C/N-Verhältnis

Das C/N-Verhältnis bezieht sich auf die bioverfügbaren Anteile von Kohlenstoff (C) und Stickstoff (N) in Pflanzen und im Boden und stellt einen Indikator für dessen Fruchtbarkeit dar. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff im Boden lässt auf die Verfügbarkeit von Stickstoff im Boden schließen.

Stickstoffverfügbarkeit

Je kleiner die Zahl, desto enger ist das C/N-Verhältnis und umso besser ist die Stickstoffverfügbarkeit. 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 fortgeschrittenen Humifizierung spricht. Ebenso ist je nach Humusart das C/N-Verhältnis unterschiedlich.

Größenangaben

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

Verhalten

• Bei C/N < 20 Freisetzung von N
• Bei C/N > 25 Mikrobentätigkeit gehemmt

Bestimmung

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 C_tot und N_tot
• Gegebenenfalls wird die Probe bei carbonathaltigen Proben geteilt:

1. erste Messung wird im Muffelofen bei 430°C verascht und anschließend der übriggebliebene C_anorg mittels Elementaranalyse bestimmt
2. zweite Messung C_tot ohne Vorbehandlung bestimmt
3. Differenz C_tot - C_anorg = C_org

• Umrechnung und Angabe der Ergebnisse in C_org/N_tot (in Prozent)
• Schätzwert durch Multiplikation von C mit 1,72 bei Mineralboden bzw. 2 bei organischen Auflagen ergibt ungefähren Humusgehalt im Boden

Bedeutung und Anwendung

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 das Feld düngen bzw. Leguminosen anbauen, um ggfs. den Mangel an Stickstoff zu kompensieren. Erst dann ist die Aktivität der Bodenmikroorganismen gewährleistet, sodass der Überschuss an Kohlenstoff von Mikroorganismen abgebaut werden kann.

Quellen

• 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.

Weblinks

Projekt Hypersoil der Uni-Münster (2004)