Organic C levels of Ap horizons in North German Pleistocene sands as influenced by climate, texture, and history of land-use

We evaluated the contents of organic carbon (Corg) of Ap horizons from 11 North German study areas along a Southeast to Northwest precipitation gradient with respect to their general levels and as related to C : N ratio, soil texture (clay content), bulk soil density, climate, and historical land-use since 1780. The focus was on sandy soils, with the largest group of samples originating from 308 km2 of the Fuhrberg catchment north of Hannover/Lower Saxony. Data from loess areas were used for comparisons. Major aims were (1) to quantify current Corg stocks, (2) to provide data on site-specific, steady-state Corg levels in old arable soils, and (3) to identify the main controls of Corg levels in the studied sands. The mean Corg content in sandy, well-drained, old Ap horizons (uplands, > 200 years under cultivation, near steady-state) increased with precipitation from 0,8% Corg im sudostlichsten Gebiet (530 mm Niederschlag) bis auf uber 2,5% in Nordwesten (825 mm). Tieflandboden mit ehemals hohem Grundwasser (seit 40 Jahren grundwasserfern) lagen im Mittel um etwa 0,3% Corg hoher. Sande mit sehr geringen Tongehalten haben zum Teil wesentlich hohere C-Gehalte als die zum Vergleich herangezogenen Losse. Selbst Feuchtschwarzerden und erst recht typische Schwarzerden werden im Corg-Niveau von den Sandboden des Nordwestens ubertroffen. Der Faktor ,Ton‘ hat daher geringen Prognosewert fur das standorttypische Corg-Niveau. Als mogliche Ursache fur die hohen Corg-Gehalte diskutieren wir hohe Hintergrundwerte refraktarer organischer Substanz, die nicht durch Assoziation an Mineralpartikeln, sondern an sich stabil ist. Steigende Corg-Gehalte nach Nordwesten erklaren sich dann durch die Zunahme der Faktoren Verheidung, Plaggendungung, Podsolierung und ehemalige Grundnasse, wodurch solche Substanzen in den Boden angereichert sein konnen. Ferner wurden jungere Ackerstandorte untersucht, die aus Wald, Heide und vor allem Grunland hervorgegangen waren. Diese haben heute im Mittel Corg-Gehalte oberhalb des bereits hohen Niveaus der Altacker. Nach Grunlandumbruch werden ca. 100 Jahre bis zum Erreichen eines neuen, ackertypischen Corg-Gleichgewichtes benotigt, das aktuell aber wesentlich hoher liegt, als es Sanden ublicherweise zugeschrieben wird. Eine wesentliche Schlussfolgerung ist, dass die Mechanismen der Stabilisierung von organischer Substanz in Sanden naher betrachtet werden sollten, denn die Mengen dieser stabilen Fraktion sind bedeutsam.