Zbl. Bakt. Abt. II, Bd. 128, S.221-231 (1973)

IAus dem Forschungszentrum flir Bodenfruchtbarkeit Mlincheberg der Akademie derLandwirtschaftswissenschaften der DDR]

Bodenrespiration und MineraIstoffwirkung

Soil Respiration and Action of Minerals

Hans E. Freytag und Horst Igel

Mit 7 Abbildungen

SummaryEqual amounts of glucose-I-614C were applied to soil in the presence of N, P, K or NPK in

special respirometer vessels. As a result of N-deficiency, an inhibition of glucose-C-mineralizationoccurred in the case of P or K application only. Especially the economic coefficient of the C-mine­ralization was high when K only was added (44-50%; for NPK or P 34-37%, respectively).It was the slowness of the transformation process, attributed to the N-deficiency, which had leadto this high coefficient of glucose-C-conservation, and not a result of K application directly. Inthis regard, it was found a positive correlation between the economic coefficient and the intensityof glucose decomposition. The possibility to obtain a higher accumulation of organic substancesin soil by means of a reduced velocity of the decomposition processes was discussed.

Analog den Pflanzen reagieren auch die Bodenmikroben stark auf Mineralstoffe. InAnbetracht der Moglichkeit auf diesem Wege evtl. in die mikrobiologischen Umsetzungs­prozesse eingreifen zu konnen, prliften wir im Laborversuch die Auswirkungen von N, Pund K auf die mikrobiologische Aktivitat bei der Umsetzung von 14C-Glukose im Boden.Als MeLlgroLle diente die zeitliche Anderung der CO2-Abgabe.

MethodikZu je 50,0 g lufttrockenem Boden «0,5 mm) aus der Krume einer verlehmten Fahlerde

(C = 0,85%; N = 0,076%; CjN = 11,2; K = 11,8; P = 5,1 und Ca = 58,2 mgjl00 g Boden)wurden im LAnsatz 300 mg Glukose 1-614C (~ 120 mg *CGlur,), gelost in H 20, gleichzeitig mitfolgenden Mineralstoffzusatzen verabreicht:

Tabelle 1

Versuchsansatz I

300 mg Glukose(1-6140)

Mineralstoff-Zusatz

+68,5 mg NH4NOg

+ 133,0 mg Superphosphat(18%)+66,6 mg K 2S04

+ entspr. Mengen NH4NOg

+ Superphosphat+ K 2S04

Variante

A,BC,D

E,FG,H

Symbol

*Gl + K*GI + P

*Gl + K*Gl + NPK

222 Hans E. Freytag und Horst 1ge1

Nach Dberfiihrung del' Bodenproben in Respirometerkammern wurden auf kondukto­metrischem Wege die insgesamt abgegebenen CO2-Mengen [als C02 l<es=j(t)] gemessen und beiVersuchsende die radioaktiven, del' GIukose entstammenden, in Form von CO2 abgegebenenC-Anteile bestimmt (FREYTAO und 10EL 1968).

Nach 14tagiger Versuchsdauer wurden die feuchten Bodenproben den Respirometerkammernentnommen und erhielten in einem II. Versuchsansatz die folgenden Zusatze:

Tabelle 2Versuchsansatz II

Mineralstoff-Zusatz Variante Symbol l )

300 mg Glukose(inaktiv)

ohne+N,P,Kohne+N,P,Kohne+N,P,K

A'B'C'D'E'F'

[*GI + N] GI[*GI + N] GI + NPK[*GI + P] GI[*GI + P] GI + NPK[*GI + K] GI[*GI + K] GJ + NPK

1) Mineralstoffzusatz des I. Ansatzes wird im II. Ansatz durch eckige Klammern angezeigt.

Dm Auskunft iiber die weitere Zersetzung del' nach del' 1.1nkubation (Ansatz I) verbliebenenradioaktiven mikrobiellen Substanzen zu bekommen, wurde bei del' GIukosegabe des 2. Ansatzesinaktives Material verwendet. Die Mineralstoffzusatze erfolgten in denselben Formen wie beimLAnsatz.

Ergebnisse und Deutungsversuche

1. Veriauf del' C02ges -Abgabe (Ansatz I)Die im Verlauf del' Inkubation abgegebenen C02ges-Mengen wurden in Abb. 1 als

Summenkurven einfach-Jcgarithmisch tiber del' Zeit aufgetragen. Man erkennt starkeReaktionen auf die Zusatze, wobei insbesondere bei + N die hochste Respirationsintensitatentwickelt wird. Hier erscheint bei ktirzester lag-Phase zu Beginn segar eine starkere CO2­

Abgabe als bei del' NPK-Kombination. Letztere laBt die Kurve zwar dann etwas liber­s0hwingen, jedoch wird schlieBlich nur ein relat;v kleiner DberschuB del' C02ges-Abgabeerreicht (siehe Abb. 4). Die bei einfach-Iogarithmischer Darstellung hier anfangs linearverlaufenden Kurvenabschnitte lassen auf exponentielle Atmungsgange wahrend del'ersten 20 Stunden schlieBen (Exponentialphase; Logarithmus del' Zellzahl nimmt linearmit del' Zeit zu; Zellzahl N =, No' 2k . t, im Idealfall k = 1).

Da die CO2-Kurven von +N und +NPK letztlich die gleiche Hohe erreichten ist an­zunehmen, daB den Bodenmikroben auch bei del' N-Variante die beiden anderen Nahr­stoffe aus dem Bodenvorrat zur Verfiigung gestellt werden konnten. - 1m Vergleich mitdel' +N- bzw. +NPK-Variantewird hingegen bei den Varianten +P und +Kdie C-Quelleerheblich langsamer verarbeitet. Letzten Endes konnen abel' 300 mg Glukose ohne einenN-NachfluB nicht umgesetzt werden. Diesel' N -Nachfl uB muB ebenfalls aus dem Bonen­vorrat, insbes. abel' aus del' gebildeten Biomasse selbst erfolgt sein, d.h.: durch ihr zwi­schenzeitliches Absterben und das alternierende Weiterreichen des im Zellverband vorherjeweils fixierten N.

Trotz des P- und K-Nachflusses aus dem Boden (woraus die Ahnlichkeit zwischenden CO2-Kurven del' Varianten +N und +NPK erklart worden war) eilt bei N-Mangel dieP-Kurve doch del' K-Kurve noeh voraus. Die Ursachen waren entweder in einer hemmen­den Wirkung des +K odeI' abel' in einer fordernden Wirkung von +P unter den hier herr-

Bodenrespiration und Mineralstoffwirkung 223

schenden N-Mangelbedingungen zu suchen. Bei +N geniigte anscheinend der P- und K­NachfluB aus dem Bodenvorrat, um im ziigigen Abbau die C-Quelle umzusetzen. Ohneden Hauptnahrstoff N miissen aber bei den Varianten +P und +K mehrere Umsatz­zyklen (Zellsynthese- und Zellabbauphasen) durchlaufen werden. Dabei konnte infolge dermehrfachen Fixationen auch von P ein Zusatz dieses 2.Hauptnahrstoffes ebenfalls be­schleunigend wirken; denn eine Hemmung durch den alleinigen K-Zusatz erscheint beiden verwendeten Konzentrationen unwahrscheinlich.

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Abb. 1. C02ges-Abgabe in einfach-Iogarithmischer Form iiber der Zeit dargestellt

Sowohl das Abtrocknen des verwendeten Bodens als auch der Zusatz organischer Sub­stanz bewirken erhebliche Storungen seines okologischen Gleichgewichts. Diese Storungenkonnen erst dann abklingen, wenn die C-Quelle im Verlauf einander folgender Synthese­Autolyse-Phasen verbraucht und der "Grundatmungszustand" wieder erreicht worden ist(FREYTAG 1971). Entsprechend den Befunden von LEMMERMAKN und WEISSMANN,CORBET sowie CHASE und GRAY kann man fiir die" Grundatmung" einen in doppelt­logarithmischer Darstellung erscheinenden linearen Verlauf der CO2-Abgabe annehmen.

224 Hans E. Freytag und Horst Igel

In einem besonderen Versuch priiften wir diese Annahme. Abb. 2 zeigt die CO2-Agbabe auseinem Boden nach Glukosezusatz (ohne N-Gabe) in einfach- und doppelt-logarithmischer Dar­stellung ii.ber der Zeit. - Die mathematische Analyse ergab bei einfach-logarithmischer Dar­stellung einen sehr stark gesicherten quadratischen Regressionsanteil (F = 239,8; FTab = 14,8).Bei doppelt-logarithmischer Darstellung entfiel hingegen der quadratische Regressionsanteil(F = 1,0; FTab = 14,8), die log CO2 = f (log t) - Kurve zeigt also hochsignifikant einen linearenVerlauf.

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-120 -150 200 250HhJ

Abb. 2. Priifung experimenteller CO2 -Werte auf Linearitat bei doppelt-logarithmischer Darstellung

Dieser charakteristische Verlauf kann andererseits als Kriterium fur einen wieder er­reichten Grundatmungszustand im Bodenmedium bzw. fur ein wiedererlangtes oko­logisches Gleichgewicht dienen.

Urn nachzupriifen, ob und wann bei den einzelnen Mineralstoffvarianten der Grund­atmungszustand im Laufe der Messungen wieder erreicht wurde, erfolgte in Abb. 3 diedoppelt-Iogarithmische Darstellung der C02geS- Werte [log C02geS = f(log t)]. Tatsachlichtreten hier bei allen Varianten lineare Endphasen in Erscheinung, wird alsonach obigerDefinition der ausbalancierte Grundatmungszustand, das okologische Gleichgewicht imBoden, uberall wieder erreicht. Dies geschieht erwartungsgemaB auch nach unterschied­lichen Zeiten: Fur NPK schon nach etwa 76 Stunden, fur N nach 96, fUr P nach 195 undfUr K nach erst 275 Stunden.

Interessant ist weiterhin, daB die Grundatmungsverlaufe aller Varianten dann etwagleiche Steigung zeigen. Da fur alle Varianten das gleiche Bodenmaterial verwendet wurdeund die Bodenproben bei gleicher Temperatur und Feuchte mineralisierten, ist diesesErgebnis auch zu erwarten: Nach dem Abklingen der durch den Glukosezusatz und dasvorangegangene Lufttrocknen der Bodenproben bewirkten "Storungen" erreichen aileVarianten wieder ihr okologisches Gleichgewicht und schwingen - mehr oder weniger beider Verarbeitung der applizierten C- Quelle durch das fehlende Mineralnahrstoffangebotverzogert - in den Grundatmungszustand ein.

225Bodenrespiration und Mineralstoffwirkung

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Abb. 3. Doppelt-Iogarithmische Darstellung der C02ges-Kurven der 4 Versuchsvarianten (LAn­satz)

2. nber die Herkunft des CO2 (C- QueIlen) und die okonomischen Koeffizien­t:en der Glukosezersetzung

DaB bei Wiedereintritt in den Grundatmungszustand beziiglich der gesamten CO2­Abgabe nicht das gleiche Niveau erreicht wird, liegt offenbar an der verschieden intensi­yen Nutzung der C-Quellen (applizierte Glukose + native organische Substanz des Bo­dens). Bei Verwendung Tadioaktiv markierter Glukose war eine etwas tiefgehendere Be­urteilung dieser Situation moglich. Abb. 4 bringteinen Vergleich der nach etwa 350 Stun­den erreichten Respirationsendwerte. Die Staffelung der Cges-Mengen wurde demnachweniger durch die dem Boden entstammenden CO2-Mengen [CB]' sondeI'll dominierenddurch die unterschiedliche Mineralisation der Glukose-C-Quelle [*CG-Werte] bestimmt.

Auskunft iiber das Ausma13 der Glukoseumsetzung nach Wiedereintritt des okolo­gischen Gleichgewichtes geben die (ebenfalls in Abb. 4 dargestellten) okonomischen Koeffi­zienten der Glukosezersetzung [OK]. Sie zeigen die auf 100 mg ursprungliche *CGluc- Quellebezogenen Anteile des im Substrat verbliebenen *C, der dort in Form von radioaktiv ge­wordenen mikrobieUen Substanzen (Biomasse) noeh vorliegen mull. Wahrend bei denanderen Varianten die okon. Koeffizienten um 0,40 liegen, wird bei der K-Variante mitetwa 0,55 der hOehste Wert erreicht; d. h., etwa 55% des ehemaligen *OGluc wurden bei derK-Variante in Mikrobenmasse ubergefiihrt! Infolge der bei nicht ausreichendem N undauch P verzogert verlaufenden Zersetzungsprozesse ergab sich also fur die K-Varianteeine erheblich geringere Mineralisierung der *CGluc- Quelle und damit eine hahere Ausbeutean mikrobieller Masse im Boden. Dabei wurde aber auch die organische Bodensubstanznicht starker angegriffen (siehe 0B in Abb. 4).

Hieraus geht aber nicht hervor, daE der alleinige K-Zusatz an sich die ErhOhung desOK bewirkte. Effektiv war anscheinend der allgemeine N- und P-Mangel bzw. die infolge­dessen sehr stark reduzierten Umsetzungsgeschwindigkeiten. Tatsaehlich deutet sich auch

15 Zhl. lInk!.. Abt.. 11 Hd. 128

226 Hans E. Freytag und Horst Igel

zwischen den Zeitspannen vom Versuchsansatz bis zum Wiedererreichen der GRA (Abb. 3)und den OK's eine Korrelation (Abb. 5) an.

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+P+NPK

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0,3

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Abb. 4. Vergleich der nach 340 Stunden Inkubation erreichten Respirationswerte (Cges = ins­gesamt in Form von CO2 freigewordene C-Mengen; *CG = aus der urspriinglich in Formvon Glukose verabreichten* CGluc·Menge freigewordene radioaktive *C-Mengen; CB = imVerlauf der Inkubation aus der organischen Substanz des Bodens [CBod] entwickelteC-Mengen)

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1 -0,'

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Zeit bis zum Vliedereintri'tt der Grundotmul1g

tchlAbb. 5. Korrelationstest zwischen log OK und Zeitdauer bis zum Erreichen des okologischen

Gleichgewichts der Bodenmikroben (Grundatmungszustand)

DaB +K evtl. auch direkt fUr die hoheren OK verantwortlich sein konnte und nicht nur diebei N·Mangel verlangsamt ablaufenden Umsetzungsprozesse, mag aus einer Betrachtung zu einerArbeit von TROLLDENIER (1969) hervorgehen: Auf anfangs nahezu K-freiem Substrat (Glukose­Nahrlosung mit N, P, Ca, Mg, S) wurde nach einer groBeren lag-Phase im Verlaufe des Glukose·abbaues mehr CO2 veratmet als bei vollstandigem Nahrstoffangebot. Die Synthese von Orga-

Bodcnrespiration und Mineralstoffwirkung 227

nismensubstanz (gemessen uber die Mikrobenzahl) war abel' sehr gering. - Del' okonomischeKoeffizient bei K-Mangel liegt demnach also sehr niedrig. Wahrscheinlich hat K-Mangel diegleiche Wirkung wie del' Zusatz von Stoffen, die die oxydative Phosphorylierung entkoppeln (= ver­minderte ATP-Synthese, zu wenig Energie fUr Synthese hohermolekularer Verbindllngen). Fallsman daraus logischerweise nun umgekehrt schlieBen wollte, daB +K den OK erbohen muBte (weil-K ihn stark reduziert), bekame man eine Deutung fiir den hier bei +K erscheinenden hohen OK.Allerdings hatte in unserem Versuch dann auch bei del' Variante +NPK del' OK erheblich hOherals zumindest bei del' +N bzw. del' +P-Variante liegen miissen. Dies waT abel' nicht del' Fall, undman muB annehmen, daB die Mikroben in allen Varianten dieses Versuches ihren Bedarf aus demBoden-K bereits decken konnten.

Es zeigt sich also auch auf diesem Wege, daB man die Ursache fiir den auffallendhohen OK bei del' +K-Variante doch in del' infolge von N-Mangel im Substrat starkverzagerten Umsatzgeschwindigkeit suchen muD. Dies wiederum weist auf entweder ver­langsamte odeI' abel' in relativ kurzen Serien laufend abbrechende SYllthese-Autolyse­Zyklen hin; letztere Annahrne bringt die eigentliche Erklarung.

Abb. 6 zeigt die differenzierten Summenkurven del' C02ges-Abgabe, also die zeitlichenAnderungell del' biologischen Aktivitat. Bei Zusatz aller Makrollahrstoffe (NPK-Variallte)erfoJgt nach del' allfangs relativ zur + K-Variallte gering verzagerten Anlaufphase dieintensivste Mineralisierung. Nul' wenig langsamer klingt del' MineralisationsstoD beimalleinigen N-Zusatz abo - Beim P-Zusatz deutet sich in del' AnJaufphase ein kleines Maxi­mum an. Riel' konnte offenbar noeh auf eine geringe Menge von verfiigbarem Boden-Nzuruekgegriffen werden. 1m weiteren Verlauf wird infolge del' rasehen N-Festlegung imintakten Zellverband del' C-Gmsatz gebremst. - Fehlt abel' neben N aueh P, so liegt diebiologisehe Aktivitat am niedrigsten.

In allen Respirationskmven sind iiberdies deutliehe Pulsationen zu erkennen, ins­besondere abel' bei der K-Variante. Aueh dies weist auf eine graDere Zahl von Synthese­Autolyse-Zyklen hin (siehe oben zur Erklarung des hohen OK bei diesel' Variante).

3. Verlauf del' C02ges -Abgabe beirn II. Ansatz

Wahrend des 1. Ansatzes mtissen sieh im Verlauf der Zersetzung del' radioaktivenGlukose markierte Mikrobenleiber bzw. deren Stoffwechselprodukte gebildet haben. Dmfestzustellen, in welchern MaDe die beirn I.Ansatz aus dem Glukosekohlenstoff entstan­denen und radioaktiv gewordenen mikrobiellen Substanzen bei einer erneuten Erhohungdel' mikrobiellen Aktivitat del' Zer:oetzung unterliegen, wurde im II. Ansatz noeh einmalGlukose (diesmal in nieht markierter Form) appliziert. Als weitere Variation diente in die­sem Folgeansatz eine ±NPK-Gabe (Tabelle 2). Die Bodenprobell aus Ansatz I waren, umkeine weiteren Veranderungen zu bewirken, VOl' dem II. Ansatz nieht "zwisehengetrock­net" lVorden.

Auskunft dariiber, ob aueh im II.Ansatz die Grundatmungszustande von den ein­zelnen Varianten wahrend des Versuchsabschnittes wieder erreieht werden, gibt Abb. 7,in del' wiederum die COzgeS-Summenkurven doppelt-logarithmiseh aufgetragen wurden:AIle Varianten tendieren zum akologisehen Gleiehgewieht bzw. erreiehen aueh hier denGrundatmungszustand. Aueh die Neigungen del' parallelen"Grundatmungszustande"sind den im 1.Ansatz beobaehteten (0,35 log COz-Einheiten/2,0 log t-Einheiten) mit0,38/2,0 sehr ahnlich. Es stellen sich also aueh naeh mehrmaligem Stiireffekt wieder diegleiehen Grundatmungsintensitaten ein.

Von den Varianten, die keinen NPK-Zusatz ZUI' Glukoseabgabe erhielten, zeigen,,[*Gl + P] + Gl" und ,,[*Gl + K] + Gl" das zu erwartende Retardieren im Aktivitats­anstieg - nicht aber ,,[*Gl + N] + Gl".

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Bodenrespiration und Mineralstoffwirkung

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Abb. 7. Doppelt.logarithmische Darstellung der CO2 ges·Kurven des II. Ansatzes

Letztere (Kurve A') ordnet sich in die Gruppe der +NPK·Varianten (B /, D /, F ') des ILAn­satzes ein. Es muB im Boden dieser ,,[*Gl + N] + Gl"·Variante wieder N aus der beim LAnsatz([*Gl + N]) verabreichten Gabe verfiigbar geworden sein: Infolge der Synthese-Autoklyse-Zyklenwird iiber das wahrend cler Synthesephase entweichende CO 2 eine Verengung des C/N im Substratbewirkt, wodurch (unter Beriicksichtigung eines etwa konstant bleibenden C/N der Biomasse)N insbes. wahrend der Grundatmung zur Akkumulation kommen muB. Da It. Abb.3 gerade die[*Gl + N]- bzw. auch die [*GI + NPK]-Varianten die langsten Grundatmungszeiten (schon ab96. bzw. 76. Stunde bis zum Versuchsabbruch fiir Ansatz II) zur N.Akkumulation nutzen konnten,laBt sich das andersartige Verhalten der ,,[*GI + N] + GI"-Variante gut erklaren.

Tabelle 3Bilanzierung der Rest-*C.Mengen

Resp. LAnsatz *CC021 *CRI

[mg] [mg]

A*Gl+N

71,7 48,3B 71,8 48,2C

*Gl + P70,2 49,8

D 68,0 52,0E

*Gl + K51,2 68,8

F 56,0 64,0

II. Ansatz

GJGI+NPKGlGl + NPKGIGJ +NPK

*CC02I1 *CRn *C-Verbleib[%]

[mg] [mg] *CGluc= 100

n.b.7,2 41,0 34,25,8 44,0 36,78,1 43,9 36,58,9 59,9 49,9

11,4 52,6 43,8

Tabelle 3 gibt schlie13lich eine Bilanz fiir die aus der urspriinglich applizierten *C­QueUe (120 rug *CGluc) dem Boden nach den beiden Ansatzen verbliebenen *C-Mengen.Als positiv wird ein moglichst hoher C-Gewinn aus der eingesetzten C- QueUe bei gleich­zeitig moglichst geringem C-Verlust von organischer Bodensubstanz angesehen. Inter­essant ist diesbeziiglich die [*Gl + K]-Variante. Schon nach dem LAnsatz verblieb in ihr

230 Hans E. Freytag und Horst Igel

bis zum Wiedereintritt des okologischen Gleichgewichts die groBte *C-Restmenge (Ta­belle 3, *CRI). Aus Abb.4 (CB-Werte) war zu ersehen, daB dabei auch die organischeBodensubstanz nicht starker angegriffen wurde. - In del' Folgevariante unterlag diesel'Boden erneut einem InkubationsstoB durch Glukoseapplikation (hier inaktiv), del' diesmalgetrennt mit +NPK (bei F) bzw. ohne NPK-Zusatz (E) angesetzt worden war. Wenn auchdie *Cco2-Menge von E und F bei diesem II. Ansatz (bei insgesamt reI. niedrigem Absolut­niveau) etwas hoher als bei den anderen Varianten lag, also ein etwas hoherer Anteil von0RI zersetzt wurde, so blieb hier, insgesamt gesehen, dem Boden dennoch die groBte*CRII-Menge erhalten. VOl' allem abel' ist bedeutsam, daB trotz des NPK-Zusatzes zurinaktiven Glukoseabgabe des II. Ansatzes bei den +K-Varianten zwar etwas mehr *CRImineralisiert wurde, im Endeffekt abel' bei E, F doch noch mehr *CRI1 von del' organischenAusgangssubstanz dem Boden erhalten blieb als bei A, B bzw. C, D.

Schlu8folgerungen

Die vorliegende Arbeit deutet auf eine neue, prinzipielle Moglichkeit hin, dem Bodenzugefuhrtes und relativ leicht zersetzbares, moglichst N-armes organisches Ausgangs­material (evtl. Stroh odeI' Gulle-Dickstoff-Fraktion) mit hoherer Ausbeute in organischeBodensubstanz zu uberfuhren; Bremsung des Umsatzes del' applizierten C-Quelle durchzeitweiligen Nahrstoffmangel, dadurch Beeinflussung del' Umsetzungsmechanismen undAblauf del' mikrobiellen Synthesephasen mit hOheren okonomischen Koeffizienten (--+Abb.4, OK). Auf liese Weise wird eine verstarkte C-Akkumulation im Boden erreicht(---:>- Tabelle 3, *CRnl, die trotz del' fUr den nachfolgenden Nutzpflanzenanbau erforder­lichen NPK-Dungung erhalten bleibt (---:>- Tabelle 3, Resp. F). - Falls ein hieraus ableit­bares Verfahren im Laufe del' Jahre mehrmals wiederholt werden wurde, konnte das Ver­haltnis von Mineralisierung zu Humifizierung in unseren Boden auf eine eventuell relativeinfache Weise zugunsten einer starkeren Humifizierung verschoben werden. Dberdieskonnte bei einem hieraus zu entwickelnden Verfahren auch die Nahrstoff-, insbes. N-Aus­waschung im Herbst und Winter reduziert werden, da ja in diesel' Zeitspanne ein moglichstweites CIN-Verhaltnis zu fordern ist. Sowohl die N-Speicherung als auch die ErhOhung del'Humifizierungspotenz unserer Boden sind in Anbetracht del' in Zukunftanzuwendendenhohen Mineralstoffgaben und del' andererseits bei hohem Ertragspotential auftretendenstarken Angriffe auf die organische Bodensubstanz wichtige Hebel, die Bodenfruchtbarkeitauf zumindest konstanter Hohe zu halten.

Naturlich wurde hier lediglich eine naturgesetzlich offenbar gegebene Moglichkeit imLaborversuch aufgezeigt. Sollte ihre praktische Nutzung erstrebt werden, so sind zunachstnoch umfassendere Laboruntersuchungen erforderlich.

Zusammenfassung

Untersuchungen iiber die Auswirkungen von N, P und K sowie NPK auf die mikrobiologischeAktiviti:it bei del' Umsetzung von 14C-markierter Glukose im Boden zeigten, daB die Minerali·sierung des G1ukose-C bei ausschlieBlichen P- und K-Gaben aus Mangel an assimilierbarem N ver­zogert abli:iuft. Del' "okonomische Koeffizient del' G1ukosezersetzung" lag in del' K-Variante amhochsten. Hier verbleiben bis zu etwa 44-50% des G1ukosekohlenstoffs nach Wiedererreichen desGrundatmungszustandes im Boden, in den anderen Varianten dagegen nul' etwa 34-37 %. Nichtdie K-Gabe an sich hat zu dem hohen Erhaltungskoeffizientengefiihrt, sondeI'll die insbes. ausMangel an N verzogert ablaufenden Umsetzungsprozesse. Eine positive Beziehung zwischen del'Hohe des "okonomischen Koeffizienten del' Glukosezersetzung" und del' Umsatzgeschwindigkeit

Bodenrespiration und Mineralstoffwirkung 231

deutete sieh an. Aueh bei einer wiederholten Entfaehung del' mikrobiologisehen Aktivitat dul'eherneute Glukose ±NPK-Gaben blieb diese Tendenz el'halten. Pl'aktisehe Mogliehkeiten, iibel' eineverminderte Umsetzungsgesehwindigkeit zur verstarkten Akkumulation organiseher Bodensub­stanz zu kommen, werden erortert.

LiteraturFltEYTAO, H. E., und IOEL, H.: Minel'alisiel'ung und Humifizierung von appliziertel' GIukose

und Riiekwil'kung auf die Zersetzung ol'ganisehel' Bodensubstanz in den Proben einigel' Parzellendel' Dauervel'suehe "Halle" lind "Thyrow". 1. Mitt. : Zersetzungsverlauf, Glukosekohlenstoff­verwertung und -humifizierung. Thaer-Arehiv 12 (1968) 4, 311-340. - FREYTAG, H.E.: To samenatural phenomenons in the course of mineralization and humifieation. Studies about Humus;Transaction of the international symposium "Humus et Planta"; Prague, 13.-17. Sept. 1971 (I),95-102. - TROLLDENIER, G.: Einfluf3 variierter Mineralstoffangebote auf den mikrobiellenKohlenhydl'atabbau. 23JII. Sonderheft zul' Ztsehr. "Landw. Forsehung" (1969), 88-101.

Allsehrift del' Verfasser:

Prof. Dr. Hans E.Freytag und Dr. Horst Igel, Forschungszentrum fUr BodenfruchtbarkeitMiillcheberg del' Akademie del' Landwil'tschaftswissensehaften del' DDR, 1278 Miineheberg,Wilhelm-Pieek-StraBe 72.