GLIEDERUNG

1.  Ableitung des Tschernosems für eine Leitbodenform in Sachsen-Anhalt  2

1.1  Horizontierungsprozesse und Ausgangsgestein der Tschernosembildung sowie dessen chemi-  

sche  Eigenschaften  2

1.2  Horizontabfolge im Bodenprofil  3

1.2.1  Natürliche Axh/C-Horizontabfolge und visuelle Feststellungsmerkmale im Gelände  4

1.2.2  Photo mit Profilbeschreibung aus dem mitteldeutschen Trockengebiet  4

1.3  nationale und globale Verbreitung der Schwarzerde  6

2.  Fallbearbeitung zu einer Bodenschädigung unter Auswahl der Nutzungsform  

Acker  /Grünland  6

2.1  Aufgabenstellung adaptiert an den Bodentyp Tschernosem  6

2.2  betroffene Bodensubstanz und Phasen im Boden  6

2.3  Auswirkungen möglicher Kontaminationen auf physikalische, chemische und biologische Merk-  

male  und Gegenmaßnahmen sowie Effekte im landschaftlichen Rahmen  6

2.4  Analytik und Meßverfahren zur Feststellung der Schädigung und des Sanierungserfolges  8

2.5  Sanierungsmöglichkeiten und Vermeidung von Kontaminationen  8

2.6  Rechtliche Rahmenbedingungen und Richt- und Grenzwerte  9

2.7  Kosten und kritische Erfolgsaussichtenbewertung  9

3.  Aktueller Stand der Forschung anhand Wissenschaftsportalen des Internets  

  (www.sciencedirect.com und www.springerlink.com)  10

LITERATURVERZEICHNIS   13

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1. Ableitung des Tschernosems für eine Leitbodenform in Sachsen-Anhalt

Die Pedosphäre des Bundeslandes Sachsen-Anhalt umfasst 20.446 km² mit vielgestaltigen Bodenlandschaften in der Toposequenz. Die Vielgestaltigkeit kommt in den vertretenen Boden(-sub-)typen nach dem Klassifikationssystem in der BRD zum Ausdruck. Sowohl Schwarzerden, Braunerden, Lessivés, Podsole, Gleye, Niedermoore als auch Böden der Auen der Elbe, Havel, Saale, Helme, Unstrut, Mulde, Elster, Bode und Ilse entstanden innerhalb der sachsen-anhaltinischen Gebietsgrenzen. Eine wichtige Grundlage für die vorliegende Arbeit waren Bodenuntersuchungen, die während eines Ausbildungsabschnitts für den gehobenen landwirtschaftlich-technischen Dienst im Land Sachsen-Anhalt in einer Hausarbeit zum Thema: „Auswertung von Untersuchungen zu zeitlich gestaffelten N-Düngungsterminen in Zuckerrüben zur Verringerung der N-Verlagerung und Ableitung von Düngungsstrategien für Sachsen-Anhalt“ von der Autorin ausgewertet wurden. Im Regenschatten des Mittelgebirgsvorlandes des Nordharzes konnten sich unter der steppenähnlich klimatisch bedingten Bioturbation tiefgründige Tschernoseme (TT) ausgehend von Löss hinsichtlich der Lithogenese herausbilden. Das vorherrschende kontinentale Binnenlandklima im Mitteldeutschen Trockengebiet ist derzeit durch ein langjähriges Niederschlagsmittel zwischen 450 und 510 mm sowie eine langjährige Durchschnittstemperatur um 9°C geprägt. Die physikalischen und biogeochemischen Bodeneigenschaften sind also vergleichsweise deutlich trockenen wie warmen Bedingungen ausgesetzt und angepasst.

In großmaßstäbigen Kartenmaterialien des Landesamtes für Geologie und Bergwesen Sachsen-Anhalts [7] ist Schwarzerde ein Bodentyp für die Leit-bodenform der Lösslandschaft des nordöstlichen Harzvorlandes und -randgebietes, das bis an die teilweise schwarzerdeähnlichen Auenböden - sogenannte Tschernitza - der Elbe zwischen Magdeburg und Dessau heranreicht und sich südwestlich der Landeshauptstadt in der Börde fortsetzt.

1.1 Horizontierungsprozesse und Ausgangsgestein der Tschernosembildung sowie dessen chemische Eigenschaften Während periglaziären Kaltzeitprozessen im Pleistozän entstanden äolisch mit dem Wind und mit den Eisrändern die schluffigen und (fein-)sandigen Lössdeckenregionen durch Akkumulation. Ausgangsgestein ist wie der Name beinhaltet Löss. Es ist stark schluffig. Schwarzerde mit Gehalten von 22 Prozent Ton, 70 Prozent Schluff und 8 Prozent Sand, wie am Standort Bernburg/ Strenzfeld (vgl. LLFG LSA) wird mit dem Körnungsartendreieck zur Korngrößenklassifizierung nach TGL 24300/05 der Bodenart Schlufflehm (UL), nach dem Feinbodenartendiagramm dem Tonschluff (Ut4) sowie nach US-Soil-Taxonomy dem silty clay loam zugeordnet. Allgemeine biogeochemische Eigenschaften des Lösses im Mitteldeutschen Trockengebiet als auch in der Magdeburger Börde sind aus der Übersicht 1 ersichtlich. Mit der Evolution im Holozän setzte Bioturbation ein. Eine Studie des Institutes für Zoologie der Martin-Luther-Universität in Halle an der Saale zwischen 1993 und 1995 bestätigt die Nutzung besserer Böden durch Feldhamster als bevorzugte Habitate für die Anlage von arttypischen Erdbauen [2]. Feldhamster durchwühlen und mischen gemeinsam mit Regenwürmern, Termiten und Nagern - angeregt von der Sommertrockenheit - das Bodensubstrat mit ver-

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dörrter organischer Substanz. Daraus resultiert der metertief natürliche Humusgehalt dieses Bodentyps in einer Art Leitsystem aus Wurmgängen und Krotowinen der Nager. [1, 3]

Anthropogener Ackerbau kann die biogeochemischen Stoffkreisläufe und Energieflüsse durch konservierende Bodenbearbeitung integrieren, somit erhalten und vor Degradierung, insbesondere der Randstandorte der Schwarzerdezone schützen [1, 3, 4]. Schwarzerde wird im Mitteldeutschen Trockengebiet überwiegend pflanzenbaulich genutzt, denn sie ist mit höchsten Ackerzahlen von 63 bis 100 je nach Zustandsstufe bei der Bodenschätzung prädestiniert dafür. Gleichzeitig gibt der Rückgang der Landwirtschaftlichen Nutzfläche (LF) in den Jahren 1993 bis 2004 um 23.698 Hektar wegen zunehmender Flächenkonkurrenz durch Siedlung, Erholung und Infrastruktur zu denken. Flächenrecycling soll dem Land zufolge Bodenversiegelungen eindämmen.

Übersicht 1: biogeochemische Eigenschaften des Bodenausgangsgesteins Löss in Mitteldeutschland/Sachsen-Anhalt

SCHACHTSCHABEL 2002, AG BODEN „Bodenkundliche Kartieranleitung“ 2005

1.2 Horizontabfolge im Bodenprofil

Werden die Erhebungen aus Dauerbeobachtungsflächen Sachsen-Anhalts herangezogen [8], ist festzustellen, dass die Bodenhorizonte je nach stand-ortspezifischen Bodenformen variieren, also eine Reihe von Subtypen auftreten; beispielsweise Norm-Tschernosem (nTT) aus Löss über (sehr) tiefem Geschiebemergel bei Mahlsdorf, Klein Wanzleben, Cattau und Bad Lauchstädt; Parabraunerde-Tschernosem im Bereich der Ortschaft Scheiplitz, Kolluvisol-Tschernosem bei Polleben, Kolluvisol-Kalktschernosem (TC) über glazialen Sand über sehr tiefem Geschiebemergel in Höhe Seeben, Tschernosem über sehr tiefen glazialen Sanden - schwach vergleyt - bei Lettewitz und Braunerde-Tschernosem (BB-TT) aus Sandlöss über tiefem Schmelz-

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wassersand in der Umgebung von Zöberlitz [8]. Im Folgenden wird auf den Bodentyp unberücksichtigt der vielgestaltigen Subtypen eingegangen.

1.2.1 Natürliche Axh/C-Horizontabfolge und visuelle Feststellungsmerkmale im Gelände

Der klassische Tschernosem ist hinsichtlich der Horizontabfolge im Bodenprofil ein Axh/C-Boden. Der mineralische Axh-Oberbodenhorizont ist visuell an dunkler, im feuchten Zustand grauschwarzer Färbung durch den hohen Gehalt an Organischer Bodensubstanz zu erkennen. Die Humusform ist terrestrisch entstanden: Mull (MU), dessen Edaphon bestehend aus Regenwürmern, Asseln, Tausendfüßlern, Fliegenlarven und Kleinsäugern sehr ausgeprägt ist. Fauna und Gänge sind mittels Schürf sichtbar. Die Durchmischung der Bodenlebewesen kann dazu führen, dass ein Verzahnungshorizont mit hellgelbem C-Horizontmaterial im Ah-Horizont und umgekehrt, dunklen Partikelfraktionen im C-Horizont vorzufinden ist [1, 5, eigene Erfahrungen]. Der Oberboden kann sich theoretisch durch diesen fortschreitenden Prozess auf natürlichem Wege vertiefen.

Fingerproben oder Siebungen zeigen je nach Nutzung, fachgerechter Bewirtschaftungsweise und Bodenzustand optimalerweise ein homogenes, lockeres, feines, krümeliges Gefüge (Kru) mit Korngrößen zwischen 0,002 und 0,0063 mm von Bindig- und Schluffigkeit sowie wenig Sandkomponenten. Die pH-Wert-Messung mit z. Bsp. Indikatorpapier sollte bei Einhaltung der guten fachlichen Praxis im alkalischen Bereich zwischen mind. 7 und max. 11 liegen, denn der Richtwert für die Basensättigung des Axh-Horizontes ist mit 50 v. H. aufwärts angegeben [5]. Das Puffervermögen ist sehr hoch. Der Tschernosem wird i. d. R. carbonathaltig beschrieben. Landwirtschaftliche Schwarzerdenutzflächen können je nach Ton- und Humusgehalt trotzdem, nach Feststellung standortspezifischen Kalkbedarfes bei einem pH-Wert unter sieben, gekalkt werden müssen, um freie Wasserstoffionen der Bodenlösung zu adsorbieren und somit schädlicher Bodenversauerung in Folge bodenbürtiger Säurebildung durch Pflanzen entgegenzuwirken. Die Wasserspannung liegt auch in länger anhaltenden Trockenperioden im Bereich der nutzbaren Feldkapazität (nFk). Bei Pflanzenbewuchs haben die Bestände den Ah optimal durchwurzelt. Großem Trockenheitsstress können speziell Wurzeln standortangepasster Gräserarten und -sorten durch das Vordringen bis in den naturbedingt über Bioturbation unverdichteten und humosen Unterboden mittels adaptierten Wachstums zu tief greifenden Wurzelanlagen entgegnen. Der Bodentyp kann demzufolge wie auch erfahrungsgemäß äußerst ertragreich sein.

1.2.2 Photo mit Profilbeschreibung aus dem mitteldeutschen Trockengebiet

In Übersicht 2 ist ein Photo eines Tschernosems in Sachsen-Anhalt im Bodenprofil von der ansässigen Landesanstalt für Landwirtschaft, Forsten und Gartenbau (LLFG) Sachsen-Anhalts beispielhaft von der Autorin beschrieben worden. Hierzu wurde mit einem Hublader ein Bodenprofil von 2 m Breite und 1 m Tiefe ausgegraben und anschließend präpariert. Die Kartierung erfolgte nach [5]. Eine Besonderheit ist der ab 90 cm anstehende Kalkstein, der für Pflanzenwurzeln eine undurchdringbare Störschicht bildet.

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