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Was ist Humus? Welche Funktion hat Humus?
What's Humus? What's the Funktion of Humus?

Als Humus wird die Gesamtheit der abgestorbenen (toten) organischen Substanz im Boden bezeichent. Der Humus liegt dem Mineralboden auf oder ist mit diesem durchmischt.

Humus bildet den Hauptbestanteil der organischen Substanz:

Organische Substanz des Bodens
*Organic substance of the soil*
85 %	Tote organische Substanz = Humus Dead organic substance = humus
15 %	Lebende organische Substanz Live organic substance	10 %	Pflanzenwurzeln Plant roots
		5 %	Edaphon = Bodenorganismen (Bodenflora und Bodenfauna) Edaphon = soil organisms (Soil flora and soil biota)

Organische Ausgangsstoffe
Organic parent substances

Wichtigste Quelle der organischen Substanz des Bodens sind die von grünen Pflanzen durch Photosynthese stets neu produzierten Wurzel- und Sproßorgane. Diese produzierte Biomasse gehört bereits in Form von Pflanzenwurzeln zum Boden oder gelangt als Streu der Bäume und Sträucher (Blätter, Nadeln, Zweige usw.), als Vegetationsrückstände der Kräuter und Gräser und als Ernterückstände der Kulturpflanzen (Getreidestoppeln, Kartoffelkraut usw.) auf und in den Boden. Hinzu kommt die Körpersubstanz aller Bodenorganismen. Außerdem können organische Substanzen durch Maßnahmen des Menschen wie Gründüngung, Stallmist-Düngung, Gülle und Abfallbeseitigung (Klärschlamm) zugeführt werden.

Prozesse des Abbaus und der Umwandlung
Processes of degradation and transformation

Organische Ausgangssubstanzen werden nach dem Absterben durch Bodenorganismen angegriffen, zersetzt und entweder bis zu molekularen oder ionaren Endprodukten abgebaut (Zersetzung) oder zu neuen Huminstoffen (Humifizierung) umgewandelt. Als Mineralisierung bezeichnet man einen vollständigen Abbau zu anorganischen Stoffen (Kohlendioxid, Wasser), bei dem auch die in den organischen Stoffen enthaltenen Pflanzennährstoffe freigesetzt werden wie z.B. Magnesium (Mg), Eisen (Fe), Stickstoff (N), Schwefel (S).

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Abbildung: Bildung von Huminstoffen (Quelle: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)
Figure: Formation of humic substances (Source: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)

Phasen der Zersetzung
*Stages of decomposition*
1	Biochemische Initialphase Biochemical initial stage	Hydrolyse- und Oxidationsvorgänge kurz vor und nach Absterben der Pflanzenorgane, ohne sichtbare Zerstörung des Zellverbandes (Verfärbung von Laub und Streu).
2	Phase der mechanischen Zerteilung und Vermischung Stage of mechanical fragmentation and mixture	Zerstörung der Zellverbände durch Zerbeißen und Zernagen durch Organismen der Makro- und Mesofauna, teilweise oder völlige Aufnahme in Tierkörper und teilweise Ausscheidung als Losung (Regenwurmlosung), Einarbeiten der Streu in den Boden, vor allem durch Regenwürmer, Borstenwürmer und verschieden Arthropoden.
3	Phase des mikrobiellen Abbaus Stage of digestion	Enzymatische Aufspaltung der organischen Verbindungen in Grundbausteine durch Bodenflora und Mikrofauna (heterotroph und saprophytische lebende Organisamen des Edaphons).

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Abbildung: Zersetzung und Humifizierung der organischen Ausgangssubstanz (Quelle: Bodenkunde in Stichworten 1984)
Figure: Decompostion and humification of the organic parent substance (Source : Bodenkunde in Stichworten 1984)

Die Abbauintensität ist abhängig von der:
The intensity of decomposition depends on:

Konstellation der Standortfaktoren
Art und Menge der Ausgangssubstanz / Abbauresistenz

Die Umsetzung der Ausgangsstoffe ist am intensivsten bei mittleren Feuchtigkeitsverhältnissen, guter Durchlüftung des Bodens, optimaler Temperatur und neutraler bis schwach alkalischer Reaktion.

Die Abbauresistenz der Ausgangssubstanz ist durch unterschiedliche Zusammensetzung bestimmt und kann in Stabilitätsreihen dargestellt werden:

Stabilitätsreihe der wichtigsten organischen Verbindungen:
Stability order of the most important organic compounds:

Zucker, Stärke, Proteine < Zellulose < Lignin, Wachse, Harze, Gerbstoffe
sugars, starch, proteins < cellulose < lignins, waxes, resins, tannins

Stabilitätsreihe der wichtigsten organischen Ausgangssubstanzen:
Stability order of the most important organic parent substances:

Vegetationsreste der
Leguminosen < Gräser und Kräuter < Laubsträucher und Laubbäume
< Nadelbäume < Zwergsträucher (Heide u.a.)
Parts of the vegetation from
leguminous plants < grasses and herbs < broad-leaved shrubs and trees
< needle-bearing species < dwarf shrubs (heather a.o.)

Tabelle: Parameter für die Mineralisierungsgeschwindigkeit (Quelle: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)
*Table: Parameters for the mineralization speed (Source: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)*
Abbaubarkeit der Streu	hoch bei: - hohen N- und P-Gehalten - wenig Lignin / viel Cellulose - viel Eiweiß
Nährstoffe im Boden	Abbau gehemmt bei Mangel
Bodenreaktion	Abbau gehemmt bei tiefem und sehr hohem pH
Wasser	Abbau gehemmt bei Mangel (kaum Bodenleben) Abbau gehemmt bei Überschuß (Sauerstoffmangel)
Sauerstoff	Abbau gehemmt bei Mangel

Die Funktionen von Humus:
The funktions of humus:

Stickstoff-Quelle
Nitrogen-source

Für das Pflanzenwachstum ist vor allem in ungedüngten Böden der Nährstoffgehalt der organischen Substanz von Bedeutung. Die im Humus festgelegten Nährstoffe werden durch die Bodenflora und Bodenfauna in eine pflanzenverfügbare Form überführt. Je höher die biologische Aktivität in einem Boden ist, umso intensiver erfolgt die Nachlieferung von Nährstoffen aus der organischen Substanz. Humus fungiert insbesondere als Stickstoff-Quelle, denn in den meisten Böden liegt Stickstoff zu über 95% in organischer Bindung vor.

Bindung von austauschbaren Nährstoffen
Sorption of exchangeable nutrients

Das Adsorptionsvermögen der Huminstoffe ist für die Bindung vieler Nährstoffe von Bedeutung. Dies ist besonders in Mooren und tonarmen Mineralböden wichtig. Das Ausmaß dieser Bindung ist aber stark pH-abhängig. Neben einer Bindung in austauschbarer Form können viele Metallkationen von Huminstoffen auch in festere Bindungen überführt werden (z.B. Chelate).

Biologische Aktivität
Biological activity

Humus ist Lebensgrundlage der heterotrophen Bodenorganismen. Es besteht eine enge Beziehung zwischen dem Humusgehalt von Mineralböden oder Bodenhorizonten und der Art und Menge der Bodenorganismen. Hohe Humusgehalte begünstigen das Wachstum von saprophystischen Organismen und unterdrücken dadurch das Wachstum von Parasiten.

Die Aufrechterhaltung einer hohen biologischen Aktivität erfordert eine ständigen Ersatz der verbrauchten organischen Substanz durch laufende Zufuhr organischer Stoffe zum Boden.

Aggregatstabilität
Aggregate stabilisation

Humus begünstigt in hohem Maße die Bildung und Stabilität eines grobporigen Aggregatgefüges. In Schluff-, Lehm- und Tonböden wird dadurch deren Wasser- und Lufthaushalt verbessert.

Wasserspeicherung
Water storage

Humus besitzt eine hohe Wasserkapazität. Er kann circa das 3-5fache seines Eigengewischtes an Wasser festhalten. Bei Sandböden wird die Feldkapazität überwiegend vom Humusgehalt bestimmt.

Wärmehaushalt
Heat budget

Huminstoffe bewirken die dunkle Farbe in Ah-Horizont und begünstigen damit die Erwärmung der Böden im Frühjahr (längere Vegetationszeiten).

Tabelle: Eigenschaften des Humus (Quelle: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)
*Table: Properties of humus (Quelle: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)*
Eigenschaften des Humus Properties of humus
Sorption Sorption	besteht aus organischen Strukturen mit negativen Ladungen: - reversible Bindungen von Kationen - Bindungen anderer organischer Stoffe - Erhöhung des Filtervermögens
Nährstoffe Nutrients	enthält C, N, P usw.: - Einfluß auf N- und P-Haushalt - Speicherung von Stickstoff
Abbau Degradation	kann mineralisiert werden: - Förderung des Bodenlebens - Bei Luftmangel: Anaerobie - Nachlieferung von Nährstoffen - Aggregatbildung durch Förderung der Bodenfauna
Färbung Colour	dunkel: - rasche Erwärmung
Kitt Binding agent	verbindet Tonteilchen: - stabile Aggregate - stabile Poren - ausgeglichener Wasser- und Lufthaushalt - rasche Erwärmung
Wasser Water	adsorbiert Wasser - Erhöhung der Speicherung von pflanzenverfügbarem Wasser - Quellung/Schrumpfung

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Abbildung: Biomasseproduktion und -abbau im Lauf eines Jahres (Quelle: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)
Figure: Biomass production and biomass degradation in the course of one year (Source: Institut für Bodenkunde der Universität Hannover 1993)

Humus kann unter verschiedenen Aspekten betrachtet werden:

morphologisch-genetisch: Humusformen
stoffflich: Humusbestandteile
funktionell: Humusarten

1. Humusformen / Humus forms
Erscheinungsform des ganzen Humuskörpers. Charakteristische Morphologie und Tiefenverteilung (Humusprofil) werden als Humusform bezeichnet. Unterscheidung nach makromorphologischen, mikromorphologischen und biologischen Merkmalen:
Terrestrische Humusform Terrestrial humus forms	Semiterrestrische Humusform Semiterrestrial humus forms	Subhydrische Humusformen Subhydrical humus forms
Rohhumus Moder moder Mull mull	Übergangsmoortorf peat of transitional bog Hochmoortorfe peat of raised bog	Mudden Niedermoortorfe peat of valley bog

2. Humusbestandteile / Components of humus
Die einzelnen Stoffe oder Stoffgemische, die in der organischen Substanz des Bodens auftreten. Unterscheidung nach chemischen oder analytischen Merkmalen:
Nichthuminstoffe Non-humic substances	Huminstoffe (Huminstoff-Fraktionen) Humic substances
Organische Stoffe pflanzlicher und tierischer Herkunft. Streustoffe, die nicht oder nur schwach umgewandelt sind und in denen die Gewebestrukturen großenteils noch sichtbar sind (oberirdisch abgestorbene Pflanzenreste, tote Wurzeln und Bodenorganismen). Sie enthalten im wesentlichen Lipide, Lignin- und Polysaccarid-Bruchstücke.	stark umgewandelte, hochmolekulare Substanzen ohne erkennbare Gewebestrukturen, d.h. bodeneigene Aufbaustoffe. Huminstoff-Fraktionen sind: Fulvosäuren fulvic acid Huminsäuren humic acid Humine

3. Humusarten / Types of humus
Verschiedene Stoffe mit gleichartiger Wirkungsweise, die in der organischen Substanz des Bodens auftreten. Unterscheidung nach der Wirkungsweise, die mit chemischen, physikalischen oder physiologischen Methoden erfaßt wird:
Nährhumus Nutrient humus	Dauerhumus Mild humus
Mikrobiell leicht umsetzbare Stoffe, die vorweigend mineralisiert werden, damit Lieferanten von CO₂, N, S, P usw.	Schwer mineralisierbare hochpolymere Stoffe, die vorwiegend durch Wasserbindung, als Ionenumtauscher und als Gefügeelemente im Boden wirksam sind (stabile Huminstoffe, organomineralische Komplexe, Lignin u.a.).

Was ist Boden? What' s Soil?

Stichworte zum Boden Keywords about the Soil

Begriffe rund um den Boden Terms in Connection with the Subject Soil

Bodenhorizonte Soil Horizons

Bodenarten Soil Texture

Korngrößendreieck Particle Size Diagram

Zusammenhänge zwischen Bodenart und Eigenschaften eines Bodens Correlation between Soil Texture and Soil Properties

Was ist Humus? Welche Funktion hat Humus? What's Humus? What's the Funktion of Humus?

Haupt-Humusformen Mean Humus Forms

Literatur zum Boden Literature about Soil