C/N-Verhältnis

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Das C/N-Verhältnis beschreibt die Gewichtsanteile von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) zum Beispiel von Pflanzenteilen oder Böden, und ist ein gängiger Indikator der Stickstoffverfügbarkeit für Pflanzen und Mikroorganismen.

Bedeutung[Bearbeiten]

Je kleiner die Zahl, desto enger ist das C/N-Verhältnis und umso mehr Stickstoff steht zur Verfügung.

Des Weiteren kann über dieses Verhältnis ebenso der Humifizierungsgrad des organischen Materials bestimmt werden. Bei der Zersetzung wird nämlich CO2 freigesetzt und N zum großen Teil in die mikrobielle Biomasse eingebaut. Dadurch wird das C/N-Verhältnis enger, was wiederum für eine fortgeschrittene Humifizierung spricht. Ebenso ist je nach Humusart das C/N-Verhältnis unterschiedlich.

Hintergrund[Bearbeiten]

Die absolute Menge an Stickstoff ist ein unscharfes Maß um die Verfügbarkeit von Stickstoff für Pflanzen zu bestimmen. Denn Mikroorganismen können Stickstoff besser aufnehmen als Pflanzen, weil sie organische Teile mineralisieren, so direkt an der Quelle sitzen und eine viel größere Oberfläche (also auch mehr Aufnahmesysteme für Stickstoff) als Pflanzen aufweisen. Da Mikroorganismen anders als Pflanzen, die Kohlenstoff und Energie aus der Luft bekommen, auf den Kohlenstoff im Boden angewiesen sind, wird ihr Wachstum durch zu wenig Kohlenstoff eingeschränkt und die bei der Stickstoffaufnahme benachteiligten Pflanzen kommen besser zum Zug.

So ist für viele Pflanzenarten ab einem C/N-Verhältnis kleiner 20 genügend Stickstoff zur Verfügung. Ab einem C/N-Verhältnis größer 25 beginnt sich die mikrobielle Aktivität infolge von Stickstoffmangel zu verlangsamen.

Bestimmung[Bearbeiten]

Das C/N Verhältnis wird folgendermaßen bestimmt:

  • die Probe wird bei 950 °C oxidiert (verbrannt) → CO2 + N2 (nach Reduktion durch Katalysator)
  • Konditionierung (Kalibrierung) des Wärmeleitfähigkeitsdetektor (WLD) mit zwei Blindwerten und zwei Standardproben zur Bestimmung des Eichfaktors
  • Messung erfolgt im WLD nach Eingabe der Einwaage und der Probennummern
  • Ausgabe der Ergebnisse der C- und N-Gehalte in mg/g Ctot und Ntot
  • Gegebenenfalls wird die Probe bei carbonathaltigen Proben geteilt:
  1. erste Messung wird im Muffelofen bei 430 °C verascht und anschließend der übriggebliebene Canorg mittels Elementaranalyse bestimmt
  2. zweite Messung Ctot ohne Vorbehandlung bestimmt
  3. Differenz Ctot - Canorg = Corg
  • Umrechnung und Angabe der Ergebnisse in Corg/Ntot (in Prozent)
  • Schätzwert durch Multiplikation von C mit 1,72 bei Mineralboden bzw. 2 bei organischen Auflagen ergibt ungefähren Humusgehalt im Boden

Größenangaben[Bearbeiten]

  • Grünabfälle zwischen 7 und 15 C/N, Moder bei 20 C/N, Rohhumus zwischen 25 und 40
  • Grünland etwa 11 C/N, Acker etwa 14 C/N, Forst etwa 21 C/N
  • junges Gras zwischen 10 und 15 C/N, Mais bei 55 C/N, Getreide zwischen 60 und 100 C/N
  • Ulmenwald ca. 28 C/N, Lindenwald ca. 37 C/N, Buchenwald ca. 51 C/N

Anwendung[Bearbeiten]

Gerade für die Landwirtschaft lassen sich über das Verhältnis von C und N aussagekräftige Schlüsse bezüglich der Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit ziehen. So sollte z. B. ein Getreidebauer nach einer Ernte trotz Belassen des Strohs auf dem Acker das Feld düngen bzw. Leguminosen anbauen, um das verschobene C/N Verhältnis wieder in die Richtung zu schieben, welche die Mikrobenaktivität erhöht.

Quellen[Bearbeiten]

  • SCHEFFER-SCHACHTSCHABEL: Lehrbuch der Bodenkunde. 15. Auflage. Stuttgart 2002.
  • F. WERRES: Bestimmung der Konzentration gelösten Stickstoffs in natürlichen Wässern mittels Wärmeleitfähigkeitsdetektion. In: Wasser und Boden. Bd. 52, H. 3, S. 36-40. Berlin 2000.
  • H. WILD: Umweltorientierte Bodenkunde - Eine Einführung. Heidelberg 1995.