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:
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.
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