Carbon storage in loess derived surface soils from Central Germany: Influence of mineral phase variables

2002

S. 141-149

41 Lit. Ang.

Artikel aus einer Zeitschrift

200089724

In Oberböden mitteldeutscher Ackerstandorte wurde der Einfluss der Bodenmineralphase auf die Speicherung von organischer Substanz untersucht. Die sieben aus Löß entstandenen Böden waren genetisch unterschiedlich weit entwickelt. Der Kohlenstoffgehalt der Oberböden erreichte Werte von 8,7 bis 19,7 g kg®Ü. Die Tonmineralogie war in allen Böden gleich mit Illitgehalten von > 80 %. Sowohl die spezifische Oberfläche (SSA, BET-N2-Methode) als auch die Kationenaustauschkapazität (CEC) der Böden nach Kohlenstoffentfernung waren geeignetere Variablen zur Vorhersage des Kohlenstoffgehaltes als der Tongehalt oder das Dithionit-extrahierbare Eisen. Durch die SSA war in der Lage, 55 % der Variabilität des Kohlenstoffgehaltes wurden erklärt, durch die CEC 54 %. Die Belegung der Oberfläche mit Kohlenstoff erreichte Werte zwischen 0,57 und 1,06 mg C m®¬ und lag somit im Bereich der "monolayer äquivalenten" (ME) Belegung. Die Beziehung zwischen dem Kohlenstoffgehalt und der Zunahme der spezifischen Oberfläche durch die Entfernung der organischen Substanz (SSA) war signifikant positiv (r¬ = 0,77). Zusammen mit der CEC der Proben nach Kohlenstoffentfernung erklärte SSA 90 % der Variabilität des Kohlenstoffgehaltes. Die Ton- (< 2 öm) und Feinschluff-Fraktionen (2-6,3 öm) der Böden enthielten 68-82 % des organischen Kohlenstoffs. Zwischen den Kohlenstoffgehalten der Tonfraktion und des Feinbodens wurde eine signifikant positive Beziehung beobachtet (r¬ = 0,95). Die organische Substanz in der Ton- und Feinschluss-Fraktion war durch unterschiedliche C/N-Verhältnisse, Sigma13C-Werte und Anreicherungsfaktoren für Kohlenstoff und Stickstoff gekennzeichnet. Die organische Substanz in der Tonfraktion scheint im Vergleich zur Feinschluff-Fraktion stärker umgesetzt zu sein. Die Ergebnisse deuten daraufhin, dass sich organische Substanz in der Fraktionen mit der kleinsten Partikelgröße und der höchsten Oberfläche anreichert und dabei scheinbar intensiv mit der Mineralphase assoziiert ist. Der Gehalt an organischen Kohlenstoff in mitteldeutschen Ackeroberböden aus Löß wird in Bezug auf die Mineralphase vor allem durch (1) die Menge der Kationen an der Mineraloberfläche und (2) die Größe eines spezifischen Anteils der Oberfläche (SSA) beeinflusst. Die Kohlenstoffbelegung der Oberfläche entspricht keiner "Monolayer"-Belegung.