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Modul: Boden - Informationen
Kapitel: Bodeneigenschaften
Seitentitel: Bodenatmung

Der überwiegende Teil der (Boden-)Organismen gewinnt die für Entwicklung, Wachstum und Vermehrung notwenige Energie aus der Oxidation organischer Verbindungen. Dieser Prozess wird als Atmung oder Dissimilation (s. Kohlenstoffkreislauf) bezeichnet. Dabei werden Kohlenhydrate (Glucose) i.d.R. unter Sauerstoffverbrauch (= aerob ) zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser bei gleichzeitiger Freisetzung von Energie abgebaut. Die Menge des freigesetzten CO2 gilt als Maß für die Intensität der Atmungs- und Lebensprozesse.

Als Bodenatmung wird dementsprechend die Sauerstoff(O2)-Aufnahme und/oder Kohlenstoffdioxid(CO2)-Abgabe der Bodenorganismen bezeichnet (DUNGER/ FIEDLER 1997, S. 181). Sie führt dazu, dass der CO2-Gehalt der Bodenluft ansteigt und der O2-Gehalt abnimmt. Aufgrund der unterschiedlichen Partialdrücke dieser Gase findet dann an der Bodenoberfläche ein Gasaustausch zwischen Bodenluft und Atmosphäre statt. Da der Partialdruck von CO2 in der Bodenluft höher ist als in der Atmosphäre, diffundiert CO2 an der Bodenoberfläche in die Atmosphäre (s. Bodendurchlüftung und Gashaushalt). Diese CO2-Abgabe kann quantitativ bestimmt werden (s.u.).

Das bei Atmungsprozessen im Boden freigesetzte (= exhalierte) CO2 entstammt zum überwiegenden Teil (etwa 70% bzw. 2/3 der Gesamtmenge) aus der Stoffwechselaktivität der Mikroorganismen und zu etwa 30% aus der Wurzelatmung. Der Mengenanteil der Bodentiere an der Bodenatmung ist dagegen nur sehr gering (TROLLDENIER 1971, S. 75). Die CO2-Exhalation von Bodenproben hoher Aktivität beträgt im Freiland etwa 100-300 mg pro Stunde und m² (GISI et al. 1997, S. 177).

Die Intensität der Bodenatmung ist vom Zusammenwirken verschiedener Faktoren abhängig, wobei u.a. Menge und Qualität der organischen Substanz die "veratmet" werden kann, Durchlüftung des Bodens, Wasserversorgung, Temperatur, Bodenreaktion und Mineralstoffgehalt des Bodens eine zentrale Rolle spielen (vgl. Bodenaktivität).

Durch Zufuhr organischer Substanzen erhöht sich i.d.R. infolge verstärkter Zersetzungsprozesse die Bodenatmung und kann daher Indikator für die gesamte Bodenaktivität herangezogen werden. Die Bodenatmung kann relativ unproblematisch als CO2-Abgabe der Bodenoberfläche bestimmt werden. Zu den gängigsten Methoden zählt dabei die chemische Fixierung des aus dem Boden exhalierten CO2 durch geeignete Absorptionsmittel (z.B. Kalkwasser, Kali- oder Barytlauge; vgl. DUNGER/ FIEDLER 19997, S. 181 ff.).

Bodenatmung und die CO2-Abgabe über die Bodenoberfläche an die Atmosphäre gelten als wesentliche Quelle für die CO2-Assimilation bei der Photosynthese (s. Kohlenstoffkreislauf). Ohne die Zersetzung der organischen Substanz im Boden und die dabei erfolgende CO2-Freisetzung der Bodenorganismen würde sich der CO2-Vorrat der Luft (ca. 0,03 Vol.-%) durch die photosynthetische CO2-Assimilation der Pflanzen innerhalb weniger Jahrzehnte erschöpfen und die Produktion neuer Biomasse begrenzen (vgl. TROLLDENIER 1971, S. 76/77).

Weitere Informationen:

  • Kohlenstoffkreislauf
  • Bodenaktivität
  • Bodenfruchtbarkeit

Literatur:

Dunger, W. / Fiedler, H.J. (Hrsg.) (1997): Methoden der Bodenbiologie - 2. Auflage - Jena; Stuttgart; Lübeck; Ulm: Fischer.
Gisi, U./ Schenker, R./ Schulin, R./ Stadelmann, F.X./ Sticher, H. (1997): Bodenökologie - 2. Auflage - Stuttgart; New York: Thieme.
Hintermaier-Erhard, G./ Zech, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke.
Scheffer, F./ Schachtschabel, P. (2002): Lehrbuch der Bodenkunde - 15. Auflage -Heidelberg; Berlin: Spektrum Akademischer Verlag.
Schroeder, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten - 5. Auflage - Berlin; Stuttgart: Borntraeger.
Trolldenier, G. (1971): Bodenbiologie. Kosmos-Studienbücher. Stuttgart: Franckh´sche Verlagshandlung.