Zur Kohlenstoff-Düngung
Eine kleine Quellenverfolgung
Es steht geschrieben...
... im "Lehrbuch der Teichwirtschaft" (4. Aufl., 1998):
Die Biomasse in Teichen enthält im Duchschnitt die Elemente Phosphor : Stickstoff : Kohlenstoffim Verhältnis 1 : 16 : 106.[...]Jede Einheit nutzbaren Phosphats bewirkt etwa den 100fachen Bedarf am Kohlenstoff [...]
Ein konkreter Quellen-Beleg wird nicht angegeben, lediglich zuvor in allgemeiner Aussage:
Über Durchführung und und Auswertung von Teichdüngunsversuchen gibt es eine sehr umfangreiche Literatur (u.a. DEMOLL 1925, WALTER 1943, WUNDER 1956, MÜLLER 1958, SCHÄPERCLAUS 1967, BOYD 1982)
In der 5. überarbeiteten Auflage ist dagegen folgendes zu lesen:
Weil beim Aufbau von Pflanzengewebe mit jedem Teil Phosphor zugleich 100 Teile Kohlenstoff benötigt werden (Bauer 1991) [...]
Die genaue Mengenformel der Vorauflage ist dabei weggefallen, dafür wird aber eine Quelle angegeben.
Bei Bauer (1991) finden sich die relative Basis-Aussage, sowie die zuerst genannte Mengenformel in folgendem Zusammenhang:
Phosphor verursacht einen mehr als hundertfachen Bedarf an Kohlenstoff.
[...]
Eine chemische Analyse der Lebewesen eines Teiches ergibt folgende durchschnittliche Zusammensetzung aus den wichtigsten chemischen Elementen (Uhlmann 1988):
C106H180O45N16P1 = BIOMASSE
Das bedeutet, daß neben den Bestandteilen des Wassers, also Wasserstoff und Sauerstoff, die sog. Nährstoff-Elemente in einem chemischen Mengenverhältnis
Phosphor (P) : Stickstoff (N) : Kohlenstoff (C) = 1 : 16 : 106
verfügbar sein müssen [...]
Er leitet demnach seine Mengenformel von den Analysewerten aus Uhlmann (1988) ab oder hat sie gesamt von dort übernommen.
Bei Uhlmann (1988) findet sich diese Formel explizit, er schreibt:
Für Biomasse "durchschnittlicher" Zusammensetzung ergibt die Division der Prozentzahlen [...] durch die zugehörigen Atomgewichte ungefähr folgende Bruttoformel:
C106H180O45N16P1
Er leitet diese Formel, welche er hier tatsächlich im Zusammenhang mit der kommunalen Abwasserreinigung heranzieht, wie folgt ab:
Die Biomasse von Wasserorganismen weist, wenn man die von MACIOLEK (1962: Tabelle 8) mitgeteilten Zahlen auswertet, folgende "mittlere" Zusammensetzung auf:
Rohprotein: 55%Lipide: 10%Kohlenhydrate: 35%Daraus ergibt sich die Summenformel C106H173O52. Der weiteren Berechnung wird die von STUMM (1964) genannte Elementarzusammensetzung "durchschnittlicher" Biomasse zugrunde gelegt [...]. Für den Fall, daß Kohlenhydrate als Ausgangmaterial dienen, deren Bausteine einfach als "Zucker-Einheiten" (CH2O) bezeichnet werden können, ergibt sich für die Zellsubstanzsynthese:
265 CH2O + 16 NH3 + PO43- + 146,5 O2 → C106H180O45N16P1 + 159 CO2 + 199 H2O
im Weiteren weist er auf Folgendes hin:
Die hier dargestellte Bruttoformel berücksichtigt nur die 6 wichtigsten Elemente. Sie kann je nach Gehalt an organischen Reservestoffen (insbes. Lipiden) oder an gespeicherten Phosphor auch andere Proportionen aufweisen, besonders bei H, O und P [...].
Wenn wir nun zu Maciolek (1962) folgen, dann finden wir in der genannten "Tabelle 8", welche Sauerstoff-Äquivalente angibt, die für deren Berechnung zugrundeliegenden Analyse-Daten zu Rohprotein, Lipiden und Kohlenhydraten anteiliger Biomasse bei verschiedenen größtenteils Naturgewässern, vom See bis zum Fluß. Er bezieht sich dabei auf Birge & Juday (1922 &1934), Geng (1925), Hsiao (1949), Krogh & Lange (1932), Krogh & Berg (1931) und Matida & Sakurai (1953).
Dabei auffällig sind Birge & Juday (1934), da hier tabellarisch noch eine Differenzierung des Kohlenstoffgehaltes im Rohwasser stattfindet und die Analyse-Daten sich auf 529 Seen beziehen (des Highland Lake Districts, Wisconsin, USA).
Die Tabelle unterscheidet weiterhin die untersuchten Gewässer anhand der Art in ihnen enthaltenen (bzw. untersuchten) organischen Substanz nach: gelöster organischer Substanz, aquatische Wirbellose, Netz-Plankton (mglw. hauptsächlich Zooplankton), Phytoplankton (und weitere Pflanzenzellen), Seston, organisches Sediment und Undefiniertes und differenziert damit die herangezogenen Gewässer noch grundsätzlich bezüglich Ihrer spezifischen Aussagekraft.
Wir könnten nun dem Schneeball weiter folgen, aber spätestens hier haben wir Schwierigkeiten die pauschalen, sich konsekutiv "weiterentwickelnden" Ausgangs-Aussagen bei Schäperclaus (1998 & 2018), sowie auf zweiter Ebene bei Bauer (1991) mit den gesichteten Quellen dritter und vierter Ebene und einer einfachen Übernahme in die teichwirtschaftliche Praxis als Null-Ebene in Einklang zu bringen.
Insofern können wir mit der Basis-Aussage zur Düngung ("C = P mal 100"), der wir hier (in eigener autonomer Behandlung!) nur einen rein theoretischen Wert zuschreiben, zunächst nicht wirklich etwas anfangen, daher ist es interessant weitere praktische Versuchsreihen abzuwarten, wie sie z.B. zur Zeit von Oberle u.a. (2016-2019 [heute bereits abgeschlossen, siehe Abschlussbericht!]) durchgeführt werden und stets das bei Schäperclaus (1998) benannte
"Eiserne Gesetz des Örtlichen"
Daß grundsätzlich ein höherer Kohlenstoff-Bedarf besteht, das ist nicht zuletzt auch hier für uns aber durchaus schlüssig!
...
Literatur:
Bauer, K.: Zur Bedeutung der Kohlensäure in Karpfenteichen, Österr. Fisch. 44, 49-64 (1991)
Birge, E. & Juday, C.: The Plankton - I. It´s Quantity and Chemical Composition, Wisconsin Geological and Natural History Survey, Bulletin 64 (1922)
Birge, E. & Juday, C.: Particulate and Dissolved Organic Matter in Inland Lakes, Ecological Monographs 4 (4), Pp. 440-474
Boyd, C.E.: Water Quality Management for Pond Fish Culture, Elsevier (1982)
Demoll, R.: Teichdüngung. Hb. d. Binnenfischerei Mitteleuropas, Bd. IV, 1. Lf., Schweizerbart´sche Verl.bh. (1925)
Geng, H.: Der Futterwert der natürlichen Fischnahrung, Zeitschrift f. Fischerei 23, S. 137-165 (1925)
Hsiao, S.: A Limnological Study of Erh Hai - 2. Biological Features, Journal of Animal Ecology 18, Pp. 89-99 (1949)
Krogh, A. & Berg, K.: Über die chemische Zusammensetzung des Phytoplanktons aus dem Frederiksborg-Schlosssee und Bedeutung für die Maxima der Cladoceren, Int. Rev. of Hydobiology 25, Pp. 204-219 (1931)
Krogh, A. & Lange, E.: Quantitative Untersuchungen über Plankton, Kolloide und gelöste Substanzen in dem Furesee, Int. Rev. of Hydrobiology 26, Pp. 20-53 (1932)
Maciolek, J.A.: Limnological organic analyses by quantitative dichromate oxidation. Bureau of Sport, Fisheries and Wildlife Washington, Research Report 60 (1962), Pp. 1-61
Matida, Y. & Sakurai, H.: Chemical Analysis of organic Adhesive Detritus on RIver Gravels, Jap. Soc. Sci. Fish. Bulletin 19, Pp. 31-33 (1953)
Müller, W.: Teichdüngungsversuche mit Kalk, Phosphat und ihrer Kombination in Königswartha 1957, Zeitschr. Fisch. VII, 583-593 (1958)
Schäperclaus, W. (& v. Lukowicz, M., Hrsg.), Lehrbuch der Teichwirtschaft, 5. Aufl. 2018, Ulmer Verl. / 4. Aufl, 1998 Parey Verl.
Stumm, W. in: Advances in Water Pollution Research Vol. 2, Pp. 216-230, Pergamon Press (1964)
Uhlmann, D.: Hydrobiologie - Ein Grundriß für Ingenieure und Naturwissenschaftler. 3. Aufl., Fischer (1988)
Walter, E.: Grundlagen der allgemeinen fischereilichen Produktionslehre, Hb. d. Binnenfischerei Mitteleuropas, Bd. IV, 5. Lf., Schweizerbart´sche Verl.bh. (1934)
Wunder, W.: Düngung in der Teichwirtschaft, Tellus Verl. (1956)
Weiteres:
Fischer, H.: Die teichwirtschaftliche Behandlung des Bodens, in: Fischer, H. u.a. (Hrsg.): Die Massnahmen zur Kultivierung des Bodens, Springer, 1931
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