Definition: Was bedeutet Humus?
Humus ist die Gesamtheit der abgestorbenen organischen Substanz im Boden. Er entsteht aus pflanzlichen und tierischen Resten, die von Bodenorganismen zerkleinert, umgewandelt und teilweise abgebaut werden. Zu den Ausgangsstoffen gehören Laub, abgestorbene Wurzeln, Ernterückstände, Holzreste, Kot, tote Bodentiere und andere organische Materialien.
Humus ist kein einheitlicher Stoff. Er besteht aus unterschiedlich stark zersetzten organischen Verbindungen. Ein Teil ist noch als Pflanzenrest erkennbar, während andere Bestandteile bereits in dunkle, komplexe Humusstoffe umgewandelt wurden. Diese Stoffe können über unterschiedliche Zeiträume im Boden verbleiben.
Für die Fruchtbarkeit und Funktionsfähigkeit von Böden ist Humus von großer Bedeutung. Er beeinflusst Bodenstruktur, Wasserhaushalt, Nährstoffversorgung, biologische Aktivität und Kohlenstoffspeicherung. Humusreiche Böden können häufig mehr Wasser aufnehmen, sind besser durchlüftet und widerstandsfähiger gegenüber Erosion.
Entstehung von Humus
Die Humusbildung beginnt, wenn organisches Material auf oder in den Boden gelangt. Bodenlebewesen zerkleinern und verwerten die Rückstände. Regenwürmer ziehen Pflanzenreste in ihre Röhren, Insektenlarven und Milben zerbeißen das Material, während Pilze und Bakterien komplexe Verbindungen chemisch abbauen.
Ein Teil der organischen Substanz wird vollständig mineralisiert. Dabei entstehen Kohlendioxid, Wasser und mineralische Nährstoffe, die Pflanzen erneut aufnehmen können. Ein anderer Teil wird in stabilere Humusverbindungen umgewandelt und bleibt länger im Boden gespeichert.
Humifizierung
Humifizierung bezeichnet die Umwandlung abgestorbener organischer Stoffe in Humus. Die ursprünglichen Pflanzen- und Tierreste werden dabei schrittweise verändert. Leicht abbaubare Stoffe wie Zucker und Eiweiße werden vergleichsweise schnell umgesetzt, während Lignin, Wachse und andere widerstandsfähige Verbindungen langsamer abgebaut werden.
Während der Humifizierung entstehen dunkle organische Verbindungen, die sich mit Mineralteilchen verbinden können. Besonders Tonminerale schützen organische Stoffe vor einem schnellen weiteren Abbau. Solche Ton-Humus-Komplexe sind wichtig für eine stabile Bodenstruktur.
Mineralisierung
Mineralisierung ist der Abbau organischer Substanz zu anorganischen Verbindungen. Mikroorganismen setzen dabei Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor und Schwefel frei. Diese Nährstoffe stehen anschließend Pflanzen und anderen Organismen zur Verfügung.
Die Geschwindigkeit der Mineralisierung hängt von Temperatur, Feuchtigkeit, Sauerstoffversorgung, Bodenart und Zusammensetzung des organischen Materials ab. Warme, feuchte und gut belüftete Böden fördern den Abbau. Kälte, Trockenheit, Sauerstoffmangel oder ein sehr saures Milieu verlangsamen ihn.
Bestandteile des Humus
Humus lässt sich nach Zersetzungsgrad und Stabilität in verschiedene Bestandteile gliedern. Frische organische Rückstände werden häufig als Nährhumus bezeichnet. Sie werden relativ schnell abgebaut und liefern Bodenorganismen sowie Pflanzen Nährstoffe.
Dauerhumus besteht aus stärker umgewandelten organischen Verbindungen. Er ist gegenüber mikrobiellem Abbau vergleichsweise stabil und kann über viele Jahre oder Jahrzehnte im Boden verbleiben. Dauerhumus trägt besonders zur Verbesserung der Bodenstruktur und zur langfristigen Kohlenstoffspeicherung bei.
Nährhumus
Nährhumus umfasst leicht und mittelstark abbaubare organische Substanzen. Dazu gehören frische Pflanzenreste, junge Wurzeln, Gründüngung und viele Bestandteile von Kompost oder Wirtschaftsdüngern.
Beim Abbau werden Nährstoffe freigesetzt. Gleichzeitig dient das Material Bodenorganismen als Energiequelle. Nährhumus ist deshalb wichtig für die biologische Aktivität, bleibt jedoch meist nicht dauerhaft im Boden erhalten.
Dauerhumus
Dauerhumus besteht aus organischen Stoffen, die nur langsam abgebaut werden. Er ist häufig an Tonminerale gebunden oder in Bodenaggregaten eingeschlossen. Dadurch ist er vor dem direkten Zugriff vieler Mikroorganismen geschützt.
Dieser stabile Humusanteil verbessert die Speicherfähigkeit des Bodens und fördert eine krümelige Struktur. Sein Aufbau erfolgt langsam. Wird Dauerhumus durch intensive Bearbeitung, Erosion oder veränderte Standortbedingungen abgebaut, kann seine Wiederherstellung viele Jahre dauern.
Humus und Bodenstruktur
Humus verbindet mineralische Bodenpartikel zu stabilen Krümeln. Diese Bodenaggregate schaffen Hohlräume, in denen Luft und Wasser gespeichert werden. Ein gut strukturierter Boden lässt sich leichter durchwurzeln und bietet Bodenorganismen geeignete Lebensräume.
Humusarme Böden neigen häufiger zu Verschlämmung, Verdichtung und Verkrustung. Feine Bodenpartikel können durch Regentropfen gelöst und in Poren eingeschwemmt werden. Dadurch nimmt die Versickerungsfähigkeit ab, während der Oberflächenabfluss zunimmt.
Ton-Humus-Komplexe
Tonminerale und Humuspartikel können sich durch elektrische Ladungen miteinander verbinden. Diese Ton-Humus-Komplexe sind besonders stabil und besitzen eine große Oberfläche. An dieser Oberfläche können Nährstoffe und Wasser gebunden werden.
Die Komplexe verbessern die Krümelstruktur und schützen organische Substanz vor schnellem Abbau. Regenwürmer, Pflanzenwurzeln und Mikroorganismen fördern ihre Entstehung.
Humus und Wasserhaushalt
Humus kann große Mengen Wasser aufnehmen und speichern. Dadurch steht Pflanzen während trockener Perioden länger Feuchtigkeit zur Verfügung. Gleichzeitig verbessert eine humusreiche Bodenstruktur die Versickerung und verringert oberflächlichen Wasserabfluss.
Die genaue Speicherwirkung hängt von Bodenart und Humusform ab. Sandige Böden profitieren häufig besonders von zusätzlicher organischer Substanz, da sie von Natur aus nur wenig Wasser halten. In tonreichen Böden trägt Humus vor allem zur Lockerung und besseren Durchlüftung bei.
Schutz vor Trockenheit
Humusreiche Böden können Trockenperioden teilweise abpuffern. Das gespeicherte Wasser wird nach und nach an Pflanzenwurzeln abgegeben. Eine dichte Bodenbedeckung reduziert zusätzlich die Verdunstung.
Humus kann fehlenden Niederschlag jedoch nicht vollständig ersetzen. Bei lang anhaltender Trockenheit erschöpfen sich auch gut gefüllte Bodenspeicher. Dennoch erhöht ein guter Humuszustand die Widerstandsfähigkeit gegenüber kurzfristigen Wasserdefiziten.
Schutz vor Hochwasser und Erosion
Ein strukturreicher Boden nimmt Niederschlag schneller auf. Dadurch fließt weniger Wasser über die Oberfläche ab. Dies kann die Entstehung lokaler Überflutungen und den Abtrag fruchtbarer Bodenpartikel verringern.
Besonders auf geneigten Ackerflächen ist eine stabile Bodenstruktur wichtig. Fehlt Humus, können starke Regenfälle Rinnen und Gräben bilden. Mit dem Boden werden Nährstoffe und organische Substanz in Bäche und Flüsse transportiert.
Humus als Nährstoffspeicher
Humus bindet wichtige Pflanzennährstoffe und schützt sie teilweise vor Auswaschung. Positiv geladene Nährstoffionen wie Kalium, Magnesium, Calcium und Ammonium können an Humuspartikeln haften und bei Bedarf wieder in die Bodenlösung abgegeben werden.
Darüber hinaus enthält die organische Substanz selbst Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Durch mikrobielle Zersetzung werden diese Elemente schrittweise freigesetzt. Humus wirkt daher als langfristiger Nährstoffspeicher.
Einfluss auf den pH-Wert
Humus kann Schwankungen des pH-Wertes abmildern. Seine chemischen Gruppen nehmen Säuren oder Basen auf und wirken dadurch als Puffer. Dies schützt Bodenorganismen und Pflanzenwurzeln vor plötzlichen Veränderungen.
Die Pufferwirkung ist jedoch begrenzt. Starke Säureeinträge, Überdüngung oder langfristige Auswaschung basischer Mineralstoffe können den Boden trotz eines hohen Humusgehalts versauern.
Humus als Lebensraum
Humusreiche Böden beherbergen zahlreiche Organismen. Bakterien, Pilze, Einzeller, Fadenwürmer, Springschwänze, Milben, Insektenlarven und Regenwürmer bilden ein komplexes Nahrungsnetz.
Diese Organismen zersetzen organisches Material, setzen Nährstoffe frei und stabilisieren die Bodenstruktur. Pilze bilden feine Geflechte, die Bodenpartikel verbinden. Regenwürmer mischen organisches und mineralisches Material und schaffen Röhren für Luft, Wasser und Wurzeln.
Bodenmikroorganismen
Mikroorganismen übernehmen einen großen Teil des Stoffabbaus. Einige Arten zersetzen Zellulose, andere bauen Eiweiße, Fette oder schwer lösliche Verbindungen ab. Bestimmte Bakterien wandeln Stickstoffverbindungen um und beeinflussen dadurch die Nährstoffversorgung.
Die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft hängt von Bodenart, Feuchtigkeit, Temperatur, pH-Wert und Bewirtschaftung ab. Pestizide, Verdichtung oder Sauerstoffmangel können empfindliche Gruppen beeinträchtigen.
Humus und Klima
Böden speichern weltweit große Mengen Kohlenstoff. Ein erheblicher Teil befindet sich in Humusverbindungen. Wird organische Substanz aufgebaut und langfristig stabilisiert, wird Kohlenstoff der Atmosphäre vorübergehend entzogen.
Beim Abbau von Humus entsteht dagegen Kohlendioxid. Unter sauerstoffarmen Bedingungen können zusätzlich Methan oder Lachgas freigesetzt werden. Die Klimawirkung hängt deshalb davon ab, wie viel organischer Kohlenstoff aufgenommen, gespeichert und wieder abgegeben wird.
Humusverlust
Humus geht verloren, wenn der Abbau dauerhaft schneller erfolgt als der Eintrag neuer organischer Substanz. Intensive Bodenbearbeitung bringt viel Sauerstoff in den Boden und kann die Mineralisierung beschleunigen. Auch Erosion, fehlende Pflanzenbedeckung und geringe Rückführung von Ernteresten wirken sich negativ aus.
Entwässerte Moore verlieren besonders große Mengen organischen Kohlenstoff. Der zuvor wassergesättigte Torf kommt mit Sauerstoff in Kontakt und wird mikrobiell abgebaut. Dabei entstehen erhebliche Treibhausgasemissionen.
Humus in der Landwirtschaft
Landwirtschaftliche Nutzung beeinflusst den Humusgehalt stark. Der Anbau humuszehrender Kulturen, häufige Bodenbearbeitung und die vollständige Entfernung von Ernterückständen können den Humusvorrat verringern.
Zwischenfrüchte, Untersaaten, mehrjährige Kulturen, vielfältige Fruchtfolgen und organische Dünger fördern den Eintrag organischer Substanz. Auch eine reduzierte Bodenbearbeitung kann helfen, Humus zu erhalten.
Organische Düngung
Kompost, Mist, Gülle und Gärreste liefern organische Substanz und Nährstoffe. Ihre Wirkung auf den Humusaufbau unterscheidet sich. Leicht abbaubare Bestandteile werden schnell umgesetzt, während stärker zersetzte Materialien länger im Boden verbleiben.
Eine übermäßige Düngung ist trotz möglicher Humuswirkung problematisch. Zu viele Nährstoffe können Grundwasser, Oberflächengewässer und empfindliche Lebensräume belasten. Entscheidend ist eine bedarfsgerechte Anwendung.
Zwischenfrüchte
Zwischenfrüchte wachsen zwischen zwei Hauptkulturen. Sie schützen den Boden vor Erosion, nehmen überschüssige Nährstoffe auf und liefern nach dem Absterben organische Substanz.
Ihre Wurzeln lockern den Boden und fördern Bodenorganismen. Je nach Art können Zwischenfrüchte zudem Stickstoff binden oder verdichtete Bodenschichten durchdringen.
Humus im Wald und Grünland
In Wäldern entsteht Humus vor allem aus Laub, Nadeln, Zweigen, Holz und abgestorbenen Wurzeln. Die Geschwindigkeit des Abbaus hängt von Baumart, Klima, Boden und Feuchtigkeit ab.
Grünland besitzt häufig hohe Humusvorräte, da Gräser ein dichtes Wurzelsystem bilden und der Boden nur selten bearbeitet wird. Wird Dauergrünland in Acker umgewandelt, kann ein Teil dieses Kohlenstoffs freigesetzt werden.
Humusformen im Wald
Je nach Zersetzungsbedingungen entstehen unterschiedliche Humusformen. Mull ist gut durchmischt und biologisch aktiv. Moder besitzt eine deutlichere Auflage aus teilweise zersetztem Material. Rohhumus bildet sich häufig unter sauren und nährstoffarmen Bedingungen, wenn der Abbau sehr langsam verläuft.
Die Humusform beeinflusst Nährstoffkreislauf, Bodenleben und Pflanzenwachstum. Sie ist zugleich ein Hinweis auf die ökologischen Bedingungen des Standorts.
Schutz und Aufbau von Humus
Humusschutz erfordert eine dauerhafte Bodenbedeckung, vielfältige Pflanzenbestände und regelmäßige Einträge organischer Substanz. Bodenverdichtung, Erosion und unnötig intensive Bearbeitung sollten vermieden werden.
Auch der Schutz von Mooren, Wäldern und Dauergrünland ist wichtig. Diese Ökosysteme speichern große Mengen organischen Kohlenstoffs. Entwässerung, Rodung oder Umbruch können langfristig aufgebaute Vorräte innerhalb vergleichsweise kurzer Zeit verringern.
Zusammenfassung
Humus ist die abgestorbene und umgewandelte organische Substanz des Bodens. Er entsteht durch die Tätigkeit zahlreicher Bodenorganismen und besteht aus unterschiedlich schnell abbaubaren Bestandteilen.
Humus verbessert Bodenstruktur, Wasserspeicherung, Nährstoffversorgung und biologische Aktivität. Gleichzeitig ist er ein wichtiger Kohlenstoffspeicher. Erosion, intensive Bodenbearbeitung, Entwässerung und fehlende organische Einträge können Humus abbauen. Dauerhafte Bodenbedeckung, vielfältige Fruchtfolgen, organische Düngung und der Schutz humusreicher Ökosysteme tragen zu seinem Erhalt bei.
