Nonhydrolyzable forms of soil organic nitrogen: Extractability and composition

2000

S. 433-439

24 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200067817

Die chemische Zusammensetzung organischer Stickstoff- (N)Verbindungen im Boden ist nur unzureichend bekannt, weil 20-35% des N nicht hydrolysiert und folglich mit nasschemischen Methoden auch nicht identifiziert werden können. Deshalb wurde die Zusammensetzung nichthydrolysierbarer N-Verbindungen durch Kombination von selektiver Extraktion, nasschemischen Analysen und Pyrolyse-Massenspektrometrie untersucht. Probenmaterial waren Hydrolyserückstände (6 M HCl) von Feinbodenproben und organisch-mineralischen Partikelgrößenfraktionen von 5 Dauerversuchsstandorten (Thyrow, 2 x Halle, Lauterbach und Bad Laustädt). Die Proben wurden mit Dithionit/Citrat/Bicarbonat behandelt, um pedogene Oxide und daran gebundene organische Substanzen zu extrahieren. Zwischen 13 und 61% (Mittelwert 34 13%) des nichthydrolysierten N (Nmhydr) wurde mit DCB extrahiert. Die Gehalte an nichthydrolysierten N und DCB-extrahierbarem Al bzw. Fe waren positiv und hoch signifikant miteinander korreliert. Eine univariante Varianzanalyse und die Pearson'schen Korrelationskoeffizienten zeigten jedoch, dass die spezifische Oberfläche der Proben der wichtigste Faktor zur Erklärung der Variation der Gehalte an Nmhydr war. Etwa 30-50% der Variation der Gehalte an Nmhydr konnte durch die Variantion der Gehalte an pedogenen Oxiden erklärt werden. Aus den Rückständen dieser Extraktion wurde ein zusätzlicher Anteil von 12 bis 66% des N mit 6 M HCl hydrolysierbar, und 29% wurde als Alpha-Amino-N identifiziert. Aminosäure-Analysen zeigten am Beispiel von Ton und Feinschluff, dass die DCB-Extrakte die für Böden charakteristischen Aminosäuren enthielten. Pyrolyse-Feldionisation Massensepktrometrie (Py-FIMS) von einem gefriergetrockneten DCB-Extrakt deutete auf das Vorhandensein von Peptiden (etwa 5% der Gesamtionenintensität) und heterozyklischen N-Verbindungen (etwa 3% der Gesamtionenintensität) hin. Zusammengefasst zeigen diese Ergebnisse, das organisch-mineralische Verbindungen mit reaktiven Bodenoberflächen (Silikate, pedogene Oxide, alkali-extrahierbare organische Substanzen) die wesentliche Ursache für die Nichthydrolysierbarkeit eines Teils der organischen N-Verbindungen, auch von Peptiden, sind. Daraus wurde gefolgt, dass Proteinverbindungen durch Einschluß und Bindung stabilisiert werden können, wie es in modernen Strukturmodellen für organische Bodensubstanzen (SOM) postuliert wird. Molekulare Strukturmodellierung zeigt große Hohlräume zwischen der SOM und die Mineralmatrix ebenso wie sehr kleine Poren und Öffnungen in der SOM, die ein großes Potential zum Einschluss von, sowie zur Ausbildung von Wasserstoffbrücken mit, Peptiden haben.