Schlussbericht Teil II - Darstellung der Projektergebnisse

Forschungsverbund Landschaftsentwicklung Mitteldeutsches Braunkohlenrevier – Endbericht
Tiefenprofile mikrobieller Parameter
Das Tiefenprofil mikrobieller Parameter eines Bodens stellt ein sicheres Zeichen für das
Voranschreiten und die Intensität des Bodenbildungsprozesses dar.
Unabhängig von der pedogenetischen Entwicklung ist für die untersuchten Standorte auf
Kippsubstraten eine Abnahme mikrobieller Bodenparameter beim Übergang von dem obersten
Zentimeter zu der darunter liegenden 1 - 5 cm Tiefe typisch. Die entsprechenden Tiefenprofile sind in
der Abb. 61 dargestellt (C mik für die Variante B01, C org (K 2 SO 4 ) für E02, CO 2 für E03 und DHA für
F0201/1 – 5). Während die mikrobielle Biomasse konform der Abnahme des C org (K 2 SO 4 )-Gehaltes
sich auf etwa 50 % des Wertes des obersten Zentimeter reduziert, ist bei der Bodenatmung und
insbesondere bei der DHA eine Reduzierung um 60 % bzw. 80 % festzustellen. Für den
metabolischen Quotienten qCO 2 für die Variante F0216/1 - 5 ist ein gegenläufiger Tiefengradient
charakteristisch, d.h. dass die spezifische Bodenatmung auch in ungestörten Böden eine
tiefenbezogene Zunahme aufweist. Diese Erhöhung der qCO 2 -Werte deutet auf eine Bodenmikroflora,
die dem Stress ausgesetzt ist. In solch einem Zustand wird nahezu die gesamte gewonnene Energie
für die Erhaltung der vorhandenen Biomasse und nicht für die Bildung (d.h. Vermehrung) verwendet
(INSAM et al. 1996). So ist der qCO 2 in der Tiefe 5 - 10 cm um 50 % höher als derjenige im obersten
Zentimeter und das bei einer Biomasse, die um 60 % geringer ist. Ähnliche Sachverhalte sind für
Standorte typisch, auf welchen die mikrobiellen Gemeinschaften unter Mangel an Nährstoffen (N, P,
K) und leicht verfügbaren C org -Quellen leiden und damit sich in einer ernährungsphysiologischen
Stresssituation befinden. Kippsubstrate, insbesondere tertiären Ursprungs, sind bekanntlich
nährstoffarme und dazu oft sehr saure Standorte. Das Letztere ist ein weiterer zusätzlicher Streßfaktor
für Bodenmikroflora.
Die mikrobielle Biomasse erreicht sowohl in 0 - 1 cm als auch in 1 - 5 cm Bodentiefe eine beachtliche
Höhe von rund 480 µg C mik g -1 bzw. 240 µg C mik g -1 . Der C mik -Variationsbereich für alle untersuchten
Standorte betrachtet, schließt die Werte zwischen 47 µg C mik g -1 TS und 1001 µg C mik g -1 ein. Der
Mittelwert für die Tiefe 0 - 10 cm beträgt hierbei 216 µg C mik g -1 . Werte gleicher Größenordnung
wurden ebenfalls in langjährigen Untersuchungen landwirtschaftlich genutzter Böden der
gewachsenen Landschaft (Tschernoseme in Bad Lauchstädt und Etzdorf, BAUM 1994) ermittelt. Die
Bestimmungen der C mik -Gehalte erfolgten hier allerdings in den Bodenproben, die aus der Tiefe
0 - 20 cm entnommen wurden.
0-1 cm
1-5 cm
5-10 cm
0-1 cm
1-5 cm
5-10 cm
0-1 cm
1-5 cm
5-10 cm
0 20 40 60 80 100 120 140 160 (%)
Mikrobielle Biomasse (µg C g )
C org ( µg K2SO 4 - C g )
Bodenatmung ( µg CO 2 - C g )
-1
-1
-1
0-1 cm
1-5 cm
5-10 cm
0-1 cm
1-5 cm
5-10 cm
DHA ( µg TPF g )
qCO 2(mg CO 2- C g Cmikh )
-1
-1 -1
Abb. 61
Tiefenprofile einzelner mikrobieller Parameter (Mittelwerte über alle untersuchten Flächen)
Mikrobielle Biomasse
Werden die C mik -Gehalte auf Bodenvolumen und Fläche kalkuliert so stellt sich heraus, dass auf rund
25 % aller Standorte sich eine mikrobielle Biomasse entwickelt hat, welche mit den C mik -Mengen unter
140 kg C ha -1 in 0 - 10 cm des Oberbodens als „sehr niedrig“ bzw. „niedrig“ bezeichnet werden kann
(Abb. 62).
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