Neue Humustheorie als Leitfaden für innovatives Bodenmanagement?

Es gibt zwei Wege, auf denen sich im gut durchwurzelten Boden stabiler (mineralassoziierter) Humus bildet: Der erste Weg führt über die direkte Bindung organischer Wurzelausscheidungen an Mineraloberflächen. Viele dieser Ausscheidungen (z.B. organische Säuren) sind geladene organische Teilchen und lagern sich daher gut an die Ladungen von Mineraloberflächen im Boden an. Vor allem etwas weiter entfernt von den Orten mit der höchsten Dichte an Bodenmikroorganismen – der unmittelbaren Wurzelumgebung oder direkt an den absterbenden Pflanzenresten – spielt dieser Pfad eine bedeutende Rolle.Der wichtigste Pfad läuft aber über Mikroorganismen. Die meisten an geladenen Mineraloberflächen stabilisierten organischen Moleküle (der „Ton-Humus-Komplex“) sind mikrobiellen Ursprungs. Sie kommen aus mikrobiellen Ausscheidungen und toten Mikroorganismen.Der wichtigste Futtertrog für Mikroorganismen im Boden ist die Rhizosphäre, wo laufend Wurzelausscheidungen (Zucker, Aminosäuren, organische Säuren) in den Boden fließen und das Bodenleben ernähren, solange Pflanzen den Boden bewachsen.

Das Bodenleben ist sogar aktiv daran beteiligt, den Fluss von organischen Ausscheidungen in den Boden anzuregen, gewissermaßen die Pflanzen zu „melken“. Das regt die Photosynthesean und hilft den Pflanzen, ihre Fähigkeit zu verbessern, den Boden aufzuschließen und Ressourcen verfügbar zu machen.Dichte Wurzelsysteme und ein möglichst lang andauernder grüner, Photosynthese betreibender Pflanzenbewuchs sind also für den stabilen Humusaufbau unbedingt erforderlich.Ganz im Gegensatz zur früheren Annahme, dass ein aktives Bodenleben gleichbedeutend ist mit Verlust von organischem Material über CO₂-Veratmung, ist dieses vielmehr für den Aufbau von stabilem Humus entscheidend. Wichtig dabei ist, wieviel der Pflanzenrückstände und -ausscheidungen die Mikroorganismen in ihr Wachstum investieren (Baustoffwechsel) und wieviel sie veratmen (Energiestoffwechsel).Ganz im Gegensatz zur früheren Annahme, dass ein aktives Bodenleben gleichbedeutend ist mit Verlust von organischem Material über CO₂-Veratmung, ist dieses vielmehr für den Aufbau von stabilem Humus entscheidend. Wichtig dabei ist, wieviel der Pflanzenrückstände und -ausscheidungen die Mikroorganismen in ihr Wachstum investieren (Baustoffwechsel) und wieviel sie veratmen (Energiestoffwechsel). Mehr Baustoffwechsel bedeutet mehr Potenzial, dass organisches Material über Mikroorganismen zu stabilen Ton-Humus-Komplexen wird.

Dieser Zusammenhang zwischen Baustoffwechsel und Energiestoffwechsel wird als mikrobielle Kohlenstoffnutzungseffizienz bezeichnet. Eine hohe Kohlenstoffnutzungseffizienz ist dann gegeben, wenn der Baustoffwechsel überwiegt, da die Mikroorganismen mit Pflanzenmaterial gefüttert werden, das sie optimal verstoffwechseln können. Das ist z.B. dann der Fall, wenn das Kohlenstoff zu Stickstoff (C/N)-Verhältnis der Pflanzenreste möglichst dem der Mikroorganismen entspricht (ca. 7:1). Bei frischen Pflanzenrückständen mit einem C/N von etwa 10- 20:1 (z.B. Zwischenfrüchte) werden etwa 60-70 % des Kohlenstoffs in die Biomasse eingebaut und der Rest veratmet, bei stark verholztem Material mit einem C/N von ca. 100:1 werden 60-70 % des Kohlenstoffs als CO₂ veratmet. Auch hier wieder eine neue Sicht: Pflanzenmaterial mit engem C/N-Verhältnis führt eher zu stabilem Humus – über die Förderung der Mikroorganismen – als schwer abbaubares Pflanzenmaterial mit weitem C/N, das nur unter großem Energieaufwand (Energiestoffwechsel) vom Bodenleben genutzt werden kann. Unter den Bodenmikroorganismen gelten Bodenpilze als etwas effizienter in ihrer Kohlenstoffnutzung als Bakterien. Ackerböden sind jedoch, vor allem bei intensiver Bearbeitung, zumeist von Bakterien dominiert.