Band 34:
Schöning, A. (2000): Einfluß chemischer Eigenschaften von Waldböden auf deren Besiedlung mit Lumbriciden – Konsequenzen für die Bodenschutzkalkung.
(Influence of chemical properties of forest soils on earthworm populations – implications for soil liming).
343 S., 37 Abb., 38 Tab., 16,- EUR.
Zusammenfassung Band 34
Schöning, Alexander: Einfluß chemischer Eigenschaften von Waldböden auf deren Besiedlung mit Lumbriciden – Konsequenzen für die Bodenschutzkalkung. Bonner Bodenkundl. Abh. 34 (2000), 343 S.
Anhand gekalkter und z.T. gedüngter sowie unbehandelter und damit weitgehend im Gleichgewichtszustand befindlicher Flächen von Böden aus Löß wurde im Kottenforst bei Bonn der Einfluß bodenchemischer Eigenschaften auf die Lumbricidenfauna untersucht. Der Schwerpunkt lag auf den mobilen und damit potentiell bioverfügbaren Elementfraktionen.
Im Rahmen eines Kalkungs-/Düngungsversuches wurden 1994/95 auf versauerten Pseudogley-Standorten jeweils sechs Behandlungsvarianten in Laub- und Nadelwald angelegt: 0, 3 und 6 t Dolomit ha-1 ohne P,K-Dünger sowie 6, 9 und 15 t Dolomit ha-1 mit P,K-Dünger. Zur Ansiedlung nicht mehr vorhandener Lumbricidenarten wurden zusätzlich aus einer lumbricidenreichen Waldwiese Bodenmonolithe in die Versuchsflächen implantiert. Von 1993 bis 1998 wurden die Flächen halbjährlich beprobt.
In Abhängigkeit von der Höhe der Kalkgabe ergaben sich im Oberboden z.T. deutliche Verbesserungen des bodenchemischen Milieus. Diese waren im Laubwald tiefreichender als im Nadelwald. In den kalkungsbeeinflußten Tiefen konnten sowohl der pH(CaCl2)-Wert als auch die Gehalte an mobilem Ca und Mg erhöht werden. Im Gegenzug sanken die Gehalte an mobilen Schwermetallen und Al. Die Gehalte an mobilem P und K veränderten sich selbst in den gedüngten Varianten nur unwesentlich, ebenso wie auch die Gehalte an mobilem S. Ein kalkungsbedingter Humusabbau und eine Auswaschung von NO3 konnte mit der gewählten Beobachtungszeitreihe nicht festgestellt werden, wohingegen eine geringfügige Verlagerung von Al und einzelnen Schwermetallen nicht auszuschließen war. Entsprechend der unterschiedlichen Tiefenwirkung der Maßnahmen hinsichtlich der bodenchemischen Eigenschaften war auch ihr Einfluß auf die Lumbricidenfauna in Laub- und Nadelwald unterschiedlich. Im Laubwald konnten das Artenspektrum sowie die Abundanz und die Biomasse insbesondere der endogäischen Lumbriciden bereits im ersten Jahr nach Durchführung der Behandlungsmaßnahmen erhöht werden. Im Nadelwald kam es dagegen erst drei Jahre nach der Kalkung bzw. Düngung zu einem Anstieg der Lumbricidenabundanz und -biomasse.
Die Untersuchung der unbehandelten Flächen ergab eine große Variationsbreite an bodenchemischen Eigenschaften. Demzufolge wiesen die Flächen auch hinsichtlich ihrer Besied-lung mit Lumbriciden große Unterschiede auf. Es wurden Vertreter von vier unterschiedlichen Lumbriciden-Lebensformen gefunden.
Anhand des Gesamtdatenkollektivs durchgeführte korrelationsstatistische Verrechnun-gen ergaben für die Gattung Aporrectodea enge Beziehungen zu den chemischen Eigenschaften des Oberbodens. Als Haupteinflußfaktor stellte sich die mittels Hauptkomponentenanalyse extrahierte „Säurekomponente“ heraus, in der der pH(CaCl2)-Wert sowie die Gehalte an mobilem Ca, K, Fe, Zn, Al, Cd und Pb zusammengefaßt wurden. Die Gattung Dendrobaena sowie die Art L. rubellus erwiesen sich als weitgehend unabhängig von den untersuchten bodenchemischen Eigenschaften. Auch die tiefgrabende Art L. terrestris wies keine enge Beziehung zu chemischen Eigenschaften des Oberbodens auf. Sie ist offenbar in der Lage, relativ ungünstige Bedingungen im Oberboden durch günstige Bedingungen im Unterboden zu kompensieren.
Eine wirksame Verbesserung des bodenchemischen Milieus bei gleichzeitiger Förderung insbesondere endogäischer Lumbriciden ist nach den Ergebnissen der vorliegenden Untersuchung bei Böden aus Löß erst ab einem pH(CaCl2)-Wert von mindestens 4,5 möglich. Zur Erreichung dieses Ziel-pH-Wertes sind je nach Standort unterschiedliche Kalkgaben erforderlich. In jedem Fall sollten Bodenschutzkalkungen im Abstand von wenigen Jahren wiederholt werden.
Summary Band 34
Schöning, Alexander: Influence of chemical properties of forest soils on earthworm populations – implications for soil liming. Bonner Bodenkundl. Abh.34, (2000), 343 S.
The influence of soil-chemical properties on earthworms was investigated in soils of loess in the Kottenforst area near Bonn. Limed and partly P,K-fertilized plots as well as untreated plots were used for this purpose. The investigation focused on the mobile, i.e. potentially bio-available element fractions.
For the liming-/fertilizing-experiment, six differently treated plots each in deciduous and spruce forest were established at acidic Stagnic Alisol sites in 1994/95. The treatments were 0, 3, 6 t dolomite/ha without P,K-fertilizer and 6, 9, 15 t dolomite/ha combined with P,K-fertilizer. In order to re-establish endogeic and anecic lumbricid species, we tried to colonise these species in the different plots. Samples were taken every six months during 1993 to 1998.
Depending on the amount of lime, especially in the deciduous forest, the treatments led to significant positive changes in soil chemical properties. In the soil depths which were influ-enced by liming both the pH(CaCl2) and the content of mobile Ca and Mg increased, whereas the content of mobile heavy metals and Al was reduced. The content of mobile P, K and S only changed negligibly even in the P,K-fertilized plots. Neither decomposition of humus stock nor leaching of NO3 could be observed with the sampling method used in our investigations. How-ever, a slight leaching of some heavy metals and Al could not be ruled out. Corresponding to the different depth effects of the treatments on the soil chemical properties, their influence on the lumbricids was also different in deciduous and spruce forest. In the deciduous forest the number of species as well as abundance and biomass, especially of the endogeic species, already in-creased during the first year after the treatments. In the spruce forest, however, lumbricid abun-dance and biomass increased only 3 years after the treatments.
The investigation of the untreated plots showed a large variation of soil chemical prop-erties. Accordingly, big differences in the earthworm populations were observed. Representa-tives of epigeic, intermediate, endogeic and anecic lumbricids were found.
The correlation analysis for the whole data indicated that there is a strong relationship between the genus Aporrectodea and soil chemical properties of the top soil. The “acid compo-nent” extracted by major component analysis was found to be the main factor of influence. This component includes the pH(CaCl2) as well as the content of mobile Ca, K, Fe, Zn, Al, Cd and Pb. The genus Dendrobaena and the species L. rubellus proved to be highly independent from the examined soil chemical properties. The anecic species L. terrestris also showed no close relationship to soil chemical properties in the top soil. Obviously L. terrestris is able to compensate for relatively unfavourable conditions in the top soil by favourable conditions in the bottom soil.
We concluded that a significant improvement of soil chemical properties with simulta-neous promotion of especially endogeic lumbricids can only be achieved at pH values of at least 4.5. In order to attain this target pH value, different amounts of lime are required depending on the soil properties. In any case liming should be repeated at intervals of a few years.