Effect of wood ash on soil chemistry of a pine stand in Northern Germany

Addition of wood ash to acid soils will affect the soil chemistry of forests in a number of ways which were assessed for a pine stand in northern Germany. A field experiment was carried out in a fifty-year old pine stand on a sandy Podzol at Fuhrberg (Luneburger Heide, Lower Saxony/Germany) which involved depositing wood ash (2.4 t ha—1) on the surface. Soil solution chemistry was investigated monthly at different depths for 24 months. Prior to and 19 months after the ash addition, exchangeable cations and amounts of heavy metals were determined at different depths. Two to four months after addition of wood ash, maximum mean concentrations in the soil solution of Ca were 240 μmol l—1 at 0 cm (surface of mineral soil) and 100 μmol l—1 at 100 cm and of K 980 μmol l—1 and 140 μmol l—1, respectively. The pH values in soil solutions dropped temporarily by 0.3 units at 0 and 10 cm depth. Nitrate concentrations increased at all depths and maximum mean concentration was 230 μmol l—1 at 100 cm. Concentrations of Pb and Cr in soil solution did not change significantly (p < 0.05) after ash addition. Concentrations of Cd and Zn increased significantly at some depths but stayed well below the legal limit for drinking water and below the limits given by the German recommendation for soil conservation. Nineteen months after ash addition, the cation exchange capacity (corrected for the release of cations from the ash) of the upper 6 cm of the organic layer was almost doubled and amounts of exchangeable Ca and Mg increased significantly in the upper 8 cm of the organic layer. Amounts of Zn were increased in the entire organic layer, but changes were significant only in the upper 4 cm. The results of this study suggest that ash from untreated wood (using modest additions) may be recommended for amelioration of forest soils. Einfluss von Holzasche auf die Bodenchemie bei einem Kiefernbestand in Norddeutschland Ausbringung von Holzasche auf saure Boden beeinflusst die Bodenchemie von Waldern vielfaltig, welches fur einen Kiefernbestand in Norddeutschland untersucht wurde. Ein Feldexperiment wurde in einem funfzigjahrigen Bestand auf einem sandigen Podsol bei Fuhrberg (Luneburger Heide) durchgefuhrt, wobei Holzasche (2,4 t ha—1) oberflachlich ausgebracht wurde. Die Zusammensetzung der Bodenlosung wurde monatlich in verschiedenen Tiefenstufen fur 24 Monate untersucht. Vor und 19 Monate nach der Ascheausbringung wurden die austauschbaren Kationen und Schwermetallvorrate in verschiedenen Tiefenstufen untersucht. Zwei bis vier Monate nach der Aschegabe wurden maximale mittlere Konzentrationen von Ca (240 μmol l—1 in 0 cm und 100 μmol l—1 in 100 cm) und K (980 μmol l—1 in 0 cm und 140 μmol l—1 in 100 cm) gefunden. Die pH-Werte der Bodenlosung nahmen temporar um 0,3 Einheiten in 0 und 10 cm ab. Die Nitratkonzentrationen nahmen in allen Tiefen zu, und die maximale mittlere Konzentration war 230 μmol l—1 in 100 cm. Die Konzentrationen an Pb und Cr in der Bodenlosung anderten sich nicht signifikant (p < 0.05) nach der Aschegabe. Signifikante Zunahmen wurden fur die Zn- und Cd-Konzentrationen in einigen Tiefen gefunden, aber die Werte waren erheblich niedriger als der Grenzwert fur Trinkwasser bzw. als die Empfehlung nach der Bodenschutzverordnung. 19 Monate nach der Aschegabe war die Kationenaustauschkapazitat (bei Berucksichtigung der Kationenfreisetzung der Asche) in den oberen 6 cm der Auflage annahernd verdoppelt und die Mengen an austauschbarem Ca und Mg waren in den oberen 8 cm der Auflage signifikant erhoht. Die Zn-Vorrate nahmen in der gesamten Auflage zu, signifikant aber nur in den oberen 4 cm. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Asche von unbehandeltem Holz (bei Verwendung masiger Dosen) geeignet zur Amelioration von Waldboden sein kann.