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DEFINITION, ENTSTEHUNG UND VORTEILE 

Was sind Huminsäuren und deren Quellen?

1. Huminstoffe

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 Huminen. Die Huminsäuren bilden dabei als Hauptfraktion das biologische Zentrum. 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 und Weichbraunkohle unterscheiden sich daher durch einen höheren Oxidationsgrad (Kohlebildungsprozess: Moor > Torf > Kohle), den Huminsäuregehalt sowie eine höhere Anzahl von Carboxylgruppen. Seit man in der Weichbraunkohlenschicht hohe Konzentrationen an Huminsäuren entdeckt hat, ist deren kommerzielle Produktion drastisch gestiegen.

Im Vergleich zu anderen organischen Produkten sind Leonardite sehr reichhaltig an Huminsäuren. Während Leonardite das Endprodukt eines bis zu etwa 70 Millionen Jahre dauernden Humifizierungsprozesses sind, bildet sich Torf innerhalb einiger tausend Jahre. Der Unterschied zwischen Leonarditen und anderen organischen Huminsäurequellen besteht darin, dass Leonardite aufgrund ihrer Molekülstruktur hochgradig bioaktiv sind. Diese biologische Aktivität ist bis zu fünfmal stärker als bei üblichen Humusstoffen. Das bedeutet, dass ein Kilogramm Leonardit ca. fünf Kilogramm anderer organischer Huminsäurequellen entsprechen. Hinsichtlich der Huminsäureanteile ist ein Liter LIQHUMUS® (flüssiges Konzentrat, Abb. 1.6, 1.7) äquivalent zu ca. 7–8 Tonnen Stallmist. Ähnlich entspricht ein Kilogramm POWHUMUS® (konzentriertes Pulver, Abb. 1.4) ca. 30 Tonnen Stallmist.

Leonardit ist kein Düngemittel. Es wirkt als Bodenverbesserer sowie als Biokatalysator und -stimulanz für die Pflanze. Im Vergleich zu anderen organischen Produkten fördert Leonardit im besonderen Maß das Pflanzenwachstum (Biomasseproduktion) und die Bodenfruchtbarkeit. Ein weiterer Vorteil von Leonardit ist seine Langzeitwirkung. Es wird nicht so schnell abgebaut wie etwa Stalldung, Kompost oder Torf. Bei diesen Produkten wird die organische Masse im Boden von den Mikroorganismen sehr rasch mineralisiert – bei gleichzeitiger geringer Huminstoffbildung. Unsere auf Leonarditen basierenden Produkte wirken auf den Boden bis zu fünf Jahre lang strukturverbessernd ein.

Abb.1.1
Abb.1.2
Abb.1.3
Abb.1.4
Abb.1.5
Abb.1.6
Abb. 1.7

 

2. Welchen Nutzen haben Huminsäuren?

Aktuelle wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, dass die Bodenfruchtbarkeit in erheblichem Maß durch den Gehalt an Huminsäuren bestimmt wird. Aufgrund der hohen Kationenaustauschkapazität und ihrer überdurchschnittlichen Fähigkeit zur Wasserspeicherung haben Huminsäuren hinsichtlich der Bodenfruchtbarkeit des Pflanzenwachstums einen hohen Nutzwert. Die bedeutsamste Eigenschaft der Huminsäuren ist ihre Fähigkeit, unlösliche Metallionen, Oxide und Hydroxide zu binden und diese langsam und kontinuierlich wieder an die Pflanzen abzugeben.

Zusammenfassend lässt sich nach jahrzehntelangem praktischem Einsatz festhalten, dass Huminsäureprodukte ... 

  • die Pufferfähigkeit des Bodens erhöhen
  • reich sowohl an organischer als auch mineralischer Substanz sind; beide spielen eine essenzielle Rolle beim Pflanzenwachstum
  • in den Wurzelzonen wasserlösliche anorganische Düngemittel binden und die Auswaschung reduzieren
  • die Umsetzung von Nährelementen (N, P, K) und Spurenelementen (z.B. Fe, Zn) in eine für Pflanzen aufnehmbare Form fördern
  • die Stickstoffaufnahme durch Pflanzen erhöhen
  • das durch chemische Reaktionen mit Ca, Fe, Mg und Al gebundene Bodenphosphat wieder löslich und pflanzenverfügbar machen
  • die Produktivität insbesondere mineralischer Düngemittel steigern
  • den Boden dunkler färben, sodass die an die Sonneneinstrahlung gebundene Bodentemperatur steigt und das Pflanzenwachstum stimuliert wird 

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 zu einer kontinuierlichen Verringerung des Anteils organischer Substanz in den Böden und die Landwirtschaft in eine Sackgasse geführt.

In der Folge sind zahlreiche Probleme entstanden, etwa die Versalzung und Verkalkung von Böden, die Abnahme der Bodenfruchtbarkeit, die Zerstörung nützlicher Bodenmikroorganismen, zunehmende Erosion und Verwüstung, vermehrte Pflanzenkrankheiten und die Anreicherung giftiger Reststoffe im Boden, beispielsweise von Herbiziden. 

In Kombination mit Huminsäuren können NPK-Dünger optimal wirken. 

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


Optimale Verwertung von Nährstoffen
     

TON-HUMUS-KOMPLEX
LIEBIGS GESETZ

Abb. 2.1: Gesteigerte Nährstoffspeicherung durch Huminsäuren


Abb. 2.2: Ca-Brücke zwischen Ton und Humus

Abb. 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, sodass sie für die Pflanzen verfügbar bleiben. (S. Abb. 2.4, 2.5, 2.5b)

Abb. 2.4: Humusarme Sandböden können die Nährstoffe nicht halten

Abb. 2.5: Wirkung der Kationenaustauschkapazität auf Sandböden

Abb. 2.5b: Sandböden ohne Huminstoffe


VERDICHTETE TONIGE BÖDEN

Huminsäure lockert schwere und lehmige Böden und verbessert deren Struktur. Die Durchlüftung wird verbessert, der Wasserhaushalt optimiert und die Bodenbearbeitung 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. Abb. 2.6, 2.7, 2.7b)

Abb. 2.6: Kompakte, kaum durchdringbare Bodenstruktur

Abb. 2.7: Huminsäuren lockern kompakte Böden auf

Abb. 2.7b: 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. Abb. 2.8, 2.9, 2.10, 2.10b)

Abb. 2.8: Spaltung 
von Salz

Abb. 2.9: Versalztes Grundwasser im Boden

Abb. 2.10: Huminsäuren reduzieren die Versalzungseffekte

Abb. 2.10b: 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 vermindert und durch Aluminium gebundenes Phosphat freigesetzt. (S. Abb. 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 Nährstoffe und Spurenelemente durch Komplexbildung 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, indem Eisen pflanzenverfügbar wird. Durch Kalzium gebundenes Phosphat wird wieder gelöst und verfügbar gemacht. (S. Abb. 2.11, 2.12)


Abb. 2.11:
Vergleichende
Darstellung von Böden

Abb. 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-Komplexe wird die Erosion effektiv verringert (s. Abb. 2.7). Durch die oben beschriebene Vermehrung 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 mehrt damit das pflanzenverfügbare Wasser. Somit steht den Pflanzen auch in trockenen Perioden Wasser zur Verfügung, sodass dürrebedingte Stresssituationen bei den Pflanzen vermieden werden.


PESTIZID-, HERBIZID- UND FUNGIZID-ANGEREICHTE BÖDEN

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


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

  • wirken als organischer Katalysator bei vielen biologischen Prozessen
  • erhöhen die Keimfähigkeit und Entwicklung von Samen
  • stimulieren Wurzelbildung, insbesondere hinsichtlich der Länge der Wurzel, und ermöglichen dadurch eine 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 verstärken die Fotosynthese
  • steigern den 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: Huminsäuren erhöhen die Qualität der Erträge, bewirken ein gesünderes Aussehen und höhere Nährwerte. 

 

3. Ökologischer Nutzen der Huminsäuren: 

Im Folgenden wird der vielfältige ökologische Nutzen der Huminsäuren betrachtet, und günstige und effektive Lösungen bei Umweltproblemen werden aufgezeigt.

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. Abb. 3.1)  

Darüber hinaus sind geringe Nitratgehalte ein Indikator und eine Voraussetzung für sachgerecht angebautes 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 reduzieren Huminsäuren die Versalzungsproblematik beim Einsatz von Mineraldüngern. Huminsäuren sind in der Lage, hohe Salzgehalte und damit verbundenen 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 wird, wenn flüssige Wirtschaftsdüngemittel mit Huminsäuren gemischt werden, der Humusanteil erhöht und der unerwünschte Geruch vermindert. 

Drittens sind Huminsäuren sehr effektiv im Kampf gegen Bodenerosion. Erreicht wird dies sowohl durch die Erhöhung der Bindefähigkeit von Kolloiden, als auch durch die Verdichtung der Wurzel- und Pflanzensysteme. Weltweit sind daher Produkte auf Basis von Leonardit bzw. Humaten bei agrarwirtschaftlichen Organisationen und Institutionen für den ökologischen Anbau zertifiziert worden. (S. Abb. 3.1)

Abb. 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 Prozent, bei reduziertem Düngemittel- und bei Pflanzenschutzmitteleinsatz bis zu 30 Prozent. 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 auf 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. Abb. 4.1)

Dies führt dazu, dass mit HUMINTECH-Produkten behandelte Böden sowohl qualitative als auch quantitative Ertragssteigerungen aufweisen und der Kosten- und Arbeitsaufwand reduziert wird. 

Abb. 4.1



Quellenangabe: 

Abb. 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7: eigene Darstellung
Abb. 2.5b, 2.7b, 2.10b, 7: eigene Darstellung
Abb. 5, 6: Fotolia
Abb. 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 3.1, 4.1: eigene Darstellung