Entwicklung der organischen bodensubstanz (obs) auf löss in abhängigkeit von unterschiedlicher düngung am beispiel des bodenbildungsversuches in Halle/Saale: Development of soil organic matter (som) on loess in dependence of different fertilization e.g. of the soil formation trial at Halle/Saale

Abstract

In 1948, a model trial to study soil formation was arranged at Halle/Saale by K. Schmalfuß. Loess with very low content of soil organic matter was used as substrate. The aim was to investigate the soil formation processes influenced by the P and N mineral fertilization. After 30 years, crop yields reached a characteristic, approximately constant level corresponding to the different fertilization treatments and cultivated plants. Recent comparisons of the highest N with the no-N fertilizer treatment show that the mean shoot dry weight per year has a 2.5-fold higher but the C_org content in the topsoil only a 1.2-fold higher value. An accumulation of alkaline-soluble organic soil substances and a decrease of hot water soluble carbon compounds were observed in the highest fertilizer treatment as well as in the treatments without N or P fertilization. Carbon compounds were apparently enriched in the inert carbon pool of the topsoil. During soil formation, the cation exchange capacity and the content of easily soluble P compounds increased, lime content decreased and the C/N ratio became narrower. The results suggest that these parameters are continuing to change and the steady state of the level of organic soil substances and of the transformation processes between C pools in the topsoil has not yet been reached.

1948 wurde von K. Schmalfuß ein Modellversuch zur Bodenbildung in Halle/Saale angelegt. ‘Toter’ Löss mit einem sehr geringen Gehalt an organischer Bodensubstanz diente als Ausgangssubstrat. Ziel war es, die Bodenbildung in Abhängigkeit von der N- und P-Düngung zu untersuchen. Die Erträge hatten bereits nach 30 Jahren ein für die einzelnen Düngungsvarianten und Pflanzenarten charakteristisches, annähernd konstantes Niveau erreicht. Ein gegenwärtiger Vergleich der am höchsten gedüngten Variante mit der Variante ohne N-Düngung ergab bei den durchschnittliche Sprosstrockenmassen pro Jahr 2,5fach höhere Werte, bei dem Gehalt an C_org im Boden aber nur 1,2fach größere Werte. Sowohl bei der höchsten Düngungsvariante als auch bei den Varianten ohne N oder P erfolgte von 1979 bis 1996 eine Akkumulation der im alkalischen Milieu gelösten organischen Bodensubstanz und eine Abnahme der heißwasserlöslichen Kohlenstoffverbindungen im Oberboden. Der inerte Kohlenstoff-Pool im Boden hatte offenbar zugenommen. Im Verlauf der Bodenbildung erhöhte sich die Kationenaustauschkapazität und der Anteil leicht löslicher P-Verbindungen, trat eine Entkalkung ein und verengte sich das C/N-Verhältnis im Boden. Es wird angenommen, dass sich diese Parameter weiter verändern und ein Gleichgewichtszustand (steady state) im Niveau der organischen Bodensubstanz und in den Transformationsprozessen zwischen den einzelnen C-Pools noch nicht erreicht ist.

Keywords:

• long-term fertilization experiment
• soil formation
• soil organic matter
• SOM