praktisch allen Horizonten gekennzeichnet. Im Ah- und AB-Horizont wurden bis 30 Regenwürmer/m2 gezählt. 4. Profil III: jährlich bearbeiteter Ackerboden, unmittelbar nach der Silomaisernte (Höhe des Maises etwa 2,5 m), ungefähr 0,2—0,5 m höher gelegen als die bereits beschriebenen Profile Ap 0—22 cm: schwarz, poröse Krümelstruktur, gut durchwurzelt, unter dem Traktorenrad Verdichtungserscheinungen A/B 22—37 cm: oben schwarz (bis 30 cm), ohne scharfe Grenze nach unten zunehmende Braunfärbung; kompaktere Struktur, mäßig durchwurzelt B/G 37—65 cm: braun vorherrschend, einzelne lokale Aufhellungen, ausgeprägte kantig-bröckelige Struktur, Bruch in deutlichen Polyedern, einzelne senkrechte Risse, an deren Rändern rotbraune Farbe, mäßig durchwurzelt G/B 65—80 cm: oben vorwiegend braun, nach unten zunehmende grau-braune Marmorierung, schlammiger Ton G/D über 80 cm: grauer Sand mit zahlreichen senkrechten braunen Flecken bis in größere Tiefen Wie aus den Profilbeschreibungen hervorgeht, gehören diese Böden, die von STREMME (3) als Bruchmarschböden bzw. Bruchwaldböden bezeichnet werden, zum Typ des Gleys (KUBIENA, 8; MÜCKENHAUSEN, 7). Besonders trifft das für das Profil IV (Ödland) zu. Allerdings zeigt auch dieses Profil bereits eine beginnende B-Horizont-Bildung. Bei den übrigen Profilen ist das weit stärker nachweisbar. Nach LORENZ (4; s. a. FLEGEL, 10) sind diese Böden deshalb keine typischen Bruchmarschböden, sondern „auenbodenartig veränderte Bruchmarschböden" (vgl. STREMME, 3).

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Von MÜCKENHAUSEN (11) werden die Gleyböden unterteilt in Eugleye mit A-G 0 -G r bzw. A/G 0 -G r -Profil und Semigleye, die Übergangsformen zu fremden "Typen darstellen. Danach würde das Profil IV (Ödland) praktisch als E u g l e y , Subtyp: typischer Gley, zu bezeichnen sein; die übrigen Profile lassen dagegen eine mehr oder weniger •deutlich ausgebildete gleichmäßig verbraunte Zone zwischen dem mächtigen A-Horizont und dem G-Horizont erkennen; sie gehören zu den Semigleyen und wären nach KUBIENA (8) als v e r b r a u n t e r G l e y zu bezeichnen. Die Festeilung von LORENZ (4), daß die Mächtigkeit der Tonschicht und des A-Horizontes der Bruchmarschböden mit zunehmender Höhenlage abnimmt, wird durch die Profilbeschreibungen bestätigt: Während die Profile IV, I und II einen A-Horizont bis 60—70 cm und eine Tonschicht von 120—145 cm erkennen lassen, weist das nur wenig höher gelegene Profil III einen A-Horizont von 35 cm und eine Tonschicht von 80 cm auf. II. Verwitterung und Verbraunung 1. In der Tabelle 1 sind die Ergebnisse der Texturanalyse zusammengefaßt: Es ergibt sich eine ähnliche Zusammensetzung des D-Horizontes in den untersuchten Profilen. Es ist praktisch schlickiger Feinsand mit einem Tongehalt von 2,3—6,2%. Der Tongehalt zeigt allgemein eine ansteigende Tendenz vom C- zum A-Horizont. Ob das auf unterschiedliche Verwitterungsintensität oder auf unterschiedlichen Tongehalt des nacheinander sedimentierten Materials zurückzuführen ist, kann durch die vorliegenden Untersuchungen nicht geklärt werden. Wahrscheinlich wirken beide Ursachen zusammen. Aus den Werten der Hygroskopizität, die neben dem Tongehalt vom Humusanteil hervorgerufen wird, ergibt sich die gleiche Tendenz. In keinem Falle zeigt sich eine Tonanreicherung im B- bzw. B/G- oder G/B-Horizont; das schließt eine Tonverlagerung innerhalb des Profils während der Boden"bildung und damit eine Lessivierung aus. Die in den B- bzw. B/G- oder G/B-Horizonten in der Regel (im Verhältnis zum Aund C/G-Horizont) höheren Schluffanteile können allerdings auf eine intensivere Verwitterung und eine damit verbundene Verminderung der Korngröße in diesen Horizonten hinweisen. 2. Unterstützt wird dieser Hinweis z. T. durch den unterschiedlichen Gehalt an Sesquioxyden in den einzelnen Horizonten, dargestellt in der Abbildung 2: Ohne Berücksichtigung der Werte des D-Horizontes, die nur unwesentlich variieren {7—11%), ergibt sich daraus: a) Während im Ödlandprofil (IV) der Gehalt kontinuierlich nach unten etwas zunimmt (vergleiche auch den hohen Tongehalt im G r /C-Horizont), ergibt sich eine Anreicherung der Sesquioxyde in den A/B-, B/G- und G/B-Horizonten der übrigen Profile. b) Da besonders das Fe-Oxyd dieser Anreicherung unterliegt, wie aus den Analysen hervorgeht, ist diese Anreicherung ein Ausdruck der Verbraunung der Profile I, II und III. c) Beim Vergleich der Profile ergibt sich mit zunehmender Sesquioxydanreicherung (im Verhältnis zum A- und zum C-Horizont) folgende Reihenfolge:

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P A G E L , Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische

Tabelle 1 Texturanalyse Profil Nr.

Tiefe cm

Horizont

%

o/ /o

Schluff /o

Ton 0/ /o

Hy

IV

0 - 60 6 0 - 90 90-105 105-125 > 125

A Go/Bi G/B2 Gr/C G r /D

1,8 0 0 2,3 26,8

28,2 31,3 24,2 20,0 63,9

22,4 28,0 35,6 36,2 4,9

47,6 40,7 40,2 41,5 4,4

15,0 10,3 9,5 8,6 1,1

I

0 - 10 1 0 - 30 3 0 - 60 6 0 - 85 85-130 130-145 > 145

AF Ah Ah A/B B/G G/C G/D

1,4 2,5 3,6 1,5 4,0 13,0

27,5 37,0 47,3 31,3 53,3 84,7

23,4 22,4 20,5 29,7 24,9 0

47,7 28,1 28,6 37,5 17,8 2,3

18,2 12,7 10,4 7,5 9,4 3,7 1,1

1,7 1,2 1,2 9,2 9,8

36,4 36,2 29,5 50,8 86,2

21,1 23,9 33,7 19,8 2,0

40,8 38,7 35,6 20,2 2,6

10,7 9,8 9,7 5,3 0,7

4,4 3,1 5,5 8,1 12,4

30,1 27,2 27,7 47,9 80,6

23,5 28,3 31,0 12,7 0,8

42,0 41,3 35,8 31,3 6,2

9,6 10,3 8,4 7,1 2,3

II

0 - 40 4 0 - 55 5 5 - 90 9 0 - 95 > 120

Ap /AH A/B B/G C/G D/G

III

0 - 22 2 2 - 37 3 7 - 62 >75 >75

AP A/B B/G G/D G/D

Grobsand Feinsand

%

Acker (III) - > Obstplantage (II) Waldboden (I). Diese Reihe entspricht der zunehmenden Verbraunung in gleicher Richtung, d) Die Anreicherung kann durch folgende Prozesse bedingt sein: a) intensivere Verwitterung in diesen Horizonten, was mit den erwähnten Texturbefunden übereinstimmt; ß) teilweise Verlagerung der Sesquioxyde aus dem A-Horizont in tiefere Schichten unter dem Einfluß niedriger pH-Werte und organischer Verbindungen, besonders unter Waldvegetation, und ganz schwach unter Obstplantage, wie aus den folgenden Darstellungen noch deutlich wird; y) Verlagerung aus tieferen Zonen mit dem Grundwasser in die Oxydationszone über den Prozeß der Vergleyung. Darauf weist der unterschiedliche Gehalt der C-Horizonte an Sesquioxyden hin; er beträgt im Profil IV (Ödland) im Profil II (Obstplantage) im Profil I (Wald)

31,6%, 28,7%, 17,8%.

Das heißt, mit zunehmender Sesquioxydanreicherung im B/G-HorizQnt nimmt der Gehalt im OHorizont ab. Durch die Bestimmung der Verteilung der Sesquioxyde im Profil wird somit die Profilansprache bestätigt und wirkungsvoll ergänzt. Diese Analyse gestattet es, An-

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Fe^O; + AL^ 03 ,»% O

10

20

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Abb. 2: Sesquioxydgehalt in verschiedenen Tiefen pH m kce

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gaben über den unterschiedlichen Grad der Verbraunung zu machen und ergibt dabei die bereits erwähnte Reihenfolge. 3. Die Möglichkeit der Verlagerung eines bestimmten Anteils der Sesquioxyde aus dem A- in den B-Horizont ergibt sich aus dem in der Abbildung 3 dargestellten pH-Wert-Tief en-Diagramm: Im Ödland ist der pH-Wert vom A- bis zum C-Horizont praktisch konstant. Nur im G0-Horizont ist eine geringe Erhöhung nachweisbar. Im Profil II (Obstplantage) und, extrem stark, im Profil I (Waldboden) ist der pH-Wert im A-Horizont vermindert und steigt im B/G-Horizont stark an, um im C-Horizont wieder abzunehmen. Dadurch kann besonders im Profil I eine Sesquioxydverlagerung unter dem Einfluß der hohen Wasserstoffionenkonzentration im A-Horizont erfolgt sein, wobei es im B-Horizont mit geringerer H-Ionenkonzentration zur Ausfällung kam. Wie aus den folgenden Darstellungen hervorgeht, ist der niedrige pH-Wert der Krume des Waldbodens eine Folge des hohen Gehalts an organischer Substanz, gebildet aus Eichenlaub. Im Ackerbodenprofil ergibt sich eine entgegengesetzte Variation des pH-Wertes: er ist in der Krume am höchsten und nimmt nach unten kontinuierlich bis auf den Wert des Ödlandes ab. Das kann als Folge der laufenden Düngung und der jährlichen Bearbeitung gewertet werden. Der geringere pH-Wert im D-Horizont unter holzigen Pflanzen (Wald und Obstbäume) kann durch vorliegende Untersuchungen nicht geklärt werden. III. Humus- und N-Verteilung In der Abbildung 4 ist der HumusHummjfehaU in % 0 1 2 3 + 5 gehalt der verschiedenen Profile in J I J L o Abhängigkeit von der Tiefe darge23,8 stellt. r"* In der obersten Schicht hat der Waldboden den höchsten Humus gehalt ( A f = 23,8%); das Ödland hat zwar einen geringeren Gehalt, die Verteilung im gesamten AHHorizont ist aber homogen. In diesem Boden ist ein deutlicher Übergang vom A- zum G-Horizont vorhanden, Ödland, Profil ¡7 der sich im Humusgehalt deutlich beWaldboden, ' I merkbar macht. — ObstpLarrtage, " R Der Boden unter Obstplantage und Ackerboden, » W Acker weist im Verhältnis zu den bereits genannten Böden wesentlich ¡I geringere Gehalte an Humus auf, die im Ackerboden außerdem sehr schnell mit der Tiefe vermindert werden. Wird aus dem C-Gehalt, der Abb. 4: Vergleich des Humusgehalts Mächtigkeit der jeweiligen Horizonte verschiedener Profile

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und ihrem Volumengewicht der in verschiedenen Profilen bis zu einer Tiefe von 50 cm vorhandene Gesamt-Kohlenstoff errechnet, so ergibt sich folgende Tabelle 2: Tabelle 2 Gesamt-C bis zu einer Tiefe von 50 cm in verschiedenen Profilen Profil Nr.

Kulturart

Gesamt-C in kg/ha Relativ in kg/ha Relativ

IV I II III

Ödland Wald Obstplantage Acker

135000 190000 65000 62000

100 141 48 46

Unter dem Einfluß der Waldvegetation wurde nicht nur die Mächtigkeit des A-Horinzonts, sondern besonders der C-Gehalt der oberen 50 cm um 40% gegenüber dem unberührten Ödland erhöht, insbesondere entstand durch die Laubstreu ein 10 cm mächtiger Ar-Horizont als Charakteristikum des Waldbodens. Demgegenüber verminderte sich der C-Gehalt (und damit der Gehalt an organischer Substanz) durch die mehrmalige Bearbeitung unter Apfelplantage und durch die jährliche Bearbeitung im Ackerboden um 52 bzw. 54%. Obwohl das Laub der Apfelbäume auf dem Boden blieb, verminderte sich der Gehalt an organischer Substanz, besonders im Verhältnis zum Waldboden, sehr stark, was wahrscheinlich durch die schnelle Zersetzung der Streu verursacht ist (vergleiche auch den im Vergleich zum Waldboden höheren pH-Wert im A-Horizont des Profils II). Auffallend ist, daß durch jährliche Bearbeitung des Ackerbodens in diesem der C-Gehalt praktisch nicht stärker vermindert wurde als durch die seltene Bodenbearbeitung (nur in den ersten Jahren der Anlage) unter Obst. Allerdings ergab sich eine Veränderung des Ackerbodens insofern, als der Humusgehalt der oberen 20 cm etwas höher ist, mit zunehmender Tiefe aber stärker abnimmt als unter Obstplantage. Durch die regelmäßige Stallmistdüngung konnte die Verarmung der Ackerkrume an organischer Substanz (als Folge der jährlichen Bearbeitung) wirkungsvoll gehemmt werden. Das C/N-Verhältnis unterliegt in den einzelnen Profilen z. T. regellosen Schwankungen : Die höchsten Werte von 14—23 werden in verschiedenen D- und z. T. im C-Horizont erreicht, die niedrigsten Werte treten im Gley-Horizont des Ödlandes auf (5, 7). Allgemein variieren die C/N-Verhältnisse im B-, B/G- und G/B-Horizont zwischen 7,8 und 9,6, im A P -, An-Horizont und selbst im Ap-Horizont des Waldbodens zwischen 9,8 und 11,6. Das weist auf eine günstige Zusammensetzung der organischen Substanz im Profil dieser Böden hin. Nur in einem Falle wurde im Waldboden (AH, 50 cm Tiefe) ein höherer Wert von 17,4 ermittelt, was wahrscheinlich auf Beimischung wenig zersetzter Wurzelmasse zurückzuführen ist. Bezüglich des C/N-Verhältnisses ergibt sich somit keine Veränderung der Zusammensetzung der organischen Substanz durch die Vegetation (Ödland, Wald, Obstplantage) und durch die jährliche Bearbeitung (Acker im Verhältnis zum Ödland).

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PAGEL, Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische

Nur eine schwache Tendenz weist auf eine Erhöhung des C/N-Verhältnisses im A-Horizont unter dem Einfluß holzartiger Pflanzen (Wald, Obstbäume) hin: C/NVerhältnisse in der Krume des Ödlandes und Ackerbodens 9,8 und 9,9, unter Wald und Obst 11,6 und 10,8. Wegen der relativ geringen Schwankung des C/N-Verhältnisses ergibt sich praktisch eine geradlinige Abhängigkeit des N-Gehalts des Bodens von seinem Humusgehalt, wie aus der Abbildung 5 hervorgeht. Deshalb ist es selbstverständlich, daß die N-Verteilung in den untersuchten Profilen, die in der Abbildung 6 dargestellt ist, in enger Korrelation zum Humusgehalt (Abb. 4) steht. Die Berechnung des Gesamt-N-Vorrats bis zu einer Tiefe von 50 cm ergibt die Werte der folgenden Tabelle 3. Die Tabelle zeigt ein dem Humusgehalt (Tabelle 2) entsprechendes Ergebnis. Interessant ist dabei, daß trotz regelmäßiger jährlicher mineralischer N-Düngung der Gesamt-N-Gehalt des Ackerbodens am geringsten ist. Tabelle 3 Gesamt-N-Vorrat bis zu einer Tiefe von 50 cm in verschiedenen Profilen Profil Nr. IV I II III %

Gesamt.N'

Kulturart Ödland Wald Obstplantage Acker

Gesamt-N in kg/ha 14000 20000 7000 6000

Relativ 100 144 50 43

571

Albrecht-Thaer-Archi\r, Band 5, Heft 8, 1961 N-G*halt ms

OOS

in % OX

OÍS

0.3

«2

II" SO-

• Ödland., Profit Woldboden, ' -

Obdplantage,• Ackerboden, *

150

Abb. 6: Vergleich des N-Gehalts verschiedener Profile Eine starke Erhöhung des C- und N-Gehaltes in der oberen Bodenschicht unter dem Einfluß eines 80jährigen Eichenbestandes fand ACHTYRZEW (12) selbst noch auf gewöhnlichem Tschernosem. IV. Sorptions- und Nährstoffverhältnisse 1. In der folgenden Tabelle sind die T-Werte und Sättigungsverhältnisse wiedergegeben. Es ergibt sich eine kontinuierliche Abnahme des T-Wertes mit zunehmender Tiefe, die in erster Linie durch den in gleicher Richtung abnehmenden Gehalt an organischer Substanz bedingt ist. Auch die verschiedenen absoluten T-Werte des A-Horizontes (28,9—54,7 mval) lassen sich durch den unterschiedlichen Humusgehalt der einzelnen Profile erklären. Die V-Werte korrelieren mit den pH-Werten (vgl. Abb. 3) und zeigen eine schwache Abnahme im Ödland und eine verschieden starke Abnahme in der Krume und im C/D-Horizont der übrigen Profile. 2. Ahnliche Verhältnisse zeigt die Tabelle 5 für den Anteil der anorganischen und organischen Substanz an der Kationenumtauschkapazität der Böden: Entsprechend der unterschiedlichen Vegetation und Kultur variiert der Anteil der organischen Komponente am T-Wert im A-Horizont zwischen 26% (Obstplantage und Acker) und 77% (Wald) und läßt sich aus dem verschiedenen Einfluß der genannten Faktoren auf den Humusgehalt erklären. Allgemein nimmt der Anteil der organischen Substanz am T-Wert mit zunehmender Tiefe zunächst ab (entsprechend dem Humusgehalt) und steigt im C-, besonders aber im D-Horizont wieder etwas an.

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PAGEL, Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische

Tabelle 4 T-Wert und Sättigungsgrad mval/100 g Boden

Profil Nr.

Tiefe cm

IV

0 - 60 6 0 - 90 90-105 105-125 > 125

33,5 19,8 18,1 17,0 10,8

1,4 1,1 1,1 1,3 1,6

32,1 18,7 17,0 15,7 9,2

96 94 94 92 85

I

2 - 10 1 0 - 30 3 0 - 60 6 0 - 85 85-130 130-145 > 145

54,7 39,2 27,2 18,9 19,2 15,2 4,7

30,0 20,2 1,9 1,0 0,9 2,4 1,3

24,7 19,0 25,3 17,9 18,3 12,8 3,4

45 48 93 94 95 84 72

T

T-S

S

Sättigungsgrad V in %

II

0405590>

40 55 90 95 120

28,9 24,3 22,2 12,6 5,9

2,4 1,7 1,0 0,8 0,6

26,5 32,7 21,2 11,8 5,3

92 95 96 94 90

III

0223762>

22 37 62 75 75

29,2 26,2 21,0 18,4 10,1

1,0 0,9 0,9 0,7 0,5

28,2 25,7 20,1 17,7 9,6

97 98 96 97 95

Letzteres ergibt sich einerseits aus dem bereits erwähnten hohen Gehalt des sandigen Schlicks an organischer Substanz, andererseits aus der plötzlichen Abnahme des Tongehalts (dem wichtigsten anorganischen Träger des T-Wertes) beim Übergang vom C- zum D-Horizont. Dementsprechend erreicht die anorganische Komponente in mittleren Tiefen den höchsten Anteil an der Kationensorption. Der T-Wert der anorganischen Substanz liegt (mit Ausnahme des D-Horizonts) zwischen 10 und 22 mval/100 g. Dabei wird im Waldboden und — nur angedeutet — im Ackerboden in bestimmter Tiefe ein Maximum durchlaufen. Die T-Werte der anorganischen Substanz in den AH-Horizonten ergeben folgende ansteigende Reihe: Ödland (18,6) -> Acker (19,8) Obstplantage (21,7) -> Wald (22,5). Daß heißt, es ergibt sich die Reihenfolge, die auch bei der Darstellung der Verbraunung nachweisbar war. Da dieser Anstieg aber für die B- bzw. G-Horizonte nicht zutrifft, ist ein Zusammenhang zwischen Verbraunung und der genannten T-Wert-Änderung nicht sicher. 3. Die Umrechnung der T-Werte auf den Tongehalt bzw. den Gehalt an organischer Substanz ergibt die Werte der folgenden Tabelle 6.

Albrecht-Thier-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961

573

Die organische Substanz zeigt im B- bzw. G/B-Horizont mit 400—490 mval die höchste Austauschkapazität; im C/D-Horizont geht sie auf 260—270 mval zurück; im A-Horizont erreicht sie die höchsten Werte im Acker- und Ödlandboden (383 bis 390 mval), etwas geringere Werte unter Obst und die geringsten (177) im Ap-Horizont des Waldbodens. Daraus läßt sich folgende allgemeine Tendenz ableiten: Mit enger werdendem C/N-Verhältnis im Boden steigt der T-Wert der organischen Substanz an. Alle bisher beschriebenen Eigenschaften des Sorptionskomplexes lassen sich aus der Entstehung der Böden (Schlickgehalt im D-Horizont) und dem unterschiedlichen Einfluß der Kulturart auf den Gehalt und die Verteilung der organischen Substanz im Boden erklären. Schwieriger sind die T-Werte/100 g Ton zu deuten: Ohne Berücksichtigung des C- und D-Horizontes ergeben sich für die übrigen Horizonte folgende Werte: Profil IV, Profil I, Profil II, Profil III,

Ödland Wald Obst Acker

= = = =

41,0 50,9 52,5 50,1

mval mval mval mval

Tabelle 5 T-Wert der anorganischen Substanz und Anteil der anorganischen und organischen Substanz am T-Wert Profil Nr.

Tiefe cm

IV

0 - 60 6 0 - 90 90-105 105-125 > 125

I

2 - 10 1 0 - 30 3 0 - 60 6 0 - 85 85-130 130-145 > 145

Anorganische Substanz T in mval/100 g

Anteil am T-Wert in % anorganisch

organisch

18,6 17,6 16,4 15,3 8,6

52 89 91 90 80

48 11 9 10 20

12,6 22,5 19,7 15,4 16,2 10,6 3,1

23 57 72 81 84 70 66

77 43 28 19 16 30 34

II

0405590>

40 55 90 95 120

21,7 20,6 18,3 10,2 4,8

74 85 82 81 81

26 15 18 19 19

III

0223762>

22 37 62 75 75

19,8 20,9 18,8 16,7 9,0

67 78 90 91 89

33 22 10 9 11

574

P A G E L , Veränderung des Bodens in der Altmärklschen Wische

Tabelle 6 T-Wert der organischen Substanz und der Tonfraktion T der anorganischen Komponente mval/100 g Ton

T der organischen Komponente mval/100 g organische Substanz

Profil Nr.

Tiefe cm

IV

0 - 60 6 0 - 90 90-105 105-125 > 125

39,1 43,2 40,8 36,9 195,1

383 461 412 347 261

I

2 - 10 1 0 - 30 3 0 - 60 6 0 - 85 85-130 130-145 > 145

45,3 47,1 51,8 53,9 45,8 59,2 132,5

177 363 395 432 490 381 271

II

0 - 40 4 0 - 55 5 5 - 90 9 0 - 95 > 120

53,1 53,2 51,3 55,4 183,4

329 412 481 392 269

0223762>

47,1 50,6 62,5 53,4 145,1

390 408 432 331 268

III

22 37 62 75 75

Diese Erhöhung des T-Wertes der Tonfraktion der Profile I, II und III gegenüber dem Ödland ist z. T. auf den die Verbraunung fördernden Einfluß der Vegetationsund Nutzungsform zurückzuführen. Dabei ist nicht ausgeschlossen, daß durch diesen Einfluß (besonders durch den Kalientzug) ein Teil der vorherrschenden Illit-Tonmineralien in den kultiyierten Böden (Profile I, II, III) in montmorillonitische Mineralien umgewandelt und die Austauschkapazität erhöht wurde. Die Variation der T-Werte innerhalb der einzelnen Profile und besonders das Ansteigen derselben im D-Horizont auf 130—195 mval/100 g Ton läßt sich allerdings durch diese Annahme nicht erklären. Ein Vergleich der einzelnen T-Werte innerhalb der einzelnen Profile mit den dazugehörenden Texturanalysen legt die Beteiligung anderer Fraktionen am T-Wert nahe: Während zwischen T-Wert und Schluffgehalt keine Korrelation besteht, ergibt sich eine deutliche Abhängigkeit des T-Wertes vom Gehalt an Feinsand. Wie die Abbildung 6 a, in der diese Abhängigkeit dargestellt ist, zeigt, steigt der T-Wert (berechnet auf die Tonfraktion) mit zunehmendem Feinsandgehalt in allen Profilen zunächst wenig, dann stärker an. Diese Abhängigkeit kann in einigen Fällen dazu führen, daß der T-Wert der anorganischen Komponente mit fallendem Tongehalt

T- Vieri

m

m v o l T o n

130. Ho-

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•

' Profil

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- Profil

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I

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100 30 80

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30

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HO +S SO 5i

60

£S tO

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go

FemtandM%

Abb. 6a: T-Wert der Tonfraktion in Abhängigkeit vom Feinsandgehalt des Bodens

ansteigt. Darauf zurückzuführen ist auch der hohe auf die Tonsubstanz bezogene T-Wert im D-Horizont (65—85% Feinsand). Zwei Ursachen können diese Erscheinung hervorrufen: a) Verunreinigung der gröberen Fraktionen mit Tonmineralien, b) Beteiligung der gröberen Fraktionen selbst am Kationenumtausch. Wie die folgenden Untersuchungen zeigen, können beide Ursachen zusammenwirken : McCONAGHY und McALEESE (14) fanden an grundwasserbeeinflußten schweren Basaltböden in Nordirland bei mit der Tiefe abnehmendem Tongehalt ein Ansteigen des T-Wertes. Nach gründlicher Trennung der einzelnen Fraktionen ergab sich für die Schluflfraktion in einem Falle ein um 15% höherer T-Wert als für die Tonfraktion; für den Feinsand wurde ein T-Wert von 31, für Grobsand ein solcher von 20 mval/100 g ermittelt. Trotz umfangreicher Reinigungsarbeiten nehmen die Autoren als Ursache dieser Erscheinungen Verunreinigungen der gröberen Fraktionen mit Mineralien der Tonfraktion an. HOSKING, NEILSON und CARTHEW (15) untersuchten die Sand-, Ton- und Schiufffraktion an 24, meist australischen Böden und ermittelten mit Hilfe der DTAnalyse und röntgenoptisch: Basaltische und alkalische Böden enthalten in der Schiufffraktion weniger Tonmineralien als granitische Böden, sie enthalten aber in der 40

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961

576

PAG HL, Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische

Sandfraktion im Mittel 20% Tonmineralien. Die Autoren schließen deshalb auf einen zur Bildung von stabilen Aggregaten befähigten Mineralaufbau. Die vorliegenden Untersuchungen weisen auf das Vorkommen ähnlicher Merkmale und Eigenschaften in den schweren Wischeböden hin. 4. Einen Überblick über die laktatlöslichen Nährstoffe der verschiedenen Profile gibt Tabelle 7: Tabelle 7 Laktatlösliche Kali- und Phosphorsäure Profil Nr.

Tiefe cm

K 2 0 mg/100 g

P 2 0 6 mg/100 g

IV

0 - 60 6 0 - 90 90-105 105-125 > 125

1,0 1,0 0 2,5 1,0

3,0 4,0 7,0 12,5 3,0

I

2 - 10 1 0 - 30 3 0 - 60 6 0 - 85 85-130 130-145 > 145

11,5 0,5 0 0 0,5 3,0 1,0

39,5 8,5 8,0 11,5 17,0 15,5 8,5

II

0405590>

40 55 90 95 120

1,5 0 0,5 0 1,0

12,5 13,5 10,5 10,5 8,5

III

0223762>

22 37 62 75 75

12,5 0 0 0 1,0

11,5 5,5 2,5 2,5 1,5

Der Gehalt an mobilisierbarem Kali ist in den untersuchten Böden allgemein sehr gering. Nur im Ap-Horizont des Waldbodens (K-Anreicherung in der Laubstreu) und im A P -Horizont des Ackerlandes (jährliche Düngung) werden höhere Werte erreicht. Obwohl das Ödland nicht genutzt wird, ist auch hier der Gehalt an laktatlöslichem Kali gering. Demgegenüber ergeben sich relativ hohe P-Werte. In den noch stärker vergleyten Böden (Ödland, Acker) liegt weniger mobilisierbare Phosphorsäure vor als in den weniger vergleyten, aber stärker verbraunten Böden (Wald, Obstplantage). Da das auch für den D-Horizont zutrifft, ist ein Abtransport der unter reduzierenden Bedingungen leichter löslichen Phosphorsäure mit dem Grundwasser nicht unwahrscheinlich. Eine im Verhältnis zu den übrigen Horizonten starke Anreicherung der Phosphorsäure erfolgte — wie beim Kali — im AF-Horizont des Waldbodens und im A P Horizont des Ackers. Die dafür beim Kali angeführten Ursachen wirken auch auf die Verteilung bzw. Verlagerung der Phosphorsäure im Profil.

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961

577

V. Struktur Die im August/September 1960 aufgenommenen Strukturdiagramme der untersuchten Profile (Stechzylindermethode) sind in den Abbildungen 7—10 wiedergegeben.

40»

578

P A G E L , Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische

O

SO

--#>oVo¿

%

Der schlickige Feinsand des D-Horizontes ist in allen Profilen sehr verschlämmt und hat nur ein Porenvolumen von 35—36%. Der Luftanteil ist in diesem Horizont mit 3—5% ebenfalls gering. Das Profil IV (Ödland, Abb. 7) hat bis in größere Tiefen ein günstiges Porenvolumen von 54—55%, das nur im G 0 /B 1 -Horizont auf 49% sinkt. Der Wasseranteil ist allerdings durchgehend sehr hoch, so daß nur ein Luftvolumen von 4 (G/Bj) bis 8% (G r /C und Ah) bleibt. Unter diesen Bedingungen ist die Mineralisation der organischen Substanz gehemmt, die Reduktion und Vergleyung wird gefördert.

Albrecht-Thacr-Archiy, Band 3, Heft 8, 1961

579

Im Profil I (Waldboden, Abb. 8) ist ebenfalls eine günstige PV-Verteilung in Abhängigkeit von der Tiefe erkennbar. Sie sinkt allerdings im B/G-Horizont auf 45% ab. Zur Zeit der Probeentnahme war allerdings in den A-Horizonten ein größeres Luftvolumen von 11 bis 19% vorhanden. Dieses sinkt im B/G-Horizont auf 1—2% ab. Daraus wird wahrscheinlich, daß in diesem Profil ein relativ krasser Übergang zwischen Reduktion und Oxydation vorhanden ist, wobei in den oberen Horizonten die Oxydation vorherrscht. Dadurch wird die Sesquioxyd-, besonders Eisenoxydanreicherung und damit die Verbraunung gefördert. Die stärkste Verbraunung war deshalb in diesem Profil nachweisbar (vergleiche Profilbeschreibung und Abb. 2). Ein ähnliches Resultat folgt aus dem Strukturdiagramm des Profils II (Obstplantage, Abb. 9). Allerdings ist hier eine deutliche und mächtige Verdichtungszone mit einem PV von 41—44% (A/B und B/G) erkennbar. Die Verteilung des Luftvolumens und die Sesquioxydanreicherung sind denen des Waldbodens ähnlich. Ebenfalls eine Verdichtung des A/B- und B/G-Horizontes ist im Ackerboden (Profil III, Abb. 10) nachweisbar. Die Verteilung des Luftvolumens entspricht hier allerdings mehr dem des Ödlandes, was gut mit der relativ geringen Sesquioxydanreicherung im B/G-Horizont übereinstimmt. Der Vergleich des PV-Anteils der verschiedenen Profile, dargestellt in der Abbildung 11, zeigt: 1. Den größten PV-Anteil im A-Horizont und damit die günstigste Struktur dieser schweren Böden hat das nicht bearbeitete Ödland. Mit zunehmender Bearbeitungsintensität (Ödland - > Wald - > Obstplantage Acker) wird das PV geringer, und der Ackerboden weist trotz jährlicher Bodenbearbeitung mit 42—44% das geringste Porenvolumen und die ungünstigste Struktur auf. 2. Darüber hinaus nimmt das schon geringe PV in den mehr oder weniger bearbeiteten Böden (Acker, Obstplantage) unterhalb des A P -Horizontes plötzlich sehr stark ab, und es tritt eine Verdichtungszone auf. 3. In dem schwach verdichteten Gj/Bj-Horizont des völlig unbearbeiteten Ödlandes ist der PV-Anteil noch höher als im A P -Horizont des jährlich bearbeiteten Ackerbodens. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß das PV von 47% im A P -Horizont des Ackerbodens in der Krume nach der Silomaisernte zwischen den Spuren der Traktor- und Häckslerräder ermittelt wurde. Die PV-Bestimmung in den Radspuren ergab 43%, ein um 4% geringeres Porenvolumen. Die beschriebenen PV-Bestimmungen sagen nichts über die Strukturstabilität aus. Anhaltspunkte darüber konnten visuell beim Aufgraben der Profilgruben erhalten werden: Dabei zeigte sich, daß die beste Krümelung in der Krume des Ackers vorhanden war; die größte Kohäsioninnerhalb und zwischen den einzelnen Aggregaten war dagegen in den A-Horizonten des Waldbodens und des Ödlandes nachweisbar. Wahrscheinlich ist das hohe Porenvolumen des Wald- und Ödlandbodens mit einer hohen, das geringe Porenvolumen der bearbeiteten Böden (Obst, Acker) mit einer geringen Strukturstabilität verbunden (vergleiche auch den unterschiedlichen Humusgehalt).

580

PAGEL, Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische 35

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§

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Ödland, Profil ff Woldboden, •

K •(00-

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Obstplontage," TL Ackerboden

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Abb. 1 1 : Vergleich des Porenvolumens verschiedener Profile

Das stimmt überein mit den Untersuchungen von ACHTYRZEW (12), der bei der Untersuchung des Einflusses einer 80jährigen Eichenanpflanzung auf gewöhnlichem Tschernosem einen Anstieg der Strukturstabilität durch die Waldvegetation feststellte. Folgende Grundzustände der Struktur konnten beobachtet werden (Nomenklatur vgl. KOEPF, 13): Die G/D- bzw. D/G-Horizonte wiesen Einzelkonstruktur auf mit einzelnen Ubergängen (in Abhängigkeit vom Schlickanteil) zur kohärenten Struktur; in den G/C-Horizonten ließ sich kohärente Struktur nachweisen; im B/G- bzw. G/B-Horizont war der aggregierte Strukturzustand vorherrschend, wobei im Waldund Ackerboden sowie unter Obst bröckelige bzw. prismatische Absonderungen und Brüche, unter Obst und am ausgeprägtesten im Ackerboden polyedrische Absonderungen auftraten, nur im G-Horizont des Ödlandes war deutliche kohärente Struktur vorhanden. Der A-Horizónt unter Ödland kann durch kohärent-aggregierte Struktur mit wenig ausgeprägten subpolyedrischen Absonderungen charakterisiert werden, während die A-Horizonte unter Wald und Obst deutliche aggregierte Struktur mit polyedrischen Absonderungen besitzen; im A P -Horizont des Ackers ergab sich schließlich deutlich krümelige, im A/B-Horizont würfelig-polyedrische Struktur. D i s k u s s i o n der E r g e b n i s s e Durch die im Untersuchungsgebiet vorhandene, während des II. Weltkrieges und einige Zeit danach unwirksame Grabenentwässerung (vgl. MÜLLER, 5) zeigen die ursprünglich vorhandenen Eugleye die Tendenz, in verbraunte Gleye überzugehen. Das ergibt sich aus der beginnenden Bildung eines verbraunten Horizonts im Ödlandprofil.

Albrecht-Thaer-Archiv, Bind 5, Heft 8, 1961

581

Diese Typenwandlung vom Eugley in den Semigley über den Prozeß der Verbraunung wird durch den untersuchten, Faktorenkomplex Vegetation-NutzungBearbeitung-Düngung in unterschiedlichem Ausmaß gefördert. Eine genaue Differenzierung der Einzelfaktoren dieses Komplexes ist nicht möglich. Der Vergleich verschiedener Profile weist jedoch darauf hin, daß der in erster Linie die durch Farbänderung und Sesquioxydanreicherung gekennzeichnete Verbraunung bedingende Faktor nicht die Bearbeitung, sondern die Vegetation ist: Ödland und Acker zeigen nämlich bei völlig unterschiedlicher Bearbeitung und Nutzung (unbearbeitet gegen jährlich -bearbeitet) einen ähnlichen Verbraunungsgrad. Zwar ist die Verbraunung des Bodens unter Acker wesentlich deutlicher als unter Ödland, woraus folgt, daß die jährliche Bearbeitung und Ackernutzung den Prozeß der Verbraunung fördert; aber unter Waldvegetation und Obstplantage ist die Verbraunung und die Anreicherung der Sesquioxyde in bestimmten Horizonten wesentlich stärker ausgeprägt als unter Ödland und Acker. Der Verbraunungsprozeß und die Umwandlung des Gley-Horizontes in den B-Horizont setzt ein Vorherrschen der Oxydation über die Reduktion voraus. Das Wurzelsystem der verholzten Pflanzen (Wald, Obstbäume) ist stabiler als das von Gräsern und als das der meisten landwirtschaftlichen Kulturpflanzen. Unter dem Einfluß dieser Pflanzen entstehen im Boden zahlreiche luftführende Wurzelkanäle, in deren Peripherie die Anhäufung der Sesquioxyde, besonders des Eisens, beginnt, wie sich deutlich an den beschriebenen Profilen beobachten ließ. Daraus folgt, daß zwar der Verbraunungsprozeß durch die jährliche Bodenbearbeitung gefördert wird, daß der weitaus stärker wirksame Faktor bei dem geschilderten Typenwandel aber die Vegetation ist. Der seit mindestens 100 Jahren nicht bearbeitete Waldboden ist wesentlich stärker verbraunt als der jährlich bearbeitete Ackerboden, und der kaum bearbeitete Boden der Obstplantage ist ebenfalls stärker verbraunt als der jährlich bearbeitete Boden. Auch die sonstigen für die Nutzung wichtigen Bodeneigenschaften werden durch den Komplex Vegetation-Bearbeitung stark beeinflußt, allerdings scheint hierbei die Bearbeitung ebenfalls von entscheidendem Einfluß zu sein: Der höchste C- und NGehalt ist in den völlig unbearbeiteten und ungenutzten Böden (Ödland, Wald) zu finden. Mit zunehmender Bearbeitungsintensität nimmt der Gehalt an diesen Elementen über Obstplantage zum Acker ab. Dabei wirkt die intensive Düngung (des Ackers) diesem Effekt entgegen und läßt diese Tendenz weniger deutlich erkennen. Der ebenfalls starke Einfluß der Vegetationsform ergibt sich aus dem im Verhältnis zum Ödland um 40—50% höheren C- und N-Gehalt des Waldbodens. Düngung, Bearbeitung und Vegetation beeinflussen ferner die Nährstoffverteilung innerhalb des Profils und führen bei Wald und Acker zu einer Anreicherung in den Oberflächenhorizonten. Allerdings kann auch das Grundwasser an der Nährstoffverlagerung beteiligt sein. Bezüglich der Sorptionsverhältnisse wird eine mit der Verbraunung (Typenwandel) korrelierende Tonmineralumbildung zu Mineralien mit höherem T-Wert angedeutet. Das ergibt sich nicht nur aus dem mit der Verbraunung zunehmenden T-Wert der anorganischen Komponente in den oberen Horizonten von 18,6 (Ödland) auf 22,5 mval/100 g Boden (Wald), sondern auch aus den um 10 mval höheren

582

PAGEL, Veränderung des Bodens in der Altmärkischen Wische

T-Werten der Profile I, I I und III gegenüber dem Ödland (40 gegen 50 mval/100 g Ton). Diese Umwandlung wird durch die starke Beteiligung der Feinsandfraktion am T-Wert des Gesamtbodens nur undeutlich erkennbar. Alle sonstigen Unterschiede bezüglich der Sorptionsverhältnisse sind im wesentlichen eine Folge des unterschiedlichen durch Bearbeitung, Vegetation und Düngung bedingten C-Gehalts der Böden. Schließlich wird auch die Struktur dieser schweren Böden durch den genannten Faktorenkomplex beeinflußt. Dabei ergibt sich, daß im unbearbeiteten Boden das höchste Porenvolumen mit der größten Strukturstabilität, im jährlich bearbeiteten Boden (Acker) dagegen das geringste Porenvolumen mit der geringsten Strukturstabilität auftritt. Diese Unterschiede sind demzufolge von der Bodenbearbeitung und der Vegetation abhängig. Zusammenfassung Die Untersuchung und der Vergleich verschiedener Profile in der Altmärkischen Wische ergaben: 1. Die durch die Entwässerung bedingte beginnende Verbraunung der Eugleye wird durch unterschiedliche Vegetation, Nutzung und Bearbeitung wesentlich gefördert. 2. Die Vegetationsform holziger Pflanzen (Wald, Obstbäume) fördert die Typenwandlung vom Eugley zum verbraunten Gley am stärksten. 3. Gekennzeichnet wird diese Umwandlung durch Farbänderung und Anhäufung von Sesquioxyden. 4. Unter dem Einfluß des genannten Faktorenkomplexes kommt es zur Ausbildung unterschiedlicher agrikulturchemisch wichtiger Bodeneigenschaften (C-, N-Gehalt, Struktur). Pe3K)Me HCCJIEAOBAHNE H cpaBHemie pa3jmHHHx npoHJieft B AjibTMepKHine Biiine aa-wi cjieayiomHii pe3yjn>TaT: 1. BH3BaHHoe ocymeiraeM HaniraaiomeecH noßypemie eßrjieeBHX nora (Eugleye) 3HaiHTejitHö n o f l A e p J K H B a e T C H paajimHOö pacTirrejibHOCTbio, nojibaoBaHiieM H OÖpaÖOTKOft. 2. BereTaqHOHHan opMa npeßecHHx pacTemiä (jiec, njiOAOBue HepeBbH) cnocoScTByeT npeBpameHHio THIIOB OT eßrjieeBoä IIOHBH (Eugley) K noöypeBiueft rjieeBofi noiBe ciijitHee Bcero. 3. 9TO npeBpameHne BupawaeTCH B H3M6H6HMH ijBeTa h B HaKOnjieHHH nojiyTopH H X OKHCJIOB.

4. nofl BJiHHHHeM ynoMHHyToro KOMnjieKca aKTopoB oßpasyiOTCH pa3jiHHHBie arpoxHMHqecKH BAJKHTIE cBOiicTBa IIOHBH (coflepjKamie C, N , CTpyKTypa). Summary The examination and comparison of various profiles in the Altmärkische Wische yielded the f ollowing results: 1. The beginning browning of eugleys caused by drainage is greatly favoured by a different Vegetation, utilization and cultivation.

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961

583

2. The Vegetation form of woody plants (forest, fruit trees) adds most to the change from eugley to browned gley. 3. This conversion is marked by a change in colour and an accumulation of sesquioxydes. 4. Under the influence of the factor complex mentioned soil properties of a different importance from the viewpoint of agricultural chemistry develop (C-, N-content, structure). Literaturverzeichnis 1. THUN, R., R.HERRMANN und E. KNICKMANN: Methodenbuch. Bd. I: Die Untersuchung von Böden. 1955, 3. Aufl., Berlin, Neumann-Verl. 2. BILTZ, H., und W. BILTZ: Ausführung quantitativer Analysen. 1953, 7. Aufl., Stuttgart 3. STREMME, H.: Die Böden der DDR. 1950, Berlin, Dt. Zentralverl. 4. LORENZ, P.: Altmärke Wische und Oderbruch, eine bodenkundliche Betrachtung. Dt. Landwirtsch. 1951, 2, 644 5. MÜLLER, F.: Der Plan zur sozialistischen Umgestaltung der Altmärkischen Wische — ein Beispiel für die Erschließung bisher nicht genutzter Produktionsreserven in den Niederungsgebieten der DDR. Internat. Z. Landwirtsch. 1960, H. 6, 40 6. MÜCKENHAUSEN, E.: Die deutschen Bodentypen nach dem heutigen Stande der Bodentypenlehre. Geol. Rdsch. 1936, XXVII, 129 7. MÜCKENHAUSEN, E.: Die wichtigsten Böden der Bundesrepublik Deutschland. 1959, Frankfurt/M. 8. KUBIENA, W. L.: Bestimmungsbuch und Systematik der Böden Europas. 1953, Stuttgart, Enke-Verl. 9. Klima-Atlas für das Gebiet der Deutschen Demokratischen Republik. 1953, Berlin, Akad.-Verl. 10. FLEGEL, R.: Zur Systematik der Böden. Bodenkde. u. Bodenkultur 1954, 4, 23/24 11. MÜCKENHAUSEN, E.: Entwurf einer Systematik der deutschen Böden. (Manuskript) 12. ACHTYRZEW, B. P.: Die Veränderung des gewöhnlichen Tschernosems unter dem Einfluß einer 80jährigen Eichenanpflanzung. Bodenkde. 1956, 11, 50 (russisch) 13. KOEPF, H.: Beitrag zur Strukturbildung bei verschiedenen Bodentypen. Landwirtsch. Forsch. 1961, XIV, 1 14. McCONAGHY, S., andD. M. McALEESE: Studies on the basaltic soils of Northern Ireland. I. Cation-exchange properties. II. Contributions from the sand, silt and clay separates to cation-exchange properties. G. Soil Sei. 1957, 8, 127 15. HOSKING, J. S., Marion E. NEILSON and A. R. CARTHEW: A study of clay mineralogy and particle size. Austral. J. agric. Res. 1957, 8, 45

584 Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. E. RÜBENSAM)

H. E . F R E Y T A G

E i n Beitrag zur Kenntnis der Huminsäuresynthese 1 I. Teil: Über die Zerlegung von Huminstoffextrakten mit Hilfe der Diffusion und Zusammenhänge zwischen Kopplungsgrad und Farbtypsteilheit Eingegangen: 25. 3. 1961

Von den beiden Fundamentalprozessen im biologischen Kohlenstoff-Kreislauf (der Photosynthese und der Mineralisation) ist der Mineralisationsprozeß das die Umlauf- oder Reaktionsgeschwindigkeit bestimmende Glied, insbes. auch deshalb, weil beachtliche Anteile der anfallenden postmortalen Ausgangssubstanzen hierbei nicht bis zu den einfachsten Endprodukten abgebaut, sondern im Verlaufe der Humifizierung als erste einigermaßen stabile organische Verbindungen im Boden gespeichert werden. Die Anwesenheit dieser relativ stabilen organischen Substanzen im Boden, die — aus dem Hauptwege des Kohlenstoff-Kreislaufes abzweigend — sich im Verlaufe des Humifizierungsprozesses bilden, ist zur Gewährleistung der Existenz des photosynthetisierenden Gliedes dieses Kreislaufes von ausschlaggebender Bedeutung; denn die Huminstoffbildung ist der Prozeß in der Natur, durch den — neben der Tonbildung aus der Gesteinsverwitterung — der Boden als Standort und Nährstoffspeicher für die Pflanze erst geeignet gemacht wird. Im Bereich des Bodens kennt die Natur alle Übergänge. Deshalb ist auch die Suche nach Einordnungsprinzipien hier sehr verwirrend. Eigenartigerweise aber können, wie immer mehr erkannt wird, fast alle pflanzlichen oder tierischen Ausgangsstoffe — sei es über die Mikrobentätigkeit, während der Autolyse oder auf direktem Wege — nach Erreichen raktionsfähiger Stufen im Humifizierungsprozeß zu Huminstoffen synthetisiert werden. Es muß deshalb von Interesse sein, die generell befolgten Prinzipien beim Ablauf dieses von den verschiedenartigsten postmortalen Ausgangsstoffen ausgehenden Fundamentalprozesses näher kennenzulernen. Das Wesentliche des hierbei in Frage kommenden Reaktionsgeschehens liegt wahrscheinlich in „ . . . einer Verknüpfung relativ oxydabler Bauelemente durch Polymerisation oder Polykondensation zu höhermolekularen Verbindungen mit wahrscheinlich sphärischer Gestalt infolge dreidimensionaler Vernetzung . . . " (SCHEFFER u. WELTE, 1). Die Annahme, daß die ursprünglich vori S W E N O D E N (2) auf Grund ihrer Löslichkeitseigenschaften aus Boden- oder Pflanzenextrakten isolierbaren sogen. Fulvo-, Hymatomelan- und Huminsäurefraktionen Zwischenglieder einer Polymerisationsreihe seien, besteht schon seit langem. Infolge des chemisch so heterogenen Ausgangsmaterials stehen aber einer Nachprüfung dieser Annahme erhebliche Schwierigkeiten entgegen, die nicht zuletzt auf der Wahl ungeeigneter Meßkriterien beruhen. In Anbetracht der noch nicht erwiesenen analytisch exakten Isolierbarkeit war es deshalb nötig, ein durch die Anwesenheit von huminstofffremden Begleitsubstanzen in den immer noch konventionell abtrennbaren Fraktionen möglichst unbeeinflußtes Meßkriterium zu suchen. Geht man von der schon bei der Huminstoffdefinition betonten „charakteristischen F ä r b u n g " der Huminstoffe aus, so erscheint es naheliegend, auch daraus ableitbare Meßkriterien zu gewinnen, zumal auf diese Weise alle nicht gefärbten, definitionsgemäß also huminstofffremden und deshalb störenden Begleitkomponenten in den Fraktionen nicht mit erfaßt werden. — Die im folgenden beabsichtigte Nutzung 1

Nach einer Habilitationsschrift an der Landwirtschaftlichen Fakultät der Friedrich-Schiller-Universität Jena, 1960

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961

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photometrischer Kriterien fordert jedoch zunächst eine eingehende Beurteilung ihres Aussagewertes. A. Zu den F a r b m e s s u n g e n Wird eine Huminsäurelösung bei verschiedenen Wellenlängen des sichtbaren Lichtes photometriert, so erhält man einen Lichtabsorptionsverlauf, wie ihn z. B. Abbildung 1, Kurve A, zeigt. Für die allgemein stark verdünnten HuminstoffLösungen gilt das LAMBERT-BEERsche Gesetz [E = e • c • d, bzw. für d = 1 cm, k = e • c mit e = f(X)]. In der Kurve A ist also die Funktion k = f(X)cl über den verschiedenen Lichtwellenlängen mit ^ als Parameter dargestellt. — Dieselbe Lösung, nur bei geringerer Konzentration c 2 kolorimetriert, erscheint als zwar tiefer liegende, jedoch im Absorptionsverlauf gegenüber A verzerrte Kurve (B). — Der Grund hierfür erklärt sich aus dem LB-Gesetz, besser gesagt aus dem Produkt e • c; denn die in Abhängigkeit von der Lichtwellenlänge in beiden Fällen gleicherweise variierenden g-Werte werden mit verschieden großen Faktoren (ca und Cj) multipliziert. Verwandelt man jedoch das Produkt e • c in eine Summe, was durch Logarithmierung zu erreichen ist, so erhält man additive Verhältnisse zwischen e und c (log k = log s + log c), d. h., Konzentrationsänderungen können die Lichtwellenlängen-s-Abhängigkeit nicht mehr stören: Die Kurven bleiben trotz c-Änderungen typkonstant (Kurven A' und B'). Durch die Logarithmierung wird überdies die Gestalt der Kurve bei den Huminstoffen eigenartigerweise annähernd zur Geraden gestreckt. Da eine Gerade sich durch ihre Steigung charakterisieren läßt, ist so ein einfacher zahlenmäßiger Ausdruck S 0 c bzw. k = 0 handen

c bzw. k = k 0

im unteren Teil des Diffusionszylinders z. Z. t 0 nur Lösung mit der Konzentration c0 bzw. k 0 vorhanden

für x < 0

ergibt die Integration dieser Differentialgleichung k =

k,

1 -d>

( 2 |/Dt )

worin O das GAUSSsche Fehlerintegral z

2 0(z) = D t k0 qa

r J e-S"d£

bedeutet,

o = 0,461 cm2 d- 1 = 2,948 d = 0,525 . . . k 0 /2 = 0,2625 = 34,93 (Lage der Grenzschicht, ermittelt aus Abszissenwert von k 0 /2 auf der q-Skala, ^ x = 0)

x [cm] . . . d. h., die Ablaufquoten q müssen noch in die x-Skala (Vorschub- bzw. Diffusionsstrecke in cm-Einheiten, + x = Richtung nach kleineren q-Werten [obere Hälfte des Diffusions-Rohres]) überführt werden: Die lineare (proportionale) Beziehung zwischen den Ablaufquoten q und den Vorschub•strecken x läßt sich durch die Gleichung x = m • q + b ausdrücken. Für die Bestimmung dieser Geraden sind die erforderlichen 2 Punkte bekannt: P t (x t = .0, qx = a), d. h., an der Grenzschichtstelle q a soll x = 0 sein, — und P2 (x2 = + 1, q 2 = a — 4,95), was aus der Vorschub-/Quotenabhängigkeit folgt (lq = 2,02 mm Vorschub; 4,95 q = 10 mm = x = 1 cm Vorschub) und besagt, daß 4,95 Ablaufquoten vor bzw. über der Grenzschichtstelle qa der Wert x 2 = + 1 liegen soll. Für Pi gilt und für P 2

I. II.

0 = ma + b 1 = m (a - 4,95) + b

595-

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961

Daraus folgt durch Subtraktion (I—II) 1

a

m = — "^"gij- und damit (m in I oder II eingesetzt) wird b = ^ ^

, so daß sich schließlich

die gesuchte quantitative Beziehung zur Errechnung det Vorschubstrecken in x-Einheiten [cm] ergibt zu 1 a a— q x = mq + b = - -j^r- • q + = [cm]. 4,95 4,95 4,95

Mit den bekannten bzw. wie angegeben zu ermittelnden und einzusetzenden Faktoren läßt sich nach k = —— 1 — O der theoretisch zu erwartende 2 2j/Dt Konzentrations verlauf 1 über der Diffusionsstrecke x darstellen. Die so errechneten Werte deckten sich gut mit den gemessenen, in Abbildung 5 eingetragenen Werten (Zahlenvergleich s. Tab. k,hcor und k exp ). Tabelle Errechnung der über der Diffusionsstrecke theoretisch nach dem II. Diffusionsgesetz zu erwartenden k-Werte und ihr Vergleich mit den experimentell gefundenen z =

q

X

18

+3,42 +3,02 +2,61 +2,20 +1,80 +1,40 +0,99 +0,19 -0,62 -1,02 -1,43

20 22 24 26 28 30 34 38 40 42

(\ 2 ] /XD t / 1 1,467 1,296 1,120 0,944 0,772 0,601 0,427 0,081 0,266 0,438 0,613

®(z)

1 - ® (z)

0,962 0,933 0,887 0,818 0,725 0,605 0,454 0,091 0,293 0,464 0,614

0,038 0,067 0,113 0,182 0,275 0,395 0,546 0,909 1,293 1,464 1,614

ktheor.

0,010

0,018 0,030 0,048 0,072 0,104 0,143 0,239 0,339 0,384 0,424

kexp.

0,012

0,019 0,032 0,050 0,073 0,105 0,143 0,238 0,335 0,383 0,423

Die entwickelte Diffusionsapparatur ist somit mit Hilfe einer h o m o g e n e n Testsubstanz eingehend auf ihre Funktionsweise überprüft worden. Es wurden außerdem die nötigen Apparatekonstanten gewonnen und die zur Auswertung erforderlichen Rechnungsgänge beschrieben. — Damit kann nun an die beabsichtigten Untersuchungen der erwartungsgemäß i n h o m o g e n vorliegenden Huminstoffextrakte herangegangen werden. C. D i f f u s i o n s v e r s u c h e m i t H u m i n s t o f f e n 1. Zerlegung des Huminstoffextraktes Der mit 800 cm3 0,1 n NaOH aus 100,0 g Müncheberger Boden durch dreistündige Behandlung auf dem Wasserbad (80°C) gewonnene, filtrierte und intensiv zentrifugierte Huminstoffextrakt wurde, wie in Abschnitt B1 beschrieben, unter sein Lösungsmittel 2 * Gültig, solange der Diffusionsprozcß noch nicht bis zu den Grenzflächen des Zylinders bzw. der Flüssigkeitssäule vorgerückt ist. 1 Zur Errechnung des Wahrscheinlichkeitsintegrals wurde z. B. die Funktionstafel in „LINKES Meteorologischem Taschenbuch" benutzt. * Sowohl die Fähigkeit derHuminstoffe zur Micellbildung als auch die Abhängigkeit der Lage ihrer Lichtabsorptionsspektren vom Dissoziationsgrad bzw. vom Lösungsmittel konnten nachgewiesen werden, weshalb hier mit einem einheitlichen Lösungsmittel (n/10 NaOH) und im alkalischen Bereich gearbeitet wurde, um möglichst nicht mit Sekundäreinflüssen rechnen zu müssen.

596

F R E Y T A G , Beitrag zur Kenntnis der Huminsäuresynthese

Abb. 7: V o n einem Huminstoffextrakt gewonnene Konzentrationsverteilung über der Diffusionsstrecke nebst Darstellung ihrer Änderung geschichtet und 8 Tage bei konstanten Bedingungen der Diffusion überlassen. Unter kontinuierlichem Nachschub der „Drucklösung" ( = 3 % NaOH) wurden dann Quoten qi älOcm 8 1 mm • 10 cm 3 = 1.346 mm Vorschub auf der Diffusionsstrecke] 2 abgenommen. [lq = 7 43 c m 3 Die Quoten wurden bei möglichst kurzwelligem X (4960 A) photometriert, weil dort die k—c-Proportionalität infolge der in Richtung nach kürzeren Wellenlängen konstanter werdenden Extinktionskoeffizienten durch Typänderungen weniger beeinflußt wird (3). Die so vom Huminstoffextrakt erhaltenen Meßwerte wurden über den Quoten qi aufgezeichnet und sind in Abbildung 7 dargestellt (k-Verlauf über die Diffusionsstrecke).

Die Konzentrationsverteilung über der Diffusionsstrecke zeigt hier einen sehr unstetigen Verlauf. Ein derartiger Verlauf ist an sich auch bei der vermuteten Inhomogenetität (d. h. gleichzeitiges Vorhandensein mehrerer, mit unterschiedlichem D diffundierender Komponenten) des farbigen Huminstoffgemisches zu erwarten; irgendwelche Regelmäßigkeiten sind jedoch schwer erkennbar. Zwecks weiterer Analyse des Kurvenverlaufes soll deshalb ein von einem theoretischen, mittleren DifFusionskoeffizienten D der Huminstofflösung bestimmter Kurvenzug rechnerisch hindurchgelegt werden, in der Erwartung, eventuelle Gesetzmäßigkeiten aus den sich dabei ergebenden Abweichungen erkennen zu können. Ein Weg zur Errechnung von D ergibt sich über die Ermittlung der Abszissenwerte der Wendepunkte, welche wie folgt gefunden werden können. Nach Auftragung der von qi zu q i + 1 erfolgenden k-Wert-Unterschiede (Farbtiefen- bzw. Konzentrationsdifferenzbeträge) läßt sich die „Summenkurve" graphisch differenzieren und ergibt die entsprechende Verteilung (Abb. 7, k-Änderung). Exakter ausgedrückt handelt es sich hierbei um eine Mischverteilung mit gleichem Mittelwert, da die gleichzeitig im Gesamtextrakt vorhandenen, unterschiedlich großen, farbigen Huminstoff-Komponenten vom gleichen Startort mit den ihnen eigenen Geschwindigkeiten diffundieren. 8

Wie schon vorn abgeleitet, ist bei den vorliegenden Dimensionen des Diffusionsrohres für den Vorschub des Schichtelementes um 1 mm der Zulauf von 7,43 cm 3 Flüssigkeit erforderlich.

597

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Aus dieser lassen sich — analog einer statistischen Auswertung — Mittelwert q a und Streuung mHym > mHS abnehmen. — Schon im Hinblick auf den polymeren Charakter der Huminstoffe lag es nahe, deshalb einen Zusammenhang zwischen Farbtypsteilheit und Kopplungsgrad zu vermuten — in dem Sinne, daß der Farbtyp um so flacher wird, je größer der Kopplungsgrad ist. Da Huminstoffe mit höherem Kopplungsgrad größere Partikel darstellen, müssen diese auch geringere Diffusionskoeffizienten besitzen, also langsamer diffundieren. Mit Hilfe des Diffusionsprozesses muß also auch eine direkte Prüfung des vermuteten Zusammenhanges zwischen Kopplungsgrad bzw. Partikelgröße und Farbtypsteilheit möglich sein. — Wie lassen sich nun eventuelle Typverschiebungen über der Diffusionsstrecke zur eindeutigen Darstellung bringen? Hierzu wird zunächst für jede Ablaufquote ( ^ Vorschub auf der Diffusionsstrecke) die k-Messung bei mehreren Lichtwellenlängen erforderlich sein. Da weiterhin in den k-Werten auch die sich ändernden Konzentrationen enthalten sind (k x = s x • c), empfiehlt es sich, auch hier durch Logarithmierung additive Verhältnisse zu schaffen (log k ? = log e x + log c). — Einblick in die Gegebenheiten bringt Abbildung 11, in der für zwei einander folgende Ablaufquoten q m und q n die typischen Farbkurven für den Fall einer nicht erfolgenden und den einer eintretenden, in erwarteter Richtung liegenden Typverschiebung schematisiert dargestellt wurden.

PFLANZEN

-

SCHWARZERDE-

GLUKOSE-HUMINSTOFFE

Abb. 10: Eine Gegenüberstellung der typischen Farbkurven verschiedenartiger Huminstoffe

600

F R E Y T A G , Beitrag zur Kenntnis der Huminsäuresynthese

Abb. 1 1 : Zur Ableitung der bei Zerlegung des Huminstoffgemisches über der Diffusionsstrecke zu erwartenden Typverschiebungen

Aus Abbildung 11 geht hervor, daß im Falle des Nichtauftretens von Typänderungen die typischen Farbkurven durch Konzentrationsunterschiede lediglich parallel verschoben werden. Man erkennt, daß dabei die Unterschiede zwischen den log k-Werten bei den einzelnen Wellenlängen konstant bleiben müssen (Strecke A m = A n ). Tritt jedoch gleichzeitig eine Typverschiebung bei der Konzentrationsänderung von q m —> q n ein, so verändert sich auch die Strecke A n —> A' n (in Abbildung 11 wurde der erwartete Fall einer Steilheitsabnahme skizziert). — Daß die von qi zu q i + 1 unterschiedliche Konzentration bei der Bildung der A-Werte herausfällt, läßt sich leicht auch aus Abbildung 11 ableiten. Über den verschiedenen q-Werten, d. h. über der Diffusionsstrecke aufgetragen, werden also — im Falle nicht eintretender Typänderungen — die Differenzwerte A konstant bleiben oder aber sich verändern, wenn Typverschiebungen bei der „Aufteilung" des Extraktes mit Hilfe des Diffusionseffektes hervortreten können, wie in Abbildung 11 (unten) angedeutet wurde. Ob eine Änderung der über der Diffusionsstrecke aufzutragenden Differenzen erfolgt, und ob diese auch im erwarteten Sinne geschieht, soll der folgende Versuch zeigen. Nach gleichem Analysengang wie in Abschnitt C1 beschrieben, wurde ein Extrakt aus demselben Boden hergestellt und im Diffusionsrohr unter sein Lösungsmittel geschichtet. Nach Ablauf der Diffusionszeit wurden hier Ablaufquoten von 20 cm3 entnommen und in jeder Quote bei vier verschiedenen Lichtwellenlängen die Extinktionswerte gemessen. Die durch Reduzierung auf gleiche Schichtdicke gewonnenen k-Werte wurden logarithmiert und über den Ablaufquoten qi aufgetragen. Daraus ergaben sich die Kurven in Abbildung 12 (oben), aus denen im Sinne von Abbildung 11 einige der — ^ — — möglichen A-Differenzen ermittelt und in Abbildung 12 (unten) über den entsprechenden Ablaufquoten aufgetragen wurden. Es wurde angenommen, daß die Komponenten des Mischpolymerisates mit geringerem Kopplungsgrad und dementsprechend geringerer Partikelgröße größere

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601

Diffusionskoeffizienten besitzen. Sie sind deshalb in den ersten Ablaufquoten zu erwarten. Weiter wurde angenommen, daß zwischen Farbtyp und Kopplungsgrad ein Zusammenhang in dem Sinne besteht, daß die Komponenten mit den größeren Diffusionskoeffizienten höhere, die langsamer diffundierenden (weiter verkoppelten) geringere Steilheiten aufweisen. Aus Abbildung 12 erkennt man nun, daß tatsächlich die Differenzwerte der ersten Ablaufquoten zunächst größer (Kurve steiler!) sind und dann nach den tiefer liegenden Ablaufquoten hin abnehmen. Man erkennt außerdem, daß die Abnahme der Steilheit offenbar stufenweise über der Diffusionsstrecke verläuft. Wahrscheinlich kommen hierin sprunghafte Unterschiede im Partikelgrößen-Typ-Zusammenhang zum Ausdruck.

Daraus muß also geschlossen werden: y) In Huminstoffextrakten liegen die farbigen Komponenten als Gemische mit unterschiedlichen Kopplungsgraden vor, die sich über die Steilheiten der typischen Farbkurven zu erkennen geben. S) Die Steilheit der typischen Farbkurven ist um so geringer, je höher der'Kopplungsgrad der betreffenden Huminstoffkomponenten im Gemisch ist. Zusammenfassung Die nach dem derzeitigen Stand der Humusforschung naheliegende Vermutung, daß zwischen den aus Boden- oder Pflanzenextrakten abtrennbaren HuminstoffFraktionen eine Verwandtschaft über eine polymere Reihe besteht, läßt sich begründen, wenn als Meßkriterien die durch Absorptionsphotometrie im sichtbaren,

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FREYTAG, Beitrag zur Kenntnis der Huminsäuresynthese

Spektralgebiet zu erhaltenden Farbtiefen- und Farbtypwerte herangezogen werden. An Hand von Konzentrationsverteilungskurven über der Diffusionsstrecke (Farbtiefenwerte) wird — nach Besprechung und Funktionsprüfung einer geeigneten Apparatur — im 1. Teil zunächst nachgewiesen, daß in Huminstoffextrakten die farbigen Komponenten als Gemische mit unterschiedlichen Partikelgrößen vorliegen. Ebenfalls mit Hilfe der Diffusion läßt sich zeigen, daß eine Beziehung zwischen Farbtypsteilheit und Partikelgröße in dem Sinne besteht, daß die typischen Farbkurven der Huminstoffe um so flacher verlaufen, je höher der Kopplungsgrad der farbigen Huminstoffkomponenten im Gemisch ist. Pe3ioMe npe^nojioateHHe, BHTeKaioiqee H3 coctohhhh HCCJie^OBaHHH ryiiyca, hto MesK^y H3 IIOIBeHHHX H paCTHTejIbHHX BHTflJKGK BHflejIHeMHX (J»paKU;Hii ryMHHOBHX BemecTB, H M e e T C H pctflCTBO n o nojiHMepHOMy pflAy, mojkho 0 6 0 C H 0 B a T b , e c j i H b Ka^eCTBe KpHTepHH npHMeHHIOTCH flaHHHe HHTeHCHBHOCTH H THna OKpaCKH nyTeM a ö c o p ö q H O H H O i i « J o T O M e T p i m b bhjjhmoh o ö J i a c T H cneKTpa. H a 0 C H 0 B e kphbhx p a c npe^ejieHHH KOimeHTpamift no oöjiacTH HHy3HH (^aHHue hhtbhchbhocth o n p a c K H ) — n o c j i e onwcaHHH h npoBepKH (JyHKijHH n o f l x o f l H m e f t annapaTypu — b nepBoft nacTH HOKa3MBaeTCH, hto b BHTHJKKax ryMHHOBHX BemecTB O K p a m e H H u e K O M n O H e H T H COCTOHT H 3 CMeCH C pa3JIHHHHMH BejIHHHHaMH l a C T H D ; . T a K J K e c n O M O m b l O AH$$y3HH MOJKHO IIOKa3aTb, HTO HMeeTCH 3aBHCHM0CTb MejKfly KpyTH3H O f t T H n a o n p a c K H ( F a r b t y p s t e i l h e i t ) h BejiHiHHOö nacTHij b T a K O M C M H C j i e , h t o THnHHHiie KpuBbie O K p a c K H r y M H H O B H X B e m e c T B n p o x o ^ H T TeM n o j i o j K e , ieM BHine C T e n e H b c i i e n j i e H H H O K p a m e H H H x komhohchtob ryMHHOBHX BemecTB b cmcch.

Summary Owing to the present state of humus research the assumption suggests itself that the fractions of humic substances which can be separated from soil and plant extracts are related by a polymeric series. This assumption can be proved when the colour type values obtained by absorption photometry in the visible region of the spectrum are used as measuring criteria. In the first part the author proves by means of concentration distribution curves above the diffusion distance (Extinction values) — after discussing and testing the function of an appropriate apparatus — that coloured components occur in humin extracts as mixtures with different particle sizes. By means of diffusion it can also be shown that the colour type slope and particle size are related thus that the typical coulour curves of humins are the flatter the higher the linkage degree of coloured humin components in the mixture. Literaturverzeichnis 1. SCHEFFER, F., und E.WELTE: Über Ziele und Wege der modernen Huminstoffforschung. Trans Int. Soc. Soil Sei. 1953, Dublin II, 29 2. ODEN, S.: Die Huminsäuren, chemische, physikalische und bodenkundliche Forschungen. Kolloidchem. Beih. 1919, 11, 75

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961

603

3. FREYTAG, H. E.: Absorptionsphotometrische Änderungen der Huminstoffe im Verlaufe des Wurzelabbaues. I. Mitt. Über stofflich begründbare Zusammenhänge von Farbtyp- und Konzentrationsänderungen während der Huminstoffbildung. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkde. 1955, 71, 67—76 4. WELTE, E.: Zur Konzentrationsmessung von Huminsäuren. Z. Pflanzenernähr., Düng., Bodenkde. 1956, 74, 219-227, und Angew. Chem. 1955, 67, 153 5. GRAHAM, I. C.: Uber die Diffusion von Salzen in Lösung.Z. physik. Chem. 1905, 50, 257-272 6. KORTÜM, G.: Kolorimetrie, Photometrie und Spektrometrie. 1955, S. 309, Berlin, Springer-Verl. 7. GEBELEIN, H., und H. J. HEITE: Statistische Urteilsbildung. 1951, S. 41, Berlin, Springer-Verl. S. OEHOLM, L. W.: Über die Hydrodiffusion der Elektrolyte. Z. physik. Chem. 1904, 50, 309-349

604 Aus dem Institut für Gemüsebau Großbeeren der Humboldt-Universität zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. J . REINHOLD)

Th. GEISSLER

Der Einfluß von Erdballen auf die Phosphorsäureaufnahme und -Verwertung von Tomatenpflanzen (Eingegangen: 13. 3. 1961)

Im Zusammenhang mit Untersuchungen über die Phosphatfestlegung und ihre Ursachen auf einem P 2 0 5 -armen Niedermoorboden, deren Ergebnisse anderweitig veröffentlich wurden (5, 6), mußte die Frage nach anbautechnischen Maßnahmen zur Verbesserung der P 2 O s -Verwertung von Gemüsepflanzen auf einem derartigen Boden gestellt werden. Diese Frage hat große praktische Bedeutung, da einmal eine Verbesserung des Ausnutzungsgrades der anzuwendenden mineralischen Phosphatdünger wirtschaftlich wichtig ist, zum anderen dadurch neben Ertragssteigerungen auch in ernährungsphysiologischer Hinsicht qualitative Verbesserungen der Ernteprodukte erwartet werden können (1). Daß die für Niedermoorboden zur Überwindung der Phosphatfestlegung erfolgreichen Maßnahmen auch Anwendung auf anderen phosphatfestlegenden Böden überwiegend mineralischer Natur finden können, ist auf Grund entsprechender Untersuchungen sehr wahrscheinlich (7), so daß die hier erzielten Ergebnisse durchaus nicht für nur einen speziellen Bodentyp Bedeutung haben. In mehrjährigen Feldversuchen wurde deshalb die Wirkung verschiedener Einbringungsformen der Phosphatdünger auf Ertrag und P 2 O s -Verwertung von Gemüsepflanzen auf diesem Niedermoorboden untersucht, wobei eine plazierte Einbringung als Reihendüngung, möglichst im Gemisch mit organischer Substanz, am besten abschnitt (4). Dabei wurde festgestellt, daß mit Erdballen gepflanztes Gemüse, wie es z. B. bei Frühkohl, Tomate u. a. üblich ist, eine wesentlich bessere Verwertung sowohl der Boden- als auch der Düngerphosphate aufwies als Saatgemüse bzw. ohne Erdballen gepflanztes Gemüse. Da dies nicht allein auf den zusätzlichen P 2 O s -Gehalt der verwendeten Erdballen zurückgeführt werden konnte (dieser betrug maximal nur 0,7 g P 2 O s je m 2 im Vergleich zur gegebenen mineralischen Düngung 5 g P2Os/m2), lag die Annahme nahe, daß die Erdballen grundsätzlich das P 2 O s -Verwertungsvermögen der Pflanzen in positivem Sinne beeinflussen. Da KOLJASSEW (8) in der Sowjetunion ähnliches bei der Verwendung organischmineralischer Riesengranulate mit 7 bis 8 cm Durchmesser ermittelte, wurde dieser Frage in speziellen Untersuchungen nachgegangen. Versuchsdurchführung Es wurden Vegetationsversuche mit Tomatenpflanzen in Mitscherlichgefäßen durchgeführt, in denen Wachstum und Ertragsbildung der Pflanzen sowie deren P 2 0 5 -Aufnahme und -Verwertung in Abhängigkeit von Erdballen untersucht wurden. Die Tomate ist als Versuchspflanze für derartige Fragen besonders geeignet, da sie einmal, vor allem im -Jugendstadium, ein besonders geringes P 2 O b -Aneignungsvermögen besitzt (3, 5) und sich zum anderen unter den Bedingungen des Gefäß-

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605

Versuches im Vergleich zu anderen Pflanzgemüsen verhältnismäßig gut bis zur Marktreife kultivieren läßt. Außerdem wird die Tomate im praktischen Anbau vorwiegend mit Erdballen angezogen. Als Versuchsboden diente Großbeerener Niedermoorboden, von dem 2 kg je Gefäß mit 3,5 kg Quarzsand (Volumenverhältnis 1 : 1) verdünnt wurden. Eine eingehende Charakteristik dieses Bodens ist bereits anderweitig (6) erfolgt. Hier sei nur wiederholt, daß er bei einem pH-Wert von 6,4 und einem Gehalt von 17,7% C sowie einem geringen pflanzenverfügbaren P 2 O s -Gehalt ein sehr hohes Phosphatfestlegungsvermögen • aufweist, das sowohl auf organische als auch auf Eisenbindung zurückzuführen ist, während die Aluminium- und Kalkbindung nur eine untergeordnete Rolle spielen. Neben den Ertragsfeststellungen, die teils im Jungpflanzenstadium, teils im Stadium der Fruchternte erfolgten, wurde die f 2 0 5 -Aufnahme der Pflanzen ermittelt (P 2 O s wurde kolorimetrisch in der Pflanzenasche nach der Vanadatmethode bestimmt). Der Verwertungsgrad der zugegebenen Phosphatdünger wurde konventionell aus dem Verhältnis zwischen zugegebenen und aufgenommenen P 2 0 5 -Mengen (unter Abzug der P2Os-Aufnahme in den vergleichbaren Gefäßen ohne Phosphatdüngung) berechnet. Als Phosphatdünger wurde a u s s c h l i e ß l i c h pulverförmiges S u p e r p h o s p h a t verwendet. Dieses wurde bei den einzelnen Versuchen in unterschiedlicher Höhe (zwischen 0,2 und 1,2 g P 2 O s je Gefäß) teils gleichmäßig dem Gefäßboden untergemischt, teils in 6 cm Tiefe in den Boden eingeschichtet. Die Differenz im Ertrag sowie P2Os-Aufnahme zwischen diesen beiden Varianten, im folgenden kurz als „untergemischt" und „eingeschichtet" bezeichnet, diente zur Kennzeichnung des Grades der Phosphatfestlegung im Boden (3, 5). Als Grunddüngung wurden einheitlich 1 g N als NH 4 N0 3 , 1 g K a O als K 2 S 0 4 , 1 g CaCO s sowie eine Mg- und spurenelementhaltige Grundlösung gegeben. Bei dem bis zur Fruchternte durchgeführten Vegetationsversuch wurde die N- sowie K a O-Menge auf insgesamt 1,5 g je Gefäß erhöht. Die zur Bepflanzung der Gefäße bestimmten Tomatenpflanzen wurden etwa 3 Wochen vor Versuchsbeginn in Handkisten mit Komposterde zur Aussaat gebracht. Gleich nach dem Auflaufen wurde ein Teil in Handkisten mit Komposterde mit 4 cm x 4 cm Abstand, der andere Teil in Erdpreßtöpfe von 3 cm Durchmesser und 4,5 cm Höhe (bei einem Volumen von 31,7 ml enthielten die Töpfe im Mittel 31,9 g Komposterde auf Trockensubstanz berechnet) aus der gleichen Erde pikiert. Diese relativ kleinen Töpfe waren gewählt worden, um das Verhältnis zwischen Erdballen und umgebendem Boden dem beim praktischen Anbau möglichst weitgehend anzugleichen. Im Gefäß betrug es bei 3 Pflanzen je Gefäß etwa 1 : 60, im Freiland bei Anzucht in 10-cm-Töpfen und der bei Buschtomaten üblichen Pflanzung von 4 Stück je m2 etwa 1 : 110, wenn eine Krumentiefe von 20 cm zugrundegelegt wird, wie sie auf dem Niedermoor etwa vorlag. Es konnte also das gleiche Verhältnis nicht ganz erreicht werden, doch war es aus technischen Gründen nicht möglich, die Ballengrößen noch weiter zu verringern. Als weitere Variante wurde dann die zum Topfen verwendete Komposterde vorher durch Zusatz von Superphosphat mit P 2 0 6 so weit angereichert, daß in 3 Erdballen genau 0,2 g wasserlösliches P 2 O s aus Mineraldünger enthalten waren. Das entsprach 2,13 kg P 2 O s je m 3 Komposterde.

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GEISSLER, Phosphorsäureaufnahme und -Verwertung von Tomafenpflanzen

Die Tomatenpflanzen wurden dann nach beginnender Durchwurzelung dieser Ballen, die annähernd nach 10 bis 14 Tagen erfolgte, je 3 Stück in die unterschiedlich abgedüngten Gefäße gepflanzt. Die pikierten Pflanzen wurden zum gleichen Zeitpunkt vorsichtig .unter möglichster Schonung der Wurzeln aus den Handkisten entnommen und noch anhaftende Erde mit Wasser abgespült. Im Pflanzengewicht waren zu diesem Zeitpunkt noch keine deutlichen Unterschiede zwischen den Anzuchtvarianten zu finden, es schwankte um etwa 1 g Frisch- bzw. 0,1 g Trockengewicht je Pflanze. Um die im Erdballen enthaltenen Nährstoffe auszugleichen, wurde dem Boden der Gefäße, die mit pikierten Pflanzen besetzt wurden, eine drei Erdballen äquivalente Menge an Komposterde (entsprechend 95,7 g Trockensubstanz) vor der Pflanzung gleichmäßig untergemischt. Die Zahl der Parallelen betrug 6, in einem Fall sogar 8, da die Pflanzenzahl je Gefäß relativ gering bleiben mußte. Die Aufstellung erfolgte im überglasten Teil der Vegetationshalle des Institutes, die Wasserversorgung wurde in üblicher Weise ipit Gießen auf Durchlauf nach erfolgter Durchwurzelung der Gefäße vorgenommen. Insgesamt wurden drei derartige Vegetationsversuche mit etwas unterschiedlicher Düngung der Gefäße durchgeführt. Bei zwei von ihnen erfolgte die Aberntung im Jungpflanzenstadium etwa zu Beginn .des Aufblühens des ersten Blütenstandes, dem Stadium des stärksten P 2 0 6 -Bedarfes der Pflanze. Ein Versuch wurde bis zur vollen Fruktifikation fortgeführt. Dabei fanden Buschtomaten der Sorte „Perfekta", bei den erstgenannten Versuchen Stabtomaten der Sorte „Hellfrucht" Verwendung. Neben der chemischen Analyse der zu den Erdballen verwendeten Komposterde wurden in einem Versuch auch Keimzahlbestimmungen im Erdballen sowie außerhalb desselben im Gefäßboden vorgenommen, um die Entwicklung der Mikroflora feststellen zu können. Die Probenahme erfolgte in regelmäßigen Abständen während des ganzen Versuches. Die Keimzahlen wurden mit derKOCHschen Plattenmethode ermittelt, die Pilze wurden auf 2%igem Würze-Agar (pH 4,8), die Bakterien auf Kartoffel-Agar (pH 6,5) und auf Glycerin-Asparaginsäure-Agar (pH 7,1), die Actinomyceten auf dem gleichen Nährboden ausgezählt. (Diese Untersuchungen wurden von Herrn Dr. W. HIRTE, damaliger Leiter der Arbeitsgruppe Mikrobiologie des Institutes für Gartenbau Großbeeren der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, durchgeführt, wofür ihm an dieser Stelle herzlich gedankt sei.) E r g e b n i s s e der V e g e t a t i o n s v e r s u c h e Im e r s t e n Ohne P 2 O s 0,2 g P 2 O s je 0,2 g P 2 0 6 je 0,4 g P 2 0 6 je 0,4 g P 2 O s je

Versuch wurden folgende Düngungsvarianten in 6 Parallelen geprüft: Gefäß Gefäß Gefäß Gefäß

untergemischt eingeschichtet untergemischt eingeschichtet

a) pikierten Pflanzen b) Erdballenpflanzen c) Erdballenpflanzen mit Phosphatzusatz (0,2 g P 2 0 5 je Gefäß)

Im ersten Wachstumsabschnitt bis etwa 3 Wochen nach der Pflanzung war ein deutlicher Wachstumsvorsprung der Erdballenpflanzen vor den pikierten Pflanzen zu beobachten, wobei die Pflanzen mit Phosphatzusatz im Erdballen denen ohne Zusatz merklich überlegen waren. Während bei den pikierten Pflanzen zwischen den Düngungsvarianten deutliche Unterschiede zugunsten der eingeschichteten Düngung

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Albrecht-Thaer-Archiv, Band 5, Heft 8, 1961 S

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43 u O O a-Sa.menôl und seine Beziehung zu anderen Cruciferenôlen. Svensk. kem. T. 1952, 64, 2 7 0 - 2 7 9

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Z I M M E R M A N N und K Ü C H L E R , Erträge v o n Leindotter und Ollein

KOSS, U.: Abschließender Bericht übet die Versuche zur Anbautechnik der Ölfrüchte. Z . landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 1960, 6, 3 — 19 MÜLLER, K. H.: Anbauwürdigkeit und Anbautechnik des Leindotters. Dt. Landwirtsch. 1958,9,65-66 MIKUSCH, J. D. von: Die Zusammensetzung von Leindotteröl. Farbe u. Lack 1952, 58,402-406 MIKUSCH, J. D. von, und E. B E R G N E R : Die Verwendung von Leindotteröl und daraus bereiteten Standölen in Rostschutzfarben. Dt. Farbenztg. 1952, 6, 391—393 OSSNOSS, J., und J. GOLOWSISTIKOW: Über die Anwendung von Hanf- und Leindotteröl bei der Herstellung von Sikkativen. ö l - u. Fettindustrie 1936, 12, 100—103 (russ.) RUDISCHER, S.: Fachbuch der Margarine-Industrie. 1959, Leipzig R Ü T H E R , H.: Zum Anbau von Sommerölfrüchten. Dt. Landwirtsch. 1954, 5, 140—144 R Ü T H E R , H.: Der Anbau von Ölfrüchten. Dt. Landwirtsch. 1956, 7, 3 7 6 - 3 7 9 RÜTHER, H . : Versuchsergebnisse über den Anbau von Ölfrüchten. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 1956, 2, 338—355 RÜTHER, H.: Untersuchungen über den Anbauwert von Leindotter als Ölfrucht. Z. landwirtsch. Versuchs- u. Untersuchungswes. 1957, 3, 571—581 T H A L E N , H. W., und JANSEN VERPLANKE-KUPERS: Untersuchung einiger farbtechnischer Eigenschaften des Leindotteröles. Verfkroniek 1952, 25, 331—332

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Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten1 Aus dem Institut für Landwirtschaftliches Versuchs- und Untersuchungswesen Leipzig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Dr. H. PETER)

H. PETER und S. MARKERT

Über die Pufferung humoser Böden und die Bestimmung ihres Kalkbedarfes mit der Methylenblaumethode Teil I: Beziehung zwischen MB-Sorption und Pufferung bei Böden mit verschiedenen Gehalten an organischer Substanz Im Anschluß an frühere Untersuchungen über die Bestimmung des Basen(CaO)-Bedarfes von sauren mineralischen Ackerböden aus dem pH-Wert und der Adsorption von Methylenblau wurde die Möglichkeit geprüft, ob das gleiche Verfahren auch zur Bestimmung des Kalkbedarfes von humosen Böden anwendbar ist. Die Methodik zur Bestimmung der MB-Sorption erlaubt die Durchführung von Massenanalysen. Es ergab sich, daß die enge kausale Beziehung zwischen der MB-Sorption und der Pufferungsfähigkeit nicht durch verschiedene Gehalte an organischer Substanz im Boden gestört wird. Die Pufferungsfähigkeit ist im wesentlichen sowohl von der Quantität als auch der Qualität der organischen und anorganischen Sorptionsträger des Bodens abhängig, und zwar ebenso, wie es für die Höhe der Sorptionszahlen selbst der Fall ist. Die genannte Beziehung zwischen MB-Sorption und Pufferung wurde an 100 Bodenproben mit Humusgehalten von 2 — 30% (C( durch nasse Verbrennung mit K 2 Cr 2 0 7 —H 2 S0 4 , Faktor 1,72), Anfangs-pH-Werten zwischen 3,0 und 4,9 und MB-Sorptionszahlen zwischen 1,8 und 10 bestimmt. Bei Laboraufkalkungsversuchen mit i/3on Ca(OH) 2 -Lösung, entsprechend den aus der jeweiligen MB- und pH-Zahl ermittelten Kalkmengen, wurden die erstrebten End-pH-Werte mit einer mittleren Abweichung von ± 0 , 1 3 pH (erstrebter End-pH-Wert 5,0) und 0,29 pH (erstrebter End-pH-Wert 7,0) erreicht. Diese Treffsicherheit wird als ausreichend für praktische Erfordernisse angesehen. Aus dem Institut für Landwirtschaftliches Versuchs- und Untersuchungswesen Leipzig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Dr. H. PETER)

S. MARKERT

Zusammenfassung der Erfahrungen bei der Anwendung des Methylenblaus zur Sorptionsbestimmung von Böden Es werden die Anwendungsmöglichkeiten des Methylenblauverfahrens zur Bestimmung der Sorptionseigenschaften von Böden sowie die Versuchsergebnisse zusammenfassend dargestellt, welche sich bei den Untersuchungen über die Adsorption des Methylenblaus an Böden ergaben. Dabei wird über die folgenden Themen kurz berichtet: A) B) C) D) E)

Methodik zur Ermittlung der MB-Sorptionszahlen Beziehung der MB-Sorptionswerte zur Umtauschkapazität Bestimmung des Kalkbedarfes aus den MB- und pH-Werten Beziehung der MB-Sorptionswerte zur Art der Sorptionsträger im Boden Verwendung von MB-Werten bei Profiluntersuchungen

Auf die entsprechenden ausführlichen Darstellungen wird jeweils hingewiesen. 1

Sämtliche hier referierten Arbeiten erscheinen ausführlich in einem der nächsten Hefte dieser Zeitschrift.

€38

Autorreferate demnächst erscheinender Arbeiten Aus dem Institut für Landwirtschaftliches Versuchs- und Untersuchungswesen Leip2ig der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Dr. H. PETER)

H. P E T E R und S. M A R K E R T Über die Pufferung humoser Böden und die Bestimmung ihres Kalkbedarfes mit der Methylenblaumethode Teil II: Die praktische Kalkbedarfsbestimmung humoser Böden unter Berücksichtigung der optimalen End-pH-Werte und des Volumengewichtes Basierend auf dem Ergebnis, daß das Pufferungsvermögen humoser Böden ebenso wie das der Mineralböden maßgeblich von den Sorptionseigenschaften beeinflußt wird, konnte ein Vorschlag zur Methodik der Kalkbedarfsermittlung humoser Böden gegeben werden. Dazu werden wie bei der Kalkbedarfsbestimmung bei Mineralböden die MB-Sorptionszahlen und die pH(KCl)-Werte herangezogen. Die MB-Zahlen werden mit der gepufferten Methylenblaulösung ermittelt. Entsprechend den oft niedrigeren optimalen End-pH-Werten der humosen Böden, im Vergleich zu den optimalen End-pH-Werten von Mineralböden gleicher Sorption, wurden Kalkbedarfstabellen angegeben, welche die Ablesung der erforderlichen Kalkmengen zur Erreichung der End-pH-Werte 6,5, 6,0, 5,5, 5,0, 4,5 und 4,0 erlauben. Da auch das geringere Volumengewicht der humosen Böden berücksichtigt werden muß, wurden Kalkbedarfstabellen für 3 Gruppen, entsprechend dem Volumengewicht von 1,5, 1,0 und 0,65 g/ml, mitgeteilt. Die Methodik zur Bestimmung der Kalkbedarfszahlen aus den pHund MB-Werten wird beschrieben.

Aus dem Institut für Acker- und Pflanzenbau Müncheberg der Deutchen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin (Direktor: Prof. Dr. agr. habil. E. RÜBENSAM)

H. E . F R E Y T A G E i n Beitrag zur Kenntnis der Huminsäuresynthese II. Teil: Fraktionsübergänge synthetischer Huminstoffe Nachdem im I. Teil durch Heranziehung des Diffusionseffektes der polymere Charakter der Huminstoffe bestätigt und ein Zusammenhang zwischen Farbtypsteilheit und Polymerisations- bzw. Kopplungsgrad gefunden werden konnte, wird nun das Lichtabsorptionsverhalten der Huminstoffe in zeitlicher Abhängigkeit von ihrem Bildungsverlauf verfolgt. Da sich — ungestört von bereits bei Reaktionsbeginn anwesenden Huminstoffen im natürlichen Substrat oder auch von eventuell gleichzeitig einsetzenden biologischen Einwirkungen — eine zeitliche Verfolgung der Huminstoffbildung eindeutig nur durch Verwendung von Modellsubstanzen ermöglichen läßt, wurde versucht, über eine synthetische GlukoseInkohlung (als einem der natürlichen Humifizierung analog verlaufenden Prozeß) Einblick in die prinzipielle Bildungsweise von Huminstoffen nehmen zu können. Wie sich daraus ergab, besteht zwischen den bei der Glukose-Inkohlung zeitlich nacheinander in der Folge Fulvo-, Hymatomelan-, Huminsäurefraktion, Humin auftretenden Huminstoffen eine Verwandtschaft im Sinne einer polymeren Reihe, zumal auch mit Rückgang in der vorangehenden Fraktion eine entsprechende Zunahme der Huminstoffmenge in der Folgefraktion gemessen wurde. Darüber hinaus gab sich ein weiteres Prinzip zu erkennen: In jeder der drei Fraktionen wurde mit Anstieg ihrer Farbtiefe, also Vermehrung ihrer farbigen Komponenten, der Farb-typ flacher. In Hinblick auf den in Teil I gefundenen Zusammenhang zwischen Farbtyp

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und Kopplungsgrad wird daraus ersichtlich, daß, gleichzeitig mit der Vermehrung farbiger Komponenten in der Fraktion, eine Erhöhung des „mittleren" Polymerisationsgrades im Mischpolymerisat erfolgt. Wie weiterhin festzustellen war, erhöhte sich mit Abnahme der Menge farbiger Komponenten in jeder Huminstofffraktion die Farbtypsteilheit wieder. Nimmt man an, daß jede Fraktion selbst nur ein Teilmischpolymerisat von HuminstofFen unterschiedlicher Kopplungsgrade ist und daß die Fraktionsgrenzen lediglich analytischer Natur sind, so kommt man zu dem folgenden Schluß: Mit Abgang relativ höher verkoppelter Huminstoffe z. B. aus der Fulvo-Fraktion in die Hymatomelan-Fraktion Folgefraktion) verschiebt sich das „Häufigkeitsmaximum über den Kopplungsklassen" in der Fulvo-Fraktion wieder zu den in ihr infolge Inhibition zurückgebliebenen, geringer verkoppelten HuminstofFen. Die geringer verkoppelten farbigen Huminstoff-Komponenten dominieren jetzt immer mehr im Fulvo-Mischpolymerisat und können den Farbtyp zunehmend steiler werden lassen, denn — wie bei den Diffusionsversuchen gefunden — besitzen geringer verkoppelte Huminstoffe steilere Farbtypen.

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Beiträge zur Bewirtschaftung und Förderung leichter Böden Festschrift zum 60. Geburtstag von Prof. Dr. Dr. h. c. A. Petersen Zusammengestellt im Auftrage der Autoren von Dr. K. DYHRENFURTH (Wissenschaftliche Abhandlungen der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, Nr. 51) 1961. 168 Seiten - 24 Abbildungen - 35 Tabellen - 1 Landkarte gr. 8° - D M 1 3 , Zu Ehren des bekannten Landwirtschaftswissenschaftlers haben in der Forschung tätige Schüler 10 Beiträge zu einem sehr aktuellen Forschungsgebiet des Jubilars mit großem Allgemeininteresse zusammengetragen. Der-moderne Landwirt und die Mitarbeiter der Produktionsgenossenschaften vermögen dem Werk viele Anregungen zu unmittelbar praktischen Fragen zu entnehmen. Bekannte Spezialisten zeichnen als Autoren.

Das Institut für Kulturpflanzenforschung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin in Gatersleben Kreis Aschersleben 1961.55 Seiten-25 Abbildungen-2 Lageskizzen-gr. 8°-DM4,70

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V E R L A G - B E R L I N

Phänologische Gebietsmittelwerte 1947_1956 des Höhenbereichs 0 bis 300 m N N in der Deutschen Demokratischen Republik auf der Grundlage naturbedingter Landschaften von F R A N Z S E Y F E R T (Abhandlungen des Meteorologischen und Hydrologischen Dienstes der Deutschen Demokratischen Republik, N r . 60) 1961. E t w a 40 Seiten — 91 Tabellen — 86 Karten — 4° — etwa DM35,-

Für viele Zwecke, namendich f ü r die Agrarplanung sind phänologische Mittelwerte von Landschaftsräumen wesentliche Unterlagen. Auf der Grundlage der „Naturbedingten Landschaften" nach Schultze wurden unter gleichzeitiger Schaffung großer räumiger „Phänologischer Gebiete" im Höhenbereich 0 bis 300 m N N sinnvolle Mittelwerte f ü r insgesamt 86 phänologische Phasen an wildwachsenden Pflanzen, landwirtschaftlichen Kulturpflanzen und Obst erarbeitet. Die politischen Kreise und Bezirke können unter Berücksichtigung der in sie fallenden phänologischen Gebiete f ü r ihre einzelnen Teile brauchbare phänologische Mittelwerte als Planungsunterlagen entnehmen. Die Beurteilung des zeidichen Ablaufes der Phasen in den einzelnen Gebieten ist auch möglich.

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