Phasen der Humusbildung

Abb. 23: frischer Laubfall
Abb. 24: Skelettfrass an einem Blatt der Hainbuche
Abb. 25: Pilzhyphen und Kotkrümel von Bodentieren
Abb. 26: Regenwürmer und ihre Exkremente

 

 

 

 

 

 

Zersetzung der Laubstreu

Die Zersetzung erfolgt in mehreren Phasen:

  • Absterbephase vor dem Blattfall: Durch die Pflanze Abbau und Speicherung wichtiger Nährstoffe wie Magnesium aus dem Chlorophyll oder Aminosäuren, intensive Besiedlung der absterbenden Blätter durch Mikroorganismen.
  • Initialphase nach dem Blattabfall: Chemische Reaktionen organismeneigener Stoffe, teilweise Aufspaltung von Stärke, Proteinen und phenolischen Verbindungen, Beginn der Auswaschung von Stoffen, Erhalt der Blattstruktur aber Verfärbung der Blattstreu (siehe Abbildung 23).
  • Primärzersetzung: Zerkleinerung der Blattstrukturen durch Bodentiere und weitere Zersetzung durch Pilze und Bakterien, Vermischung mit dem Mineralboden (Bioturbation) z.B. durch Regenwürmer (siehe Abbildungen 24 - 26).
  • Sekundärzersetzung (Verwesung): Zerlegung hochpolymerer organischer Stoffe wie Cellulose, Lignin, Proteine, in niedermolekulare, wasserlösliche Bausteine wie Zucker und Aminosäuren durch Pilze und Bakterien.

Mineralisierung

Ein Teil der Endprodukte der Verwesung wird durch Mikroorganismen für deren Energiegewinnung und Wachstum vollständig zu Kohlenstoffdioxid, Wasser, z.T. Stickstoff und Mineralstoffen wie Nitrat, Ammonium und Metallionen abgebaut. Die Mineralstoffe kehren teilweise über die Nährstoffkreisläufe in die Pflanzen zurück (siehe Kapitel "Stickstoff-Kreislauf").

Humifizierung

Ein weiterer Teil der Verwesungsprodukte wird durch Abbau-, Umwandlungs- und Neubildungsprozesse unter Beteiligung von Pilzen und Bakterien zu den Huminstoffen Humine, Huminsäuren und Fulvosäuren umgebaut. Zentrale organische Ausgangssubstanz dieses Humifizierungsprozesses ist Lignin, welches das stabile Grundgerüst der pflanzlichen Zellwand verholzter Pflanzenteile und -gewebe wie Xylem, Sklerenchym in Leit- und Festigungselementen von Blatt, Spross und Stamm sowie in Samenhüllen bildet und damit durch Blatt- und Totholzeintrag in großen Mengen in den Boden gelangt. Der energieaufwendige Abbau des komplexen dreidimensionalen Makromoleküls Lignin durch Pilze und Bakterien führt zu vielen verschiedenen schwer abbaubaren aromatischen Spaltprodukten, welche teils spontan untereinander und mit vorhandenen Aminosäure zu stickstoffhaltigen Humin-Vorstufen reagieren, aus denen dann die drei Huminstoff-Fraktionen des Humuskörpers entstehen. Die Huminstoffe bilden mit Tonen organo-mineralische Ton-Humus-Komplexe, die das Bodengefüge stabilisieren. Außerdem sind die negativ geladenen Huminstoffe durch ihre hohe Wasserbindung und Ionen-Adsorption für den Ionen-Austausch im Boden wichtig.

Die folgende Abbildung 27 macht deutlich, dass die durchschnittliche Zersetzungsdauer der Blattstreu von den im Rumbecker Holz wachsenden Laubbaum-Arten verschieden ist. Realtiv kurz ist die Zersetzungsdauer bei der in Feuchtbereichen wachsenden Schwarzerle und Gewöhnlichen Esche, relativ lang bei der Rotbuche. Noch wesentlich länger dauert die Zersetzung des Streus von Nadelbäumen. Man muss allerdings beachten, dass die Zersetzungsdauer nicht nur von der Baumart, sondern auch von verschiedenen Bodenfaktoren, besonders vom C/N-Wert des Oberbodens ( siehe Kapitel "C-N-Verhältnis") am Wuchsort abhängt. Deshalb ist zu erwarten, dass bei Baumarten mit einer weiten ökologische Amplitude bezüglich des Bodenstickstoff-Gehalts wie bei der Rotbuche (siehe Verbreitungsbild der Rotbuche) auch ein deutlicher Unterschied bezüglich der Streuzersetzung-Dauer je nach Bodenausprägung am Wuchsort vorhanden ist.

Abb. 27: Dauer der Laubstreu-Zersetzung bei verschiedenen Baumarten ( verändert nach BARTSCH/RÖHRIG 2016)