Prozess: Humusbildung - BayCEER

Bodenbildungsprozesse
und
Bodentypen

Bodengenese
Bodenbildende Faktoren
Bodenbildende Prozesse
Bodenhorizonte
Bodentypen

Prozesse der Bodenbildung
Spätglazial
Heute
Humusbildung
Entkalkung
Podsolierung
Bioturbation
Verbraunung
Lessivierung

Definition der Bodenhorizonte
Großbuchstabe = Horizont
Kleinbuchstabe = Merkmale
Organisch (> 30% org. Substanz)
L = weitgehend unzersetzte Streu (Ol)
F = teilweise zersetzte Streu (Of)
H = Humus (Oh)
L
F
H
Ahe
Mineralisch (< 30% org. Substanz)
A = humose Mineraloberboden
B = Unterbodenhorizont mit Bodenbildung
C = unverwittertes, teilweise verwittertes Ausgangsgestein

Deutsche Bodensystematik
Abteilungen
Bodenklassen
Bodentypen
Subtypen
Varietäten
Subvarietäten

Abteilung: Terrestrische Böden

Terrestrische Rohböden
Initiale Bodenentwicklung
Syrosem: Ai/mC Profil
Ai < 2 cm Mächtigkeit, i=intial
mC=massives Festgestein,
silikatisch oder carbonatisch
Lockersyrosem: Ai/lC Profil
Ai < 2 cm Mächtigkeit, i = intial
lC = Lockergestein, silikatisch
oder carbonatisch

Terrestrische Rohböden
Syrosem
Lockersyrosem
Fotos: Zech

Prozess: Humusbildung
• Humifizierung:
- Anreicherung und Synthese von mikrobiell schwer abbaubaren
Stoffen (Ligninderivate, Proteine, etc.)
- Stabilisierung der organischen Substanz durch Ton-Humus-
Komplexe, Sorption an Oxiden/Hydroxiden
• Mineralisierung:
- Abbau von Streu und organischer Substanz
- Freisetzung von Mineralstoffen (CO 2 , NH 4+ , SO 4
2-
etc.)
‣ Humusreiche Horizonte:
- >30% Humus (L, F, H)
-

Prozess: Verwitterung und
Mineralneubildung
z.B. Entkalkung/Entsalzung
Auflösung von Carbonaten durch Kohlensäure
CO 2 + H 2 O HCO 3- + H +
CaCO 3 + H + Ca 2+ + HCO 3
-

Ah/C Böden
Aus dem Syrosem oder Lockersyrosem entwickeln sich je nach
Ausgangsgestein Ranker, Regosol, Rendzina, Pararendzina oder
Pelosol (eigene Bodenklasse P der Pelosole).
Prozesse: Humusbildung, physikalische und chemische Verwitterung
(Entkalkung)

Ranker: Ah/imC Profil
Ah 2-30 cm mächtig
imC, i steht für carbonatfrei oder -arm (

Ranker
O: 15 cm
Ah: 0-5 cm
Cw: 5-40 cm

Ah-C-Böden:
Regosol
Rendzina
Humusauflage (O)
Ah: humoser
Oberboden
Cv: kaum
verwittertes
Ausgangssubstrat

Pararendzina

Verwitterung und Mineralneubildung
Verbraunung
• Hydrolyse Fe-haltiger
Silikate unter Bildung
sekundärer Fe-Oxide
• Fe 2+ Fe 3+ (z.B.
Bildung von Goethit,
Braunfärbung)
• Bildung von Bv -
Horizonten
• Gleichzeitige
Verlehmung, Bildung
von Tonmineralen

Braunerde

Braunerde aus
Phyllit (Hangschutt)
Ap
0 - 25 cm
Ton
12%
Bv
25 - 45 cm
17%
Bv-Cv
45 -100 cm
Profil 19, Marktredwitz, Wunsiedel
R. Brandhuber, Bayerische LfL

Braunerde aus Keupersandstein, Steigerwald

Podsolierung
Unterboden
• Ausfällung der Komplexe
(Hydrolyse bei höheren pH-
Werten, Oxidation von Fe 2+ ,
Polymerisation organischer
Säuren zu höhermolekularen
Strukturen, Abbau der
organischen Liganden,
Metallsättigung)
• Anreicherung von Al, Fe, Mn
und organischer Substanz in
Bh, Bs, Bhs, ....... Illuvations-
Horizonten

Podsol

Podsol aus Granit, Fichtelgebirge
O
Ahe
Ae
Bhs
Bs
Bv

Podsol: auf durchlässigem, basenarmem Ausgangsgestein bei
hohen Niederschlägen und rohhumusbildender Vegetation
L
Of
Oh
Ahe: humoser Mineraloberboden
Ae: gebleichter Mineraloberboden
Bh: Humus-Anreicherungshorizont im Unterboden
Bs: Fe-Anreicherungshorizont im Unterboden (Sesquioxid)
(möglicherweise Ortsstein-Bildung)
Cv: kaum verwittertes Ausgangsmaterial

Podsolierung
• Sauerbleichung des Oberbodens, intensive Zerstörung primärer und
sekundärer Minerale (Silikate, Tonminerale)
• Bildung niedermolekularer org. Säuren (Fulvosäuren, Carbonsäuren,
Polyphenole) in der Humusauflage und Komplexierung
(metallorganische Komplexe) sowie Abwärtsbewegung von Fe, Al
und Mn (Sesquioxide), Verlust an Nährstoffkationen
Voraussetzungen:
• durchlässiges Material (Grobporensystem)
• basenarmes, quarzreiches Gestein (geringer Versauerungswiderstand)
• schwer abbaubare Streu
• Kühl-feuchtes Klima, hohe Niederschläge
Al, Fe, Mn-Verarmung des Eluvialhorizontes (Ahe, Ae)

Tonverlagerung (Lessivierung)
• Abwärtsverlagerung von Feinton (< 0, 2µm) mit dem
Sickerwasser
• Voraussetzung: Dispergierung des Tons, Auflösung in
Einzelpartikel, die mit einer Hydrathülle umgeben
sind (Kolloide) – Abreicherungshorizont: Al
1. Geringe Salzkonzentration (Entsalzung und
Entkalkung, pH-Wert 5.0 - 6.5 (stark saure
Böden: hohe Al-Gehalte): Dispergierung der
Aggregate in Einzelteilchen – große
Doppelschicht
2. Mittel- und Grobporen (periodische
Austrocknungen)
• Anreicherung des Tons durch Flockung oder
Ende der Grobenporen (mechanische
Ausfilterung, Ausflockung durch höhere
Elektrolytgehalte)
• 40 - 110 kg m -2 Tonverlagerung, Toncutane –
Anreicherungshorizont: Bt

Parabraunerde

Parabraunerde aus
Löss
Ap
0 - 30 cm
Ton
24%
Bt
30 - 60 cm
34%
Cv
60 - 85 cm
19%
Cn
85 - 100 cm
17%
Profil 2, Straßkirchen, Straubing-
Bogen
R. Brandhuber, Bayerische LfL

Pseudovergleyung:
• Stauwasser beeinflusst
• Sw-Horizont (reduktiv),
gebleicht, stauwasserleitend
• Sd-Horizont (z.T. oxidativ),
marmoriert, wasserstauend,
50-70% Rost- und
Bleichflecken
• Reduktion in Grobporen,
Diffusion von Fe 2+ in
Aggregatinneres und
Oxidation zu Fe 3+ , Mn-
Konkretionen

Pseudogley

Ah
0 -10 cm
Ton
14%
Pseudogley
(pedogen) aus
Lösslehm
Sw
10 - 45 cm
21%
Swd
45 -70 cm
23%
Sd
70 -100 cm
37%
Profil 4, Malgersdorf
R. Brandhuber, Bayerische LfL

Ap
0 -27 cm
Ton
21%
Pelosol-Pseudogley
(geogen) aus
Deckschicht über
Liaston
IIP-Swd
27 - 55 cm
45%
Sd1
55 - 90 cm
45%
Sd2
90 -100 cm
51%
Profil 14, Bayreuth-Eckersdorf
R. Brandhuber, Bayerische LfL

Abteilung: Semiterrestrische
Böden

Redoximorphose oder Hydromorphie
Mobilisierung von Fe 2+ und Mn 2+ bei Wassersättigung
Wechselfeuchte Böden: Rostflecken und Marmorierung:
Vergleyung
• Grundwassereinfluss
• Gr-Horizont (reduktiv),
10% Rostflecken
verstärkt an
luftgefüllten
Grobporenwänden

Gleye

Pseudogley-Gley aus
sandig-lehmigen
Deckschichten
Ah-Sw
0 -20 cm
Ton
9%
Go-Sd
20 - 45 cm
13%
fAa
45 - 60 cm
13%
Gr
60 -100 cm
6%
Profil 43, Walkersbach, Pfaffenhofen
R. Brandhuber, Bayerische LfL

Pseudovergley: Stauwassereinfluss
• Wechselfeucht: Sommer - Winter
• Reduktion in Grobporen, Diffusion von Fe 2+ in das
Aggregatinnere und Oxidation zu Fe 3+ , Mn-Kongregationen
• Sw-Horizont (reduktiv), gebleicht, stauwasserleitend
• Sd-Horizont (oxidativ), Staukörper, kaum Grobporen,
marmoriert, 50-70% Rost- und Bleichflecken
Gley: Grundwassereinfluss
Go-Horizont (oxidativ), kapillarer Aufstieg in kleinen Poren,
>10% Rostflecken verstärkt an luftgefüllten Grobporenwänden
Gr-Horizont (reduktiv),

Ferralsols (FAO) Oxisol (US Soil taxonomy)

Ferralisation
‣ Humide Tropen
‣ Zerstörung der verwitterbaren
Silikate durch Hydrolyse
‣ Intensive Auswaschung der
Bruchstücke bzw. Ionen Si, Ca, Mg,
K, Na (Desilifizierung),
‣ Relative Anreicherung von
Sesquioxiden
‣ Neubildung von 2-
Schichttonmineralen (Kaolinit,
Halloysit)
‣ Pseudosandstruktur (Reaktion
zwischen negativ geladenen
Tonmineralen und positiv geladenen
Oxiden
‣ Rotfärbung durch Entstehung von
Hämatit

Ferralsols
Verbreitung:
tropische Regenwälder Afrikas, Südamerikas und Südostasien
Nutzung:
vorwiegend Agroforstwirtschaft
Eigenschaften:
häufig tiefgründig
gute physikalische Eigenschaften
geringe Nährstoffnachlieferung
Nährstoffe vorwiegend an Huminstoffe gebunden