DEFINITION, ENTSTEHUNG UND VORTEILE 

Was sind Huminsäuren und deren Quellen?

1. Huminstoffe entstehen bei der chemischen und biologischen Humifikation pflanzlicher und tierischer Materialen (Abb.1.1).  Die Huminstofffraktion setzt sich zusammen aus Fulvosäuren, Huminsäuren (Abb. 1.2, 1.3, 1.5) und Humine. Wobei die Huminsäuren als Hauptfraktion das biologische Zentrum bilden. In den Sedimentationsschichten der Weichbraunkohle liegen die Huminsäuren in hoher Konzentration vor. 

Im internationalen Sprachgebrauch werden diese huminsäurehaltigen Schichten als Leonardite bezeichnet. Leonardite sind organische Materialien, die nicht das Stadium der Kohle erreicht haben. Leonardite unterscheiden sich daher von Weichbraunkohle durch einen höheren Oxidationsgrad beim Kohlenbildungsprozess (Moor>Torf>Kohle), den Huminsäurengehalt sowie einer höheren Anzahl von Carboxylgruppen. Seit der Entdeckung hoher Konzentrationen an Huminsäure in dieser Weichbraunkohlenschicht ist deren kommerzielle Produktion drastisch gestiegen.

Im Vergleich zu anderen organischen Produkten sind Leonardite sehr reichhaltig an Huminsäuren. Während Leonardite das Endprodukt eines ca. bis zu 70 Millionen Jahre dauernden Humifizierungsprozesses sind, ist der Bildungsprozess von Torf innerhalb einiger tausend Jahre abgeschlossen. Der Unterschied zwischen Leonarditen und anderen organischen Huminsäurequellen liegt darin, dass Leonardite durch ihre Molekülstruktur hochgradig bioaktiv sind. Diese biologische Aktivität ist bis zu fünfmal größer als bei üblichen Humusstoffen, d.h. ein Kilo Leonardite entspricht ca. 5 Kilo anderer organischer Huminsäurequellen. Hinsichtlich der Huminsäureanteile ist ein Liter Liqhumus (flüssiges Konzentrat, Abb. 1.6) äquivalent mit ca. 7-8 Tonnen von Stallmist. Gleichermaßen entspricht ein Kilo Powhumus (konzentriertes Pulver, Abb.1.4) ca. 30 Tonnen Stallmist.

Leonardit ist keine Düngemittel. Es wirkt als Bodenverbesserer, als Bio-Katalysator und Bio-Stimulant für die Pflanze. Im Vergleich zu anderen organischen Produkten fördert Leonardit im besonderen Maße das Pflanzenwachstum (Biomasseproduktion) und die Bodenfruchtbarkeit. Ein weiterer Vorteil von Leonardit ist ihre Langzeitwirkung. Es wird nicht so schnell abgebaut wie beispielsweise Stalldung, Kompost oder Torf. Bei diesen Produkten wird die organische Masse im Boden von den Mikroorganismen, bei gleichzeitig geringerer Huminstoffbildung, sehr rasch mineralisiert. Unsere Produkte aus Leonardite wirken bis zu fünf Jahre strukturverbessernd für den Boden.

Abb.1.1
Abb.1.2
Abb.1.3
Abb.1.4
Abb.1.5
Abb.1.6

 

2. Welchen Nutzen haben Huminsäuren?

Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen haben nachgewiesen, dass die Bodenfruchtbarkeit zu einem ganz wesentlichen Anteil durch den Gehalt an Huminsäuren geprägt ist. Die hohe Kationenaustauschkapazität und die überdurchschnittliche Wasserspeicherfähigkeit bedingen den hohen Nutzwert der Huminsäuren hinsichtlich der Bodenfruchtbarkeit und Verbesserung des Pflanzenwachstums. Die hervorzuhebende Haupteigenschaft der Huminsäuren besteht in der Fähigkeit, unlösliche Metallionen, Oxide und Hydroxide zu binden, und diese an die Pflanzen langsam und kontinuierlich wieder abzugeben.

Zusammenfassend wurden durch jahrzehntelangen praktischen Einsatz von Huminsäureprodukten folgende Ergebnisse erzielt und Erfahrungen gemacht:

  • Erhöhen die Pufferfähigkeit des Bodens
  • Sind selbst reich sowohl an organischer als auch Mineralsubstanz, die für das Pflanzenwachstum lebensnotwendig sind
  • Binden in den Wurzelzonen wasserlösliche anorganische Düngemittel und reduzieren die Auswaschung
  • Fördern die Umsetzung von Nährelementen (N, P, K) und Spurenelementen (z.B. Fe, Zn) in eine für Pflanzen aufnehmbare Form
  • Erhöhen die Stickstoffaufnahme durch Pflanzen
  • Das durch chemische Reaktionen mit Ca, Fe, Mg und Al gebundene Bodenphosphat wird wieder löslich und pflanzenverfügbar gemacht
  • Die Produktivität insbesondere der mineralischen Düngemittel wird gesteigert
  • Färben den Boden dunkler, die Sonneneinstrahlung erhöht dadurch die Bodentemperatur und das Pflanzenwachstum wird stimuliert 

Im folgenden wird die positive Wirkung auf die einzelnen Bodentypen beschrieben:

Die intensive Monokultur und der verstärkte Einsatz anorganischer mineralischer Düngemittel seit Beginn des 20. Jahrhunderts hat den Anteil organischer Substanz in Böden kontinuierlich verringert und die Landwirtschaft in eine Sackgasse geführt.

In der Folge sind dadurch viele Probleme entstanden, wie die Versalzung und Verkalkung von Böden, die Abnahme der Bodenfruchtbarkeit, die Zerstörung nützlicher Bodenmikroorganismen, die Steigerung der Erosion und Verwüstung, das Ansteigen von Pflanzenkrankheiten und die Anreicherung giftiger Reststoffe wie z.B. Herbizide in Böden. Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen haben nachgewiesen, dass die Bodenfruchtbarkeit zu einem ganz wesentlichen Anteil durch den Gehalt an Huminsäuren geprägt ist.

Die hohe (Kationenaustauschkapazität), der Sauerstoffgehalt sowie die überdurchschnittliche Wasserspeicherfähigkeit bedingen den hohen Nutzwert der Huminsäuren hinsichtlich der Bodenfruchtbarkeit und Verbesserung des Pflanzenwachstums. Die hervorzuhebende Haupteigenschaft der Huminsäuren besteht in der Fähigkeit, unlösliche Metallionen, Oxide und Hydroxide zu binden, und diese an die Pflanzen langsam und kontinuierlich wieder abzugeben. 

In Kombination mit Huminsäure können NPK-Dünger optimal wirken. 

Durch Zugabe unserer Produkte kann die Effizienz von NPK-Düngern bis zu 30% gesteigert bzw. bei gleichem Ertrag der Einsatz von Düngern gesenkt werden. Dadurch wird die Umwelt geschont und die Produktionskosten werden gesenkt. 

                                 Optimale Verwertung von Nährstoffen     

TON-HUMUS-KOMPLEX
LIEBIGS GESETZ

fig. 2.1: Gesteigerte Nährstoffspeicherung durch Huminsäuren


fig. 2.2: Ca-Brücke zwischen Ton und Humus

fig. 2.3: Wachstum wird durch die knappste Ressource eingeschränkt

 

Effekt auf Böden

LEICHTE SANDIGE BÖDEN

In sandigen, humusarmen Böden umhüllt Huminsäure die Sandpartikel, vergrößert die Kationenaustauschkapazität (KAK) und erhöht die Wasser- und Nährstoffhaltefähigkeit des Bodens. Nährstoffe, insbesondere Nitrat, werden nicht ins Grundwasser ausgewaschen sondern zusammen mit dem Wasser im Boden gehalten, so dass sie für die Pflanzen verfügbar bleiben
(s. fig. 2.4, 2.5, Bild 1).

fig. 2.4: Humusarme Sandböden können die Nährstoffe nicht halten

fig. 2.5: Wirkung der Kationenaustauschkapazität auf Sandböden

Bild 1: Sandböden ohne Huminstoffe


VERDICHTETE TONIGE BÖDEN

Huminsäuren lockert schwere und lehmige Böden und verbessert deren Struktur. Die Durchlüftung wird verbessert, der Wasserhaushalt wird optimiert und die Bodenbearbeitung wird erleichtert. Insgesamt wird die nutzbare Feldwasserkapazität (pflanzenverfügbares Wasser) bei allen Böden erhöht. Die Bodenverkrustung und Bodenerosion durch Erhöhung der Bindefähigkeit von Kolloiden wird vermindert (s. fig. 2.6, 2.7, Bild 2).

fig. 2.6: Kompakte, kaum durchdringbare Bodenstruktur

fig. 2.7: Huminsäuren lockern kompakte Böden auf

Bild 2: Verdichteter toniger Boden ohne Huminstoffe

 

 

VERSALZTE BÖDEN

Durch die hohe Kationenaustauschkapazität (KAK) der Huminsäure werden Salze aufgespalten, die Kationen (u.a. Ca und Mg) gebunden und chelatisiert. Der hohe Osmosedruck im Wurzelbereich wird verringert und die Menge des pflanzenverfügbaren Wassers erhöht sich
(s. fig. 2.8, 2.9, 2.10, Bild 3)

fig. 2.8: Spaltung
von Salz

fig. 2.9: Versalztes Grundwasser im Boden

fig. 2.10: Huminsäuren reduzieren die Versalzungseffekte

Bild 3: Stark versalzter Boden

 

 


SAURE BÖDEN

Aufgrund der hohen Pufferkapazität neutralisiert Huminsäure saure Böden. Säurebedingter Stress für die Pflanzenwurzeln wird verringert. Pflanzenschädliche Elemente, besonders Aluminium und Schwermetalle, werden durch Huminsäure fest gebunden und immobilisiert. Damit wird deren Toxizität vemindert und durch Aluminium gebundenes Phosphat freigesetzt (s. fig. 2.11, 2.12). 


ALKALISCHE BÖDEN

Wegen des hohen pH-Wertes liegen viele lebenswichtige Nährstoffe und Spurenelemente nicht in pflanzenverfügbarer Form vor. Huminsäure puffert den hohen pH-Wert und wandelt durch Komplexbildung Nährstoffe sowie Spurenelemente in eine für Pflanzen aufnehmbare Form um.Sie wirken als natürlicher Chelator für Metallionen unter alkalischen Bedingungen und ermöglichen so deren Aufnahme durch die Wurzeln. Huminsäuren helfen bei typischen Kalkchlorosen (Eisenmangel, Bleichsucht) in Pflanzen in dem Eisen pflanzenverfügbar wird. Durch Kalzium gebundenes Phosphat wird wieder gelöst und verfügbar gemacht (s. fig. 2.11, 2.12).

fig. 2.11:
Vergleichende
Darstellung von Böden

fig. 2.12: Huminsäuren
optimieren den Boden


EROSIONSBÖDEN

Die regelmäßige Anwendung von Huminsäure reichert die organische Substanz im Oberboden an. Durch verstärkte Wurzelbildung und stabilisierende Ton-Humus-Komplexen wird die Erosion effektiv verringert (s. fig. 2.7). Durch die oben beschriebene Erhöhung des pflanzenverfügbaren Wassers, wird der Wasserstress der Pflanzen vermindert und die bodenbindende Vegetation gestärkt. Eine deutliche Abnahme der Bodenerosion ist die Folge. Außerdem kann durch die Zunahme der Vegetation anderswo abgetragener Boden im Vegetationsgürtel abgelagert werden. 


TROCKENE BÖDEN

Huminsäure erhöht das Wasserhaltevermögen des Bodens und damit das pflanzenverfügbare Wasser. Wasser steht den Pflanzen somit auch in trockenen Perioden zur Verfügung. So werden dürrebedingte Stresssituationen bei den Pflanzen vermieden.


PESTIZID-, HERBIZID- UND FUNGIZID-ANGEREICHTE BÖDEN

Huminsäure steigert die Effektivität von Pestiziden, Fungiziden sowie Herbiziden und immobilisiert deren schädlichen Reststoffe. 


Als Folge der festgestellten Wirkung auf die Bodenfunktion wirkt sich die Anwendung von Huminsäuren direkt auf die Pflanze aus:

  • Wirken als organischer Katalysator bei vielen biologischen Prozessen.
  • Erhöhen die Keimfähigkeit und Entwicklung von Samen.
  • Stimulieren Wurzelbildung, insbesondere die Länge der Wurzel und ermöglichen dadurch bessere Nährstoffaufnahme.
  • Erhöhen die Permeabilität der Membranen in Pflanzen und fördern so die Nährstoffaufnahme.
  • Fördern die Bildung von Chlorophyll, Zuckern und Aminosäuren in Pflanzen und erhöhen die Photosynthese.
  • Steigern Vitamin- und Mineralstoffgehalt von Pflanzen.
  • Verdicken die Zellwände bei Früchten und verlängern so die Lagerstabilität und Aufbewahrungszeit. 
  • Erhöhen die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber Krankheiten und Schädlingen.
  • Stimulieren das Pflanzenwachstum (höhere Biomasseproduktion) durch Beschleunigung der Zellteilung und erhöhen so die Erträge der Trockenmasse.
  • Fazit: Erhöhen die Qualität der Erträge; schaffen gesünderes Aussehen und höhere Nährwerte. 

 

3. Ökologischer Nutzen der Huminsäuren: 

Im folgenden wird der vielfältige ökologische Nutzen der Huminsäuren betrachtet und zeigt günstige und effektive Lösungen bei Umweltproblemen auf. 

Erstens sind fruchtbare Böden mit hohen Gehalten an Huminsäuren ein Garant für geringe Nitratauswaschung und optimale Nährstoffeffizienz. Ein dichtes Wurzelsystem, das durch den hohen Huminsäuregehalt entsteht, verhindert, dass Nitrat und Pestizide in das Grundwasser gelangen (s. fig. 3.1).  

Darüber hinaus sind geringe Nitratgehalte ein Indikator und eine Voraussetzung für sachgerechtes Biogemüse. Es kommt häufig vor, dass Landwirte mehr düngen als Pflanzen aufnehmen können. Dies führt zu Nitratanreicherungen im Boden, die sich später im Grundwasser wiederfinden. Eine Kläranlage, die das belastete Wasser in komplizierten Abläufen unter einen Wert von fünf Milligramm NO3-N pro Liter senken soll, ist mit einem sehr hohen Kostenaufwand verbunden. 

Wichtig: Statt lediglich die Symptome (Wasserbelastung) zu kurieren, sollten die Ursachen (Nitratauswaschung) bekämpft werden. 

Zweitens verringern Huminsäuren die Versalzungsproblematik beim Einsatz von Mineraldüngern. Huminsäuren sind in der Lage, hohe Salzgehalte und damit verbundene Salzstress abzumildern. Insbesondere beim Einsatz von Ammonium- oder Harnstoff-Düngemitteln wird die NH4- bzw. NH3-Toxizität reduziert, was speziell bei Jungpflanzen von großer Bedeutung ist. Gasförmige Stickstoffverluste werden reduziert. Ganz allgemein werden Wurzelverbrennungen durch periodisch überhöhte Salzkonzentrationen nach Düngungsmaßnahmen in der Bodenlösung verringert; bei permanent hoher Salzbelastung der Bodenlösung reduziert sich das Niveau der Belastung. Darüber hinaus, wenn flüssige Wirtschaftsdüngemittel mit Huminsäuren gemischt werden, wird der Humusanteil erhöht und der unerwünschte Geruch vermindert. 

Drittens sind Huminsäuren ein effektives Bekämpfungsmittel gegen Bodenerosion. Erreicht wird dies sowohl durch die Erhöhung der Bindefähigkeit von Kolloiden, als auch durch die Verdichtung der Wurzel- und Pflanzensysteme. Weltweit sind Produkte auf Basis von Leonardit bzw. Humaten deshalb bei Organisationen und Institutionen für Agrarwirtschaft für den ökologischen Anbau zertifiziert (s. fig. 3.1). 

fig. 3.1: Reduzierung der Nitratauswaschung

4. Ökonomischer Nutzen der Huminsäuren:

Zum Schluss wird der ökonomische Nutzen betrachtet: Huminsäuren mobilisieren im Boden festgelegte Nährelemente, insbesondere auch Eisen. Die Nährstoffversorgung der Pflanzen wird optimiert. Hohe Ertragssteigerungen in der Landwirtschaft bis zu 70% bei reduziertem Düngemittel- und bei Pflanzenschutzmitteleinsatz bis zu 30%. Besseres und gesünderes Wachstum von Rasen, Zierpflanzen und Gehölzen sind bei regelmäßiger Anwendung hochwertiger Huminsäuren erzielbar. Darüber hinaus wird das Wasserspeichervermögen des Bodens deutlich erhöht, wodurch der Wasserverbrauch bei Bewässerung erheblich reduziert werden kann.  

Der größte ökonomische Nutzen ist naturgemäß auf humusarmen, sehr leichten und sandigen aber auch verdichteten Böden sowie auf Rekultivierungsflächen zu erreichen. Die vielfältigen positiven Wirkungsmechanismen der Huminsäuren kommen hier voll zur Geltung. Im besonderen Maße gilt das für fast alle Kulturböden in ariden und europäischen niederschlagsärmeren Gebieten. Aufgrund der hohen Mineralisierungsrate organischer Substanzen ist die Versorgung dieser Böden mit stabilen Huminsäuren zur Erhaltung und Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit unverzichtbar.  

Humintech® bietet eine komplette Produktpalette an, die den unterschiedlichsten Bodenverhältnissen und Pflanzenansprüchen gerecht wird. Der zu geringe Gehalt an Humusstoffen kann als Minimumfaktor wirken (s. fig. 4.1).  

Dies führt dazu, dass mit Humintech®-Produkten behandelte Böden, sowohl zu qualitativen als auch quantitativen Ertragssteigerungen führen und den Kosten- und Arbeitsaufwand reduzieren. Der Einsatz von Humintech®-Produkten führt zu qualitativen als auch quantitativen Ertragssteigerungen und reduziert den Kosten- und Arbeitsaufwand.

fig. 4.1