Der Hortisol- Boden des Jahres 2017

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1 Der Hortisol- Boden des Jahres 2017 Beate Michalzik Professur für Bodenkunde, Institut für Geographie, Friedrich Schiller Universität Jena 7. Sächsisch-Thüringische Bodenschutztage vom Juni 2017 in Greiz

2 Einführung Der Gartenboden im Profil Gartenboden oder Hortisol (lat. hortus für Garten & solum für Boden) Ah- bzw. Ap-Horizont Humusreicher Oberboden (Ah) oder Ap durch regelmäßige Pflugbearbeitung Ex-Horizont Mineralboden mit hohen Gehalten an organischer Substanz durch anthropogen aufgetragenes Material (z.b. Küchenabfälle, Kompost) und lockeres Bodengefüge durch intensive Bioturbation, häufig Kulturreste C- oder Cv-Horizont Mineralischer Untergrundhorizont, lockeres oder verwittertes (Cv) Ausgangsgestein Horizontabfolge auf: Ap/Ex/(Ex-)C- Profil 4 dm Menschliche Nutzung als entscheidender bodenbildender Faktor 1

3 Klassifikation von Gartenböden Abgrenzung zu natürlich gewachsenen Böden Abteilung der Terrestrischen Böden, Klasse der Terrestrischen anthropogenen Böden (AG Boden, 2005) - aus Sicht des Pflanzenbaus verbesserte Nährstoff-, Luft- und Wasserversorgung - Durch Zugabe von org. Material ergeben sich mittlere bis hohe -Vorräte und eine gute Stickstoffversorgung, die durch enge C/N-Verhältnisse (< 10) angezeigt wird. - Besonders die Versorgung mit Phosphor und auch anderer Nährstoffe liegt auf guten bis sehr guten Niveau. - Basische Kationen sind aufgrund günstiger ph-werte (5-7) gut verfügbar. - Lockeres Bodensubstrat, das gut durchwurzelbar ist und eine aktive Bodenfauna und eine intensive Bioturbation aufweist. - Sehr gute bodenphysikalische Eigenschaften durch intensive Bearbeitung hinsichtlich Belüftung, Wasserversorgung und großes Porenvolumen. 2

4 Verbreitung von Hortisolen Verbreitung in Thüringen Der typische Hortisol ist kleinräumig verteilt und - in alten Siedlungen (z.b. Klostergärten), - in Gärten innerhalb mittelalterlicher Stadtmauern (Hausgärten) und - in Gartenbaubetrieben zu finden. Er ist Bestandteil der Kulturlandschaft und aufgrund der oftmals hohen Nährstoffreserven (besonders P und N) gibt er Hinweis auf ehemalige Siedlungsplätze. Der Hortisol ist er aufgrund seiner fragmentierten Verbreitung schwierig zu erfassen und zu kartieren. 3

5 Gartenböden in Thüringen 4

6 Gartenböden in Thüringen ansteigende Gehalte an organischem Kohlenstoff ( ) 5

7 Gartenböden in Thüringen Weimar, Schloss Belvedere (%) und Gesamt-N (%) Horizont eah erap eex Bodentiefe (cm) ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 0 ph C/N Gesamt-N II em III elcc -100 alle chemischen Daten von der TLL/TLUG zur Verfügung gestellt 6

8 Gartenböden in Thüringen Weimar, Schloss Belvedere Horizont eah erap ph C/N P (CAL, mg/100 g) und C/N P (CAL) C/N ph-wert eex II em Bodentiefe (cm) fache der höchsten Nährstoffgehaltsklasse E (11,5 mg/100g) III elcc ,0 6,5 7,0 7,5 8,0 ph-wert (CaCl 2 ) 7

9 Gartenböden in Thüringen Witterda (%) und C/N Horizont eap ph C/N Gesamt-N C/N eex Bodentiefe (cm) II eex III eex+ elcc III elcc ,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Gesamt-N (%) 8

10 Gartenböden in Thüringen Witterda Horizont 0 P (CAL, mg/100 g) eap ph C/N P (CAL) ph-wert -30 eex Bodentiefe (cm) II eex III eex+ elcc ,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 25-fache der höchsten Nährstoffgehaltsklasse E (11,5 mg/100g) III elcc ph-wert (CaCl 2 ) 9

11 Gartenböden in Thüringen Schloss Beichlingen Horizont eap ph C/N Gesamt-N (%) 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2, eex Bodentiefe (cm) II M III M ,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Gesamt-N (%) 10

12 Gartenböden in Thüringen Schloss Beichlingen P (CAL, mg/100 g) Horizont eap eex Bodentiefe (cm) C/N ph ph-wert C/N P (CAL) II M III M ,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 ph-wert (CaCl 2 ) und C/N 10-fache der höchsten Nährstoffgehaltsklasse E 11

13 Gartenböden in Thüringen Erfurt (%) Horizont eah erap ,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 0 ph C/N Gesamt-N eex II aem Bodentiefe (cm) III ago-m ,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Gesamt-N (%) 12

14 Gartenböden in Thüringen Erfurt P (CAL, mg/100 g) und C/N Horizont eah erap ph C/N P (CAL) C/N ph-wert eex II aem Bodentiefe (cm) fache der höchsten Nährstoffgehaltsklasse E -90 III ago-m ,5 7,0 7,5 8,0 8,5 ph-wert (CaCl 2 ) 13

15 Gartenböden in Thüringen Alter Gleisberg (%), C/N und ph-wert (CaCl 2 ) Horizont eah erap ,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 0 ph C/N eex Bodentiefe (cm) II em

16 Gartenböden in Thüringen Alter Gleisberg Horizont eah Gesamt-N (%) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0, erap -20 eex Bodentiefe (cm) Gesamt-N P (CAL) II em fache der höchsten Nährstoffgehaltsklasse E P (CAL, mg/100g) 15

17 Zusammenfassung- Gartenböden in Thüringen Für den Ex-Horizont (40-50 cm): Geringe Schwankungen C/N-Verhältnis 8-11 ph-wert 7,2-7,9 Mittlere Schwankungen 1,5-4,0 (%) N tot 0,15-0,40 (%) Große Schwankungen P (CAL) (mg/ 100g) alle Böden sind deutlich mit pflanzenverfügbarem P überdüngt 16

18 Alter Gleisberg 17

19 Alter Gleisberg Feldkampagne 2016 zum Boden des Jahres 2017 und Grabungskampagne 2014 Alter Gleisberg Unter Leitung von Prof. Dr. Peter Ettel Bereich für Ur- und Frühgeschichte, FSU Jena 18

20 Alter Gleisberg Lage des Alten Gleisbergs (ArcGIS, 2015, Bearbeitung Gregori et al., 2015) 19

21 Alter Gleisberg Steckbrief Alter Gleisberg Plan des Alten Gleisbergs & Grabungsflächen von m ünn hoher Inselberg - Fläche ca. 116 ha - auf unterem Muschelkalk - Schuttrendzinen mit geringem Wasserspeichervermögen und Neigung zum Ausstrocknen (WENZEL et al., 2012, HICKEL, 2004) - bis 1949 ackerbauliche Nutzung danach Weidenutzung, seit 2000 Naturschutzgebiet - älteste Befunde aus dem späten Neolithikum (3300 bis 2800 v. Chr.) - intensive Phase der Besiedlung in der Bronzezeit am Übergang von (verändert nach ETTEL, 2015) später Hallstadt und Latènezeit ( v. Chr.) 20

22 Alter Gleisberg

23 Alter Gleisberg Kohlenstoff-Speicher in t/ha und 60 cm Tiefe 310 (410 bis in 80 cm Tiefe) (690 bis in 125 cm Tiefe) In Wäldern auf Muschelkalk in Thüringen: durchschnittlich 104 t ha cm -1 (WIRTH et al., 2004) 380 (450 bis in 70 cm Tiefe) (Gregori et al., 2015) 22

24 Alter Gleisberg Viele offene Fragen Wie und wann sind die Terrassen und Böden entstanden? Wurden Terrassen vor 2,5 ka als landwirtschaftlicher Funktionsbereich angelegt -ähnlich den Terra Preta-Böden im Amazonas? Oder ist es eher ein Kolluvisol? Oder Teil eines Wehrwalls? 23

25 Funktionen und Gefährdung von Hortisolen Nutzung und Gefährdung von Hortisolen Der Hortisol speichert mittlere bis hohe -Vorräte, sowie weitere essentielle Pflanzennährstoffe. Es sind fruchtbare Standorte, die zum Teil v.a. mit Phosphor überdüngt sind. Speicher- und Regelungsfunktion Produktionsfunktion ABER: Überdüngung und Belastung benachbarter Ökosysteme möglich Der Hortisol ist Bestandteil der Kulturlandschaft und gibt Einblicke in die Kulturgeschichte Archivfunktion Der Hortisol ist durch Überbauung und Versiegelung gefährdet. Seine Regelungs- und Produktionsfunktionen können durch nicht-nachhaltige Bewirtschaftung eingeschränkt werden oder verloren gehen. Mobilisierung der hohen -Vorräte durch Landnutzungswandel oder Klimaänderungen? 24

26 Dank Dank an Sie für Ihre Aufmerksamkeit Dank an die Kolleginnen und Kollegen der AG Boden des Jahres 2017 für die gute und spannende Zusammenarbeit über die letzten zweieinhalb Jahre und weiter geht s... Besonderer Dank der Hortisol-Findungskommission und den Studierenden im Masterstudiengang Geographie im SoSe 2014 und