Humus im Boden – Eigenschaften, Entstehung und Kreislauf

Grundlage der Bodenfruchtbarkeit.

Wer oft und gerne im Garten arbeitet und sich etwas mit Pflanzenwachstum und Bodenleben befasst weiß: Humus ist ein Garant für gesunden Boden und Nachhaltigkeit in Ihrem Garten. Im Folgenden fassen wir einige wichtige Fragen und Themen rund um das Thema Humus und Kompost zusammen.

Was ist Humus?

Der Ausdruck „Humus“ geht auf das lateinische Wort für "Erdboden" zurück. Die wissenschaftliche Bodenkunde definiert Humus als die Gesamtheit der abgestorbenen organischen Substanzen, die sich im Erdboden befinden. Diese Substanzen sind Überreste abgestorbener Pflanzen, Tiere, Pilze und Bakterien, die von den in der oberen Bodenschicht aktiven Mikroorganismen (Bodenflora und Bodenfauna) in ihre molekularen und mineralischen Bestandteile zerlegt werden. Das können sowohl anorganische (Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Calcium, Magnesium u.a.) als auch organische Bestandteile (Humine, Huminsäuren u.a.) sein. Der bekannteste (und einer der größten) Vertreter der Bodenfauna ist der Regenwurm, der dadurch, dass er sich durch die obersten Bodenschichten bohrt, einen wichtigen Beitrag zur Auflockerung und Sauerstoffversorgung des Humus leistet. Einen mengenmäßig größeren Anteil an der Humusproduktion im Boden als die Regenwürmer leisten jedoch kleinere Bodenorganismen wie Fadenwürmer, Milben, Bakterien und Pilze.


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Wieviele Bodenorganismen leben in einem gesunden Boden?

EIN 10-LITER-EIMER ERDE ENTHÄLT:

  • 3 Regenwürmer
  • 3 Spinnen, Asseln
  • 8 Tausendfüßler
  • 12 Käfer, Larven
  • 1.700 Springschwänze
  • 2.300 Milben
  • 200.000 Fadenwürmer

EIN FINGERHUT (3 ML) ERDE ENTHÄLT:

  • 1.000 Algen
  • 1.100 Einzeller
  • 1 Mio. Pilze
  • 1,1 Mrd. Bakterien

Was kann Humus und warum ist er so gut für Pflanzen?

Humus ist die Grundlage für gesundes Bodenleben und Pflanzenwachstum. Er besteht zu rund einem Drittel aus dem sogenannten Nährhumus und zu zwei Dritteln aus "Dauerhumus". Der Nährhumus ist der Teil, der den Bodenorganismen als Nahrung dient und von ihnen in mineralische und organische Nährstoffe zerlegt wird, die dann wiederum von Pflanzen aufgenommen werden können. Es sind dies grundlegende biologische Bausteine wie CO2, NH4, SO4, Calcium, Kalium, Magnesium, PO4 oder NO3. Der Humus liefert den Pflanzen also die Nährstoffe, die sie zum Wachsen benötigen.

Der Dauerhumus ist definiert als der Teil der Humusschicht, der gegen die Zerlegung durch Bodenorganismen weitgehend resistent ist und seine Bestandteile wie z.B. Kalium, Magnesium, Stickstoff-, Phosphor- und Schwefelverbindungen nur sehr langsam abgibt, d.h. für das Pflanzenwachstum verfügbar macht. Bei sehr lockeren, wasserdurchlässigen Böden (wie z.B. Sandböden), bei denen der Nährhumus rasch abgeschwemmt werden kann, bleibt der Dauerhumus als nachhaltig verfügbare Nährstoffquelle für Pflanzen über längere Zeiträume erhalten.

Mineralische Bodenbestandteile lagern sich an die Strukturen des Dauerhumus an oder in sie ein und bilden mit ihnen zusammen sogenannte Ton-Humus-Komplexe. Diese geben dem Boden eine stabile Struktur, an der sich Pflanzenwurzeln "festkrallen" können, und verbessern die Versorgung des Bodens mit Wasser und Luft.

Humus ist ein hervorragender Wasserspeicher. Er ist in der Lage, bis zum Fünffachen seines eigenen Gewichts an pflanzenverfügbarem Wasser zu speichern. Dieser Fähigkeit kommt in Jahren mit trockenen und heißen Sommern besonders zum Tragen. Die Klimaforschung prognostiziert, dass die Sommer in Mitteleuropa aufgrund der Erderwärmung künftig immer regenärmer werden. Umso wichtiger ist ein Boden, der Wasser gut speichern kann.

Wieviel Humus braucht der Boden?

In der Natur bilden sich Humusschichten durch den kontinuierlichen natürlichen Anfall von Pflanzenresten – in einem Mischwald etwa durch im Herbst herabfallendes Laub und durch Überbleibsel anderer abgestorbener Pflanzen und Tiere, die durch Bodenorganismen zu Humus zersetzt werden. Hier herrscht in der Regel ein natürliches Kreislaufgleichgewicht zwischen Humusbildung und Nährstoffbedarf. Die Frage: Wie viel Humus braucht der Boden? stellt sich dort, wo der Mensch in dieses natürliche Gleichgewicht eingreift. Wir tun das, indem wir z.B. im Garten oder auf dem Acker Früchte ernten oder Unkraut entfernen und dem System damit einen Teil seiner organischen Materie entziehen. Wenn dieser Teil dem System nicht wieder zugeführt wird, reduziert sich mit der Zeit die Humusmasse, und das wirkt sich negativ auf die Bodenfruchtbarkeit und das Pflanzenwachstum aus.

Um die Eingangsfrage dieses Abschnitts zu beantworten: Wir sollten einem Garten- oder Ackerboden, auf dem wir Kulturpflanzen anbauen, immer wieder mindestens so viel an Nährstoffen zuführen, wie wir ihm zuvor durch unsere Eingriffe in den natürlichen Nährstoffkreislauf entzogen haben. Dann wird genügend Humusmasse entstehen. Eines der besten Nährstoffsubstrate für landwirtschaftlich genutzte Böden ist Kompost.

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Wie wirkt Humus auf Pflanzen?

Dauerhumus reichert sich nach und nach im Boden an. Er lässt ein stabiles Bodengefüge entstehen. Aus Huminstoffen und Ton-Humuskomplexe bilden sich in Verbindung mit Bodenpartikeln feste Bodenaggregate. Diese können dank ihrer Poren Wasser speichern.

Humus kann ungefähr das Fünffache seines eigenen Gewichts an pflanzenverfügbarem Wasser speichern.

Humus ist neben Licht und Wasser die primäre Lebensressource für Pflanzen. Er ist dicht besiedelt von Boden- und Mikroorganismen, die ihn zersetzen und die in ihm enthaltenen elementaren Nährstoffe, zum Beispiel Stickstoff, Phosphat und Schwefel, für die Pflanze verfügbar machen. Humus fängt Sonnenwärme ein und speichert sie. Humusreiche Böden sind dunkelbraun bis schwarz, daher absorbieren sie Sonnenstrahlen besser und erwärmen sich stärker als humusarme Böden. Humus fördert das Bodenleben und die Artenvielfalt. Humus ist Nahrungsquelle für unterschiedlichste Boden- und Mikroorganismen und unterstützt damit ein aktives Bodenleben.

Humus gleicht Schwankungen im pH-Wert des Bodens aus, eine wichtige Voraussetzung für das Funktionieren biochemischer Prozesse im Boden.

Humus schafft eine stabile Bodenstruktur. Er „verklebt“ die mineralischen Bestandteile des Bodens zu einem stabilen und dabei doch hohlraumreichen Bodenverbund, den Pflanzen gut durchwurzeln können. Die hohlraumreiche Struktur ermöglicht eine gute Durchlüftung des Bodens und damit eine ausreichende Versorgung von Wurzeln und Mikroorganismen mit Sauerstoff.

Humus schützt Umwelt und Klima. Er ist in der Lage, große Mengen CO2 zu speichern, ist also eine wichtige "Kohlenstoffsenke" und insofern ein Antipode der Klimaerwärmung.

Humus speichert Nährstoffe. Humus hat die Fähigkeit, wichtige Pflanzennährstoffe austauschbar zu binden und so vor Abtragung und Verlust zu schützen. Diese Eigenschaft ist von besonderer Bedeutung bei sandigen Böden, die wegen ihres geringen Tonanteils Nährstoffe nur schlecht binden können.

Welche Nährstoffe sind im Humus enthalten?

Die wichtigsten mineralischen Nährstoffe für Pflanzen sind Stickstoff, Kalium, Phosphor, Magnesium, Schwefel und Calcium. Man bezeichnet sie als Makronährstoffe. Landwirtschaftliche Kulturpflanzen nehmen von jedem dieser Nährstoffe im Laufe ihres Wachstums zwischen 20 und 350 Kilogramm pro Hektar auf. Humus enthält ferner sogenannte Mikronährstoffe (aus Spurennährstoffe genannt); von ihnen nehmen Pflanzen lediglich zwischen 5 und 1000 Gramm pro Hektar auf. Zu dieser Nährstoffgruppe zählen Bor, Chlor, Eisen, Kupfer, Mangan, Molybdän, Nickel und Zink. Mikronährstoffe erfüllen in der Pflanze vielfältige Funktionen; sie dienen zum Beispiel als Bausteine für die Bildung von Enzymen, spielen eine Rolle bei Stoffwechselreaktionen und im Hormonhaushalt.

Zahlreiche weitere chemische Elemente, die im Erdboden und damit im Humus - wenn auch nicht alle flächendeckend - vorkommen, können von Pflanzen aufgenommen und organisch verwertet werden: Aluminium, Arsen, Cer, Chrom, Fluor, Gallium, Germanium, Jod, Kobalt, Lanthan, Lithium, Mangan, Natrium, Rubidium, Selen, Silizium, Titan, Vanadium.

Düngung und Kompost

Die Zuführung von Pflanzennährstoffen wird als Düngung bezeichnet, die zugeführten Nährstoffe als Dünger oder Düngemittel. Die Düngung von Kulturpflanzen mit Kompost ist mindestens seit der griechischen Antike gebräuchlich, also seit mehr als 2000 Jahren. Kompost ist in aller Regel eine Mischung aus Pflanzenabfällen, Pflanzenteilen, tierischen Exkrementen und Überresten abgestorbener tierischer Kleinlebewesen. Auf den Boden aufgebracht, wird Kompost unter dem Einfluss des Luftsauerstoffs und durch die Tätigkeit bodenbewohnender Mikroorganismen teilweise zu Humus umgewandelt. Im Kompost enthaltene organische Stoffe werden dabei in ihre Bestandteile (Nitrate, Ammoniumsalze, Phosphate, Kalium- und Magnesiumverbindungen) zerlegt und damit pflanzenverfügbar gemacht. Die Nutzung von Kompost zur Düngung und Humusbildung ist ein Gebot der Nachhaltigkeit, denn damit wird ein natürlicher Nährstoffkreislauf in Gang gehalten.

Welche Rolle spielen Kompostwerke für die Landwirtschaft und für die Gesellschaft als ganze?

In einer Gesellschaft, in der nur noch wenige Prozent der Bevölkerung an der landwirtschaftlichen Produktion beteiligt sind und immer weniger Menschen Nahrungsmittel im eigenen Garten erzeugen, besteht für die meisten Menschen keine Möglichkeit mehr, ihre Küchenabfälle und Speisereste sinnvoll zu verwerten oder in den natürlichen Nährstoffkreislauf zurückzuführen – die einzige Lösung ist die Biotonne. In ihr werden Küchenabfälle, aber auch Strauch- und Grünschnitt gesammelt. Abnehmer für das eingesammelte Biogut sind in erster Linie Kompostwerke, und sie gewinnen daraus wertvollen Kompost. Das angelieferte Biogut wird im Kompostwerk zu sogenannten Mieten aufgeschüttet, in denen die natürlichen Bedingungen für den Humusaufbau im Boden nachgestellt und optimiert werden.

Hauke Erden Kompostwerk in Öhringen

In manchen Anlagen wird das Biogut vor der Kompostierung vergoren. Dabei entstehen Biogase, die für die Erzeugung von Wärme oder Energie genutzt werden können. Kompostwerke spielen also eine wichtige Rolle als Verwerter der Bio-Abfälle, die in der modernen Industriegesellschaft in immer weiter wachsenden Mengen anfallen. Ohne den hochwertigen Kompost, den diese Werke produzieren, wäre die Landwirtschaft in viel höherem Maß auf chemisch erzeugte Düngemittel angewiesen.

Bodenverbesserung und Düngung früher und heute

Das Wissen um die Düngewirkung von Kompost ist viel älter als die moderne Naturwissenschaft, der wir es verdanken, dass wir heute die chemische Zusammensetzung und die physikalischen Eigenschaften von Gartenerde, Ackerböden und von Spezialerden aller Art (z.B. Blumenerde, Rasenerde) nicht nur exakt bestimmen, sondern auch optimieren können. Bis ins 19. Jahrhundert hinein arbeiteten Bauern und Gärtner mit Erfahrungswissen, das von Generation zu Generation weitergegeben wurde. Eine wichtige Rolle bei der Erweiterung, Bewahrung und Überlieferung dieses Erfahrungswissens spielten im Mittelalter und in der frühen Neuzeit Klöster. In diesen wurde schon lange vor Beginn des wissenschaftlichen Zeitalters systematisch mit Fruchtwechseln und dem Anbau bodenverbessernder Pflanzen experimentiert. Auch das Einbringen von Torf in Acker- und Gartenböden galt lange Zeit als bodenverbessernd, da Torf eine hohe Wasserspeicher-Kapazität besitzt. Ganze Moorlandschaften wurden für die Torfgewinnung abgegraben. Dabei ist Torf eher nährstoffarm und von daher kein wirksames Düngemittel. Er kann jedoch einen Beitrag zur Auflockerung von Humus und Boden leisten. Lockerheit ist bei Humus gleichbedeutend mit hohem Sauerstoffgehalt, ist also eine erwünschte Eigenschaft. Die moderne Kompostwirtschaft ist in der Lage, auch ohne Zugabe von Torf hochwertigen Humus von ho-her Lockerheit und mit hoher Speicherkapazität für Sauerstoff und Wasser zu produzieren.

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Autor: Christian Raichle
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