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Der '''Chernozem''' (von russisch чернозём ''tschernosjom'' ‚Schwarzerde‘) ist eine Reference Soil Group (RSG) der internationalen Bodenklassifikation [[:Kategorie:World Reference Base|World Reference Base]] (WRB). Er bildet sich typischerweise aus Lockersedimenten wie Löss und löseartigen Substraten, aber auch aus kalkreichen Geschiebelehmen und gehören in die Gruppe der Humusakkumulationsböden. Chernozeme sind die zonalen Böden der semihumiden bis semiariden Langgrassteppe. | Der '''Chernozem''' (von russisch чернозём ''tschernosjom'' ‚Schwarzerde‘) ist eine Reference Soil Group (RSG) der internationalen Bodenklassifikation [[:Kategorie:World Reference Base|World Reference Base]] (WRB).<ref name=":0">IUSS Working Group WRB (2015): World Reference Base for Soil Resources 2014, Update 2015. World Soil Resources Reports 106, FAO, Rom.</ref> Er bildet sich typischerweise aus Lockersedimenten wie Löss und löseartigen Substraten, aber auch aus kalkreichen Geschiebelehmen und gehören in die Gruppe der Humusakkumulationsböden. Chernozeme sind die zonalen Böden der semihumiden bis semiariden Langgrassteppe. | ||
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== Definition == | ==Definition== | ||
Nach Definition der WRB sind Chernozeme Böden mit mächtigem schwarzen Oberbodenhorizonten, mit hoher Akkumulation von organischem Material und hohem Basenstatus. | Nach Definition der WRB sind Chernozeme Böden mit mächtigem schwarzen Oberbodenhorizonten, mit hoher Akkumulation von organischem Material und hohem Basenstatus.<ref name=":0" /> Die Definition des Bodentyps Tschernosem nach [[:Kategorie:Deutsche Bodenklassifikation|DBG (AG Boden 2005)]] ist dagegen weniger spezifisch und umfasst auch andere Böden der trockenen Mittelbreiten, vor allem die verwandten [[Phaeozem|Phaeozeme]] am Übergang zu den feuchten Mittelbreiten. Die Klasse der Schwarzerden innerhalb der DBG-Systematik ist noch umfassender. Sie beinhaltet mit Phaeozem, Chernozem und Kastanozem die wesentlichen Böden der [[Kastanozem-Haplic Phaeozem-Chernozem-Zone]] innerhalb der Klassifikation der FAO/Unesco Weltbodenkarte.<ref name=":0" /><ref name=":1">[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%223238029%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Ad-hoc-Arbeitsgruppe Boden (2005): Bodenkundliche Kartieranleitung, Hrsg.: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe in Zusammenarbeit mit den Staatlichen Geologischen Diensten, 5. Aufl., Stuttgart.]</ref> | ||
== Bildung und Vorkommen == | ==Bildung und Vorkommen== | ||
Chernozeme sind einige der fruchtbarsten und produktivsten Ackerböden der Welt | Chernozeme sind einige der fruchtbarsten und produktivsten Ackerböden der Welt.<ref name=":2">Zech, W., Schad, P., Hintermeier-Erhard, G. (2014): Böden der Welt: Ein Bildatlas. Springer, Heidelberg.</ref> Sie bedecken etwa 230.000.000 Hektar der Erdoberfläche wovon ein Großteil ackerbaulich genutzt wird (BGR 2008). | ||
=== Ausgangsgestein Löss === | ===Ausgangsgestein Löss=== | ||
Das Ausgangsgestein zur Bildung dieses humusreichen Bodentyps ist meist Löss, aber auch lössartige Lehme, Mergel und Tone sind möglich (Franz 1973, 115). Löss ist eine Sedimentdecke die entsteht, wenn die Geschwindigkeit des Windes abnimmt und sich Schluff, der in Gebieten mit wenig bis keiner Vegetation erodiert wurde, ablagert. Im Wesentlichen besteht er aus Bestandteilen der Siltfraktion und ist aufgrund der geringen Korngröße und dem damit leichtzugänglichen Mineralreichtum sehr fruchtbar (Grotzinger, Jordan 2017, 544). | Das Ausgangsgestein zur Bildung dieses humusreichen Bodentyps ist meist Löss, aber auch lössartige Lehme, Mergel und Tone sind möglich (Franz 1973, 115). Löss ist eine Sedimentdecke die entsteht, wenn die Geschwindigkeit des Windes abnimmt und sich Schluff, der in Gebieten mit wenig bis keiner Vegetation erodiert wurde, ablagert. Im Wesentlichen besteht er aus Bestandteilen der Siltfraktion und ist aufgrund der geringen Korngröße und dem damit leichtzugänglichen Mineralreichtum sehr fruchtbar (Grotzinger, Jordan 2017, 544). | ||
=== Klimatische Bedingungen === | ===Klimatische Bedingungen=== | ||
Eine Lössdecke fördert so die Entwicklung von Gräsern und Kräutern, die in extrem kontinentalen Gebieten in den feuchten Jahreszeiten im Frühling bzw. Frühsommer schnell wachsen und aufgrund anhaltender Trockenperioden im Hochsommer eingehen und vertrocknen. „Die fehlende Feuchtigkeit im Sommer und die tiefen Temperaturen im Winter verhindern eine Zersetzung bzw. Mineralisierung der organischen Substanz und führt somit zu einer ständigen Humusanreicherung“ (Koppe 2004, 1). Durch diese ständige Humusbildung sind mächtige, humose A-Horizonte entstanden. Aufgrund des seit etwa 6000 Jahren in Mitteleuropa auftretenden feuchten Klimas, ist die Entwicklung von Chernozemen in Deutschland nicht möglich (Koppe 2004, 2). | Eine Lössdecke fördert so die Entwicklung von Gräsern und Kräutern, die in extrem kontinentalen Gebieten in den feuchten Jahreszeiten im Frühling bzw. Frühsommer schnell wachsen und aufgrund anhaltender Trockenperioden im Hochsommer eingehen und vertrocknen. „Die fehlende Feuchtigkeit im Sommer und die tiefen Temperaturen im Winter verhindern eine Zersetzung bzw. Mineralisierung der organischen Substanz und führt somit zu einer ständigen Humusanreicherung“ (Koppe 2004, 1). Durch diese ständige Humusbildung sind mächtige, humose A-Horizonte entstanden. Aufgrund des seit etwa 6000 Jahren in Mitteleuropa auftretenden feuchten Klimas, ist die Entwicklung von Chernozemen in Deutschland nicht möglich (Koppe 2004, 2). | ||
=== Verbreitung === | ===Verbreitung=== | ||
Aufgrund des Ausgangsmaterials und den nötigen klimatischen Bedingungen zur Bildung eines Chernozems, findet sich dieser Bodentyp fast ausschließlich auf der Nordhalbkugel und auch hier nur in den Breiten von etwa 40° - 60°N. Chernozeme treten sowohl in Nordamerika als auch in Eurasien auf. Während die absoluten Chernozem-Vorkommen in Eurasien ausgeprägter sind, ist der relative Anteil an der Gesamtfläche der trockenen Mittelbreiten Nordamerika deutlich höher | Aufgrund des Ausgangsmaterials und den nötigen klimatischen Bedingungen zur Bildung eines Chernozems, findet sich dieser Bodentyp fast ausschließlich auf der Nordhalbkugel und auch hier nur in den Breiten von etwa 40° - 60°N. Chernozeme treten sowohl in Nordamerika als auch in Eurasien auf. Während die absoluten Chernozem-Vorkommen in Eurasien ausgeprägter sind, ist der relative Anteil an der Gesamtfläche der trockenen Mittelbreiten Nordamerika deutlich höher.<ref name=":3">Eitel, B., Faust, D. (2013): Bodengeographie. Westermann. Braunschweig.</ref> Während Lössgebiete auch in Südamerika vorkommen, existieren dort nur sehr wenige, kleine Chernozemvorkommen.<ref name=":3" /> Dieser Umstand beruht vor allem an der Streu der Hartlaubvegetation, die in den dortigen Winterfeuchten Tropen hauptsächlich vorkommt, sehr schwer abbaubar ist und somit die Humusanreicherung beeinträchtigt. Häufige Feuer im Sommer führen zudem zu Verlusten von Kohlenstoff, Stickstoff und Schwefel. Außerdem fehlen die tiefen Temperaturen in den Wintermonaten um die Mineralisierung zu verhindern.<ref name=":2" /> Auf diese Weise bleibt Anreicherung die Humusanreicherung aus, obwohl das nötige Ausgangsgestein Löss vorhanden ist. | ||
== Eigenschaften == | ==Eigenschaften== | ||
=== Aufbau === | ===Aufbau=== | ||
Der typische Axh-Horizont von Chernozemen ist eine fastschwarze, humose Masse die mit steigender Tiefe immer feiner wird. In den oberen Zentimetern befindet sich noch relativ grobes Material, das zum Teil nicht vollständig humifiziert ist. Der Grund dafür ist, dass es sich dabei um noch relativ junges Material handelt, das dort noch nicht lange liegt und vor absehbarer Zeit abgestorben ist. Chernozeme besitzen große Oberbodenmächtigkeiten von 40 cm und mehr, die in einen helleren und bräunlicheren C-Horizont übergehen, der sich meist aus Löss oder lössartigen Bestandteilen zusammensetzt. | Der typische Axh-Horizont von Chernozemen ist eine fastschwarze, humose Masse die mit steigender Tiefe immer feiner wird. In den oberen Zentimetern befindet sich noch relativ grobes Material, das zum Teil nicht vollständig humifiziert ist. Der Grund dafür ist, dass es sich dabei um noch relativ junges Material handelt, das dort noch nicht lange liegt und vor absehbarer Zeit abgestorben ist. Chernozeme besitzen große Oberbodenmächtigkeiten von 40 cm und mehr, die in einen helleren und bräunlicheren C-Horizont übergehen, der sich meist aus Löss oder lössartigen Bestandteilen zusammensetzt.<ref name=":0" /> | ||
Der Oberbodenhorizont ist dunkelbraun bis schwarz, oft über einem cambic oder argic Unterbodenhorizont. Zudem treten sekundäre Carbonate oder ein calcic Unterbodenhorizont auf | Der Oberbodenhorizont ist dunkelbraun bis schwarz, oft über einem cambic oder argic Unterbodenhorizont. Zudem treten sekundäre Carbonate oder ein calcic Unterbodenhorizont auf.<ref name=":0" /> Unter einem Argic Horizont versteht man einen Unterbodenhorizont, der deutlich höhere Tongehalte aufweist als der darüber liegende Horizont.<ref name=":0" /> Ein Calcic Horizont ist durch die Anreicherung mit sekundärem Carbonat (CaCO<sub>3</sub>) gekennzeichnet.<ref name=":0" /> Cambic ist gleichbedeutend mit einem Unterbodenhorizont, der im Vergleich zu den darunter liegenden Horizonten Verwitterungsmerkmale aufweist.<ref name=":0" /> | ||
=== Bioturbation === | ===Bioturbation=== | ||
Die Fruchtbarkeit von Chernozemen beruht allerdings nicht alleine auf den Eigenschaften des anstehenden Löss. Ein wichtiger Bestandteil hierfür ist auch die starke Bioturbation. Durch wühlende Bodentiere wird die Streuauflage, bestehend aus frisch abgestorbener organischer Substanz (L-Horizont), zerkleinert und in den mineralischen Oberboden eingemischt | Die Fruchtbarkeit von Chernozemen beruht allerdings nicht alleine auf den Eigenschaften des anstehenden Löss. Ein wichtiger Bestandteil hierfür ist auch die starke Bioturbation. Durch wühlende Bodentiere wird die Streuauflage, bestehend aus frisch abgestorbener organischer Substanz (L-Horizont), zerkleinert und in den mineralischen Oberboden eingemischt.<ref name=":1" /> Vor allem die von Kleinsäugern herrührenden [[Krotowine]]n sind für die Böden der Steppe und dabei vor allem die Chernozeme, charakteristisch. Damit verwischen die Grenzen zwischen Humus- und Mineralkörper, es entsteht ein humoser A-Horizont mit einer Mächtigkeit von teilweise mehr als 100cm.<ref name=":2" /> | ||
Erkennbar ist das Ergebnis der Bioturbation oft daran, dass die Horizonte bei unvollständiger Mischung schlierenartig durchsetzt sind, was das Bodengefüge stabilisert. Weil zwar alle Stoffe des Bodens beteiligt sind, jedoch größere Partikel nicht erfasst werden können, kommt es oft zu einer Kornsortierung. Durch einige Tiere, wie z.B. Ameisen, Mäuse und Regenwürmer, gelangen verlagerte Stoffe aus dem Unterbodenmaterial an die Oberfläche und werden dort abgelegt. Auf diese Weise wird einer Verlagerung von Ton und Nährstoffen durch intensive Tiertätigkeit entgegengewirkt und sogar die Entkalkung in semihumiden Klimaten verhindert werden. Eine derartig intensive Bioturbation findet nur in feinkörnigen Böden mit günstigen Wasser-, Luft- und Nährstoffverhältnissen statt, was wiederum auf das benötigte Ausgangsmaterial Löss verweist (Schachtschabel | Erkennbar ist das Ergebnis der Bioturbation oft daran, dass die Horizonte bei unvollständiger Mischung schlierenartig durchsetzt sind, was das Bodengefüge stabilisert. Weil zwar alle Stoffe des Bodens beteiligt sind, jedoch größere Partikel nicht erfasst werden können, kommt es oft zu einer Kornsortierung. Durch einige Tiere, wie z.B. Ameisen, Mäuse und Regenwürmer, gelangen verlagerte Stoffe aus dem Unterbodenmaterial an die Oberfläche und werden dort abgelegt. Auf diese Weise wird einer Verlagerung von Ton und Nährstoffen durch intensive Tiertätigkeit entgegengewirkt und sogar die Entkalkung in semihumiden Klimaten verhindert werden. Eine derartig intensive Bioturbation findet nur in feinkörnigen Böden mit günstigen Wasser-, Luft- und Nährstoffverhältnissen statt, was wiederum auf das benötigte Ausgangsmaterial Löss verweist.<ref name=":4">[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg].</ref> | ||
== Nutzung und Risiken == | ==Nutzung und Risiken== | ||
Aufgrund der ariden Sommermonate ist das Sättigungsdefizit der Luft beträchtlich und somit die Verdunstung groß | Aufgrund der ariden Sommermonate ist das Sättigungsdefizit der Luft beträchtlich und somit die Verdunstung groß. Deshalb trocknet der Boden tief aus. In den humiden Wintermonaten sammelt sich das Wasser der Niederschläge im Boden an und ermöglicht somit eine üppige Frühjahrsvegetation. Dadurch und aufgrund der Tatsache, dass der Chernozem einen mächtigen Humus- und Mineralkörper besitzt, eignet sich dieser als sehr fruchtbarer Ackerboden. Dies lässt sich auch bei einer Bodenbewertung aufgrund des Ackerschätzrahmens zweifelsfrei beweisen. Hierbei lässt sich der Chernozem zwischen der zweiten und dritten Zustandsstufe, also am Beginn der vollreifen Böden, einordnen.<ref>[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225362692%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Stahr, K. (2016): Bodenkunde und Standortlehre. 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart.]</ref> Neben Weizen, Mais, Gerste, Sonnenblumen können auch Soja und Gemüse auf Chernozemen angebaut werden. Teilweise werden sie auch weidewirtschaftlich genutzt.<ref name=":2" /> | ||
Durch intensiven Ackerbau wird die Anfälligkeit für Wind- und Wassererosion von Chernozemen stark erhöht | Durch intensiven Ackerbau wird die Anfälligkeit für Wind- und Wassererosion von Chernozemen stark erhöht.<ref name=":2" /> Dies führt dazu, dass sich die Mächtigkeit des humosen A-Horizonts verringert. In Hanglagen kann dies soweit führen, dass der A-Horizont fast vollständig abgetragen wird und den Verlust der Bodenfruchtbarkeit bedeutet.<ref name=":4" /> | ||
Um die Fruchtbarkeit des Bodens aufrecht zu erhalten, benötigt er eine Düngung mit Phosphor, da dieser zu stark verbraucht wird um durch natürliche Prozesse zu regenerieren | Um die Fruchtbarkeit des Bodens aufrecht zu erhalten, benötigt er eine Düngung mit Phosphor, da dieser zu stark verbraucht wird um durch natürliche Prozesse zu regenerieren.<ref name=":4" /> Ein zu starker Entzug leistet der Erosion Vorschub und vermindert das landwirtschaftliche Potential beträchtlich. Da Phosphor sich kaum im Boden verlagert, muss er eingearbeitet werden, was natürlicherweise über Bioturbation, vor allem durch Würmer geschieht, die organische Abfälle einarbeiten. Da bei intensivem Ackerbau so gut wie alles organische Material bei der Ernte entfernt wird, können die von der Pflanze aufgenommenen Mengen an Phosphor aber nicht natürlich ersetzt werden. | ||
== Referenzen == | ==Referenzen== | ||
<references /> | <references /> | ||
== Weiterführende Informationen und Literatur == | ==Weiterführende Informationen und Literatur== | ||
*[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225362692%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Stahr, K. (2016): Bodenkunde und Standortlehre. 3. Auflage, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart.] | |||
*[https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg]<br /> | |||
==Autor:innen== | ==Autor:innen== |