Beiträge zur Genese und Klassifizierung der Marschen II. Zur Schwefelmetabolik in Schlicken und Salzmarschen

Abstract

In der Entwicklung der Marschen vom reduzierten, blauschwarzen Schlick bis zum belufteten und oxydiertm, graubraun geffrbten Koogboden unterliegen die redoxpotentialabhangigen Elemente Schwefel, Eisen und Mangan, die vorwiegend die Farbe der Schlicke und Boden bestimmen, in ihren Gehalten, Oxydationsstufen und Bindungsformen groBen Veranderungen. Fur die Genese der Marschen ist besonders die S c h w e f e 1 metabolik charakteristisch und von Bedeutung. I n Abhangiglreit von den jeweils herrschenden Redoxpotentialen und pH-Werten treten Schwefelverbindungeii unterschiedlicher Oxydationsstufen und Bindungsformen auf. So besitzt der Schwefel die Oxydationsstufe -2 in Sulfiden, 0 in elementarem Schwefel und $2 bis f 6 in Sauerstoffverbindungen wie Thiosulfaten, Sulfiten und Sulfaten. Hinsichtlich der Bindungsform lrann der Schwefei als wasserlosliche, sorbierte und okkludierte Fraktion auftreten sowie als Bestandteil schwerloslicher mineralischer und organischer Komponenten im Boden vorliegen.Uni die Schwefelmetabolik und ihren EinfluB auf die Genese der Marschen zu erfassen, wurden zunachst Gehalte, Oxydationsstufen und Bindungsformen des Schwefels in Schlicken und Salzmarschen untersucht. In einem folgenden Beitrag sol1 uber die Schweielmetabolik in Kalk-, Klei-, Knick-und Torfmarschen berichtet werden.A. U n t e r su c h u n gsm a t e r i a l Hell 31Beitrage zur Genese und Klassifizierung der Marschen 209 B. U n t e r s u c h u n g s m e t h o d e nSchwefel der Oxydationsstufen -2 bis + 4 wird im Vergleich zum Sulfat-Schwefel mit der hochsten Oxydationsstufe von + 6 als r e d u z i e r t e r Schwefel bezeichnet.Dieser kann aus mineralischen und organischen Schwefelverbindungen bestehen.Innerhalb der Fraktion des reduzierten m i n e r a 1 i s c h e n Schwefels erfolgte die Der Gehalt an o r g a n i s c h gebundenem Schwefel wurde aus der Differenz von reduziertem mineralischem Schwefel plus wasserloslichern Sulfat-Schwefel zu GesamtSchwefel rechnerisch ermittelt.Die weiteren Analysen (Kornung, Gehalte an COrg,, CaCO,, Fed, Cl) wurden nach Standardmethoden (Schlicbting und Blume, 1966) durchgefiihrt. C. E r g e b n i s s e u n d D i s k u s s i o n S c h l i c k e a) Gesamt-SchwefelDer Gesamt-Schwefelgehalt zeigt in Schlicken vergleichbaren Alters sehr enge Beziehungen Zuni Gehalt an Ton und organischer Substanz. I n Abbildung 1 und 2 sind diese Beziehungen graphisch dargestellt. Wie die Abbildungen zeigen, betragen die Gesamt-Schwefelgehalte der untersuchten Proben 0,6 bis 13 o/ou. 210Brummer, Grundwaldt und Schroeder Beitrage zur Genese und Klassifizierung der Marscben 211In Abbildung 3 sind die Tiefenfunktionen der Gehalte an Gesamt-Schwefelmid a n verschiedenen Schwefelfraktionen eines typischen Schlickprofils aus dem Watt am Hindenburgdainm dargestellt. Von der oberflachennahen, beliifteten Zone des Schlicks (0 -5 cm) zu den unteren reduzierten Schichten (25 -40 cm) steigt der Gesamt-Schwefelgehalt von 8 -9 '/no auf iiber 12 "io0 an. Dieser Anstieg der Gehnlte an Gesamt-Schwefel wurde in allen untersuchten Sch...

Chemical soil properties of reclaimed marsh soil from Zhejiang Province P.R. China

“…Marsh geogenesis (Giani and Landt, 2000) in the studied region of Shangyu County has been realized artificially by dam construction, pumping of suspended material into the enclosed area and drainage by artificial canals. In general natural marsh soil pedogenesis is characterized by development of soil structure due to dewatering and compaction, oxidation of reduced iron-, manganese-and sulphur compounds including the formation of accumulating horizons, decalcification, desalinisation, recharge of soil colloids and decomposition of organic matter (Schroeder and Bruemmer, 1969;Bruemmer et al, 1971;Mueller-Ahlten, 1994a,b;Giani and Landt, 2000;Giani et al, 2003). In diked and drained marshes these processes are accelerated, especially sulphide oxidation which causes change of redox conditions, decline of pH and altered mobility of phosphorus, iron and other metals (Portnoy, 1999).…”

Comparison of redox potential dynamics in a diked marsh soil: 1990 to 1993 versus 2011 to 2014

“…Diking and drainage of near‐surface groundwater plays a crucial role for pedogenetic processes in marshes ( Kuntze , 1986). These processes comprise (1) compaction and (2) desalination of the topsoil, (3) mineralization of “marine” derived organic matter, and (4) soil acidification by oxidation of sulfide‐bearing minerals that is concomitant with the (5) dissolution of carbonate minerals ( Brümmer et al, 1971; Müller‐Ahlten , 1994a, 1994b; Mansfeldt and Blume , 2002). It is expected that climate change will affect these pedogenetic processes and soil properties, but few attempts have been made to evaluate consequences for coastal marsh soils ( Blume and Müller‐Thomsen , 2007).…”