Biotisch und abiotisch gesteuerter Abbau von organischer Substanz im Boden

Der Abbau organischer Stoffe im Boden durch biotische, abiotische und photochemische Mechanismen wird untersucht unter Einsatz gleichmäßig 14 C‐markierter organischer Substanz, wie Weizenstroh oder 14 C‐markierter Humin‐ und Fulvosäuren, ferner mit Hilfe konventioneller Methoden. In vier separaten Ansätzen, unter Verwendung eines schwach sauren Parabraunerde‐Ah‐Bodens aus Löß sowie stark sauren Materials einer schwach podsolierten sauren Braunerde aus pleistozänen Sanden, zeigten sich bei regelmäßig wiederholten Messungen (57 Meßgänge) über Jahreszeiträume hinweg ähnliche Abbauraten von 14 C‐Fulvosäure und 14 C‐Huminsäure Größenordnungsmäßig ergab sich: biotisch: abiotisch (Hg‐Sterilisation) : biotisch + UV‐Strahlung : abiotisch + UV‐Strahlung = 100: 20: 70: 50. Die sterilen Proben entließen weiterhin CO 2 . Biotisch + UV zeigte Verluste gegenüber biotisch durch partielle UV‐Sterilisation. Abiotisch + UV erzielt höhere Werte als nur abiotisch durch zusätzlichen photochemischen Abbau. In einer umfangreichen Studie mit radiometrischen wie auch konventionellen Meßmethoden wurden an verschiedenen Böden Abbauarten unter biotischen, abiotischen und photochemischen Rahmenbedingungen in Gegenwart von Eisen, Aluminium, Kupfer, Zink, Blei und Quecksilber untersucht. Die Metallwirkung auf den Abbau läßt sich wie folgt zusammenfassen: Besonderes Verhalten unter biotischen Verhältnissen zeigen Ca und Al, die den Abbau fördern, während Hg, Pb, Cu, Fe und Zn die CO 2 ‐Freisetzung erheblich mindern. Demgegenüber verursachten unter abiotisch/sterilen Verhältnissen besonders Cu und Hg, daneben Zn und Pb, in geringerem Maße auch Ca stärkere Reduktion der CO 2 ‐Freisetzung. Nur unwesentliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Versuchsböden deuten auf mindere Bedeutung der bodeneigenen Parameter unter abiotischen Verhältnissen. Bei Einwirkung von UV‐Strahlung zeigte Ca unter biotischen Verhältnissen eine hohe, unter steril/abiotischen Verhältnissen schwach fördernde Wirkung auf die CO 2 ‐Freisetzung. Auch Fe wirkt bei gleichzeitiger UV‐Strahlung anregend auf die CO 2 ‐Abgabe, was in geringerem Maße auch für Pb und Hg gilt, insbesondere in Verbindung mit der Parabraunerde Harburg. Aufgrund der beobachteten CO 2 ‐Abspaltung auch unter abiotisch‐sterilen Verhältnissen wurden letztlich Ansätze mit geglühtem Quarzsand in Kontrast zu Boden – wiederum mit biotischen, sterilen und biotisch oder steril plus Al oder plus Zn‐Ansätzen – durchgeführt. Auch im geglühten Sand kommt es zu einer deutlichen 14 CO 2 ‐Abgabe aus dem Abbau des zugegebenen markierten Strohs. Steigende Aluminiumlactatmengen, mehr noch Zugabe von Zinklactat, verursachen Abnahme der freigesetzten 14 CO 2 Raten.