Bestimmung des Humusgehaltes des Bodens

Humus ist ein wesentlicher organischer Bestandteil des Bodens. Als Humus wird alle organische Substanz des Bodens unabhängig von ihrem Zersetzungsgrad bezeichnet. Da Humus für die Bodenfruchtbarkeit von besonderer Bedeutung ist, sollte der Humusgehalt des Bodens bekannt sein und genau bestimmt werden. Die relativ einfache Bestimmung nach der Braunfärbung oder mittels Glühverfahren bringt aber nicht die notwendige Genauigkeit. Deshalb wird mit einem relativ aufwendigen Verfahren der genaue Gehalt des Bodens an organisch gebundenem Kohlenstoff und Kalk ermittelt.

Bestimmung des Humusgehaltes

Zunächst kann die Braunfärbung eines Bodens zur Abschätzung seines Humusgehaltes herangezogen werden. Je dunkler der Boden erscheint, desto höher kann sein Humusgehalt sein.
Allerdings können sich dabei gravierende Fehler ergeben, beispielsweise wenn der Boden dunkel gefärbte mineralische Bestandteile, wie Eisenoxide, enthält. Sie täuschen einen zu hohen Humusgehalt vor.

Deshalb müssen genauere Bestimmungsverfahren wie das Glühverfahren angewendet werden.
Zur genauen Bestimmung des Humusgehaltes nutzt man dabei zunächst die Tatsache, dass Humus verbrannt werden kann, also brennbar ist.
Verbrennt man die organische Substanz, dann kann durch die Massedifferenz der Probe vor und nach dem Verbrennungsvorgang der Humusgehalt bestimmt werden.
Allerdings gibt es bei dieser Methode ein Problem:
Bei hohen Temperaturen verflüchtigt sich auch das im Boden enthaltene Wasser. Außerdem werden die im Boden befindlichen Verbindungen des Kohlenstoffs zersetzt. Daher muss die zu untersuchende Bodenprobe vorher getrocknet werden. Dennoch ist auch die Bestimmung des Humusgehaltes über die Massedifferenz für wissenschaftliche Zwecke zu ungenau.

Die genaue Bestimmung des Gehaltes des Bodens an organischer Substanz erreicht man mit der Ermittlung des Anteils von organisch gebundenem Kohlenstoff (Bild 1):

Die Bodenprobe wird zunächst geteilt.
Bei einer Hälfte der Probe wird dann der Gehalt an Carbonat-Kohlenstoff $(C_{C O_{3}})$ durch Zersetzung des Carbonates mit Säure bei gleichzeitiger Erfassung des frei werdenden Kohlenstoffdioxids bestimmt. Diesen Vorgang kennzeichnet die blaue Linie in der Zeichnung.

Bestimmung des Anteils von organisch gebundenem Kohlenstoff

Von der anderen Hälfte der Probe wird die gesamte organische Substanz verbrannt (vgl. die rote Linie). Dadurch kann der sich in dieser Hälfte der Probe befindliche Kohlenstoff $(C_{t})$ bestimmt werden.
Es gilt: $C_{t} = C_{o r g} + C_{C O_{3}}$ (Bild 2)

$C_{t}$	– gesamter Kohlenstoff
$C_{o r g}$	– organisch gebundener Kohlenstoff
$C_{C O_{3}}$	– Carbonat C

Durch das Umstellen der Gleichung und das Einsetzen der ermittelten Werte lässt sich der organisch gebundene Kohlenstoff $(C_{o r g})$ aus der Differenz zwischen $C_{t}$ und $C_{C O_{3}}$ berechnen:
$C_{o r g} = C_{t} - C_{C O_{3}}$

Reaktionen von organisch gebundenem Kohlenstoff und Kalk

Von den Labors werden allerdings nur die Gehalte an organisch gebundenem Kohlenstoff $(C_{o r g})$ statt des Humusgehaltes angegeben. In der Natur können hier bei unterschiedlichen Böden erhebliche Differenzen auftreten, wie die Abbildungen zeigen (Bild 3). Die Umrechnung der Menge des organisch gebundenen Kohlenstoffes in Humus ist jedoch kompliziert, weil Humus keine einheitliche Substanz darstellt.

Kohlenstoffgehalt/m³ Boden in kg C/m³

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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