Titel: Pelletier, über den Einfluß der Erden auf den Vegetationsproceß.
Autor: Pelletier, Joseph
Fundstelle: 1838, Band 70, Nr. LXVIII. (S. 304–311)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj070/ar070068

LXVIII. Ueber den Einfluß, welchen die Erden auf den Vegetationsproceß ausüben. Von J. Pelletier.

Aus dem Journal de Pharmacie, Mai 1838.

Die Erde ist die Trägerin und Nährerin der Pflanze, und aus ihr schöpft sie mittelst der Wurzeln einen Theil ihrer Nahrung. An diese eben so klare als einfache Thatsache knüpfen sich aber verwikeltere Fragen, die vom größten Interesse für die Physiologie und die Agricultur sind. Ehe ich diejenige dieser Fragen, welche mich zunächst beschäftigt hat, auseinanderseze, will ich an einige Thatsachen erinnern, die mir zum Verständniß derselben erforderlich zu seyn scheinen.

Die Erde ist kein Element. Ihre äußere Schicht, welche die Pflanzenwelt trägt, ist aus mehreren Metalloxyden, Kieselerde, Thonerde, Kalk zusammengesezt, wozu oft noch Bittererde und Eisenoxyd kommen. Außerdem enthält sie nothwendigerweise die Ueberreste der zerstörten Organismen. So zusammengesezt ist sie unter dem Einflusse der Luft, des Wassers und der Imponderabilien ganz geeignet zur Entwiklung der Keime und zum Gedeihen der wachsenden Pflanzen.

Die Nothwendigkeit der Gegenwart einer organischen Materie, um eine im höchsten Grade mit der pflanzennährenden Eigenschaft begabte Erde zu bilden, ist außer Zweifel. Vergebens suchte Tull 1773 zu beweisen, daß fein zertheilte erdige Stoffe die einzige Nahrung der Pflanzen ausmachten. Duhamel erwies die Unrichtigkeit dieser Ansicht.

Wenn es aber auch gewiß ist, daß die Gegenwart organischer Materie eine Bedingung der Fruchtbarkeit ist, so kann man doch fragen, ob diese Gegenwart eine so wesentliche Bedingung sey, daß eine Pflanze in einer gänzlich von organischer Substanz freien Erde, auch bei dem Zusammenwirken anderer günstiger Umstände, namentlich der Gegenwart von Wasser und Kohlensäure, gar nicht zu vegetiren vermöchte.

Zahlreiche Versuche sind zur Entscheidung dieser Frage angestellt |305| worden. Einige derselben widersprechen sich; die Mehrzahl derselben verdiente wegen des hohen Interesses, welches sich daran knüpft, mit Sorgfalt erörtert und wiederholt zu werden. Aber eine andere nicht minder wichtige Frage, die, wie es uns scheint, zuvor behandelt werden muß, ist die: welchen Einfluß haben die Erden selbst auf den Act der Vegetation? Diese Frage will ich zunächst zu beantworten suchen.

Der Akerboden muß als ein Gemenge mehrerer Erden (Metalloxyde) betrachtet werden. Alle fruchtbaren Bodenarten, sagt Chaptal, bestehen aus Kieselerde, Kalk und Thonerde, und zur Stüze dieser Ansicht führt er eine große Zahl von Analysen an.

Davy bestätigt dieß durch die in seiner Agriculturchemie mitgetheilten Thatsachen, und in der That bestand keine Bodenart aus einer einzigen Erde, ja nicht einmal aus zweien, wie etwa Kalk und Kieselerde, Kieselerde und Thonerde, Thonerde und Kalk. An einer anderen Stelle führt Chaptal Folgendes an: „Das Gemenge von Kieselerde und Thonerde bildet die Grundlage eines guten Bodens; wenn aber der Boden alle wünschenswerthen guten Eigenschaften besizen soll, so bedarf es gewisser Proportionen in dem Gemenge, Proportionen, welche die Analyse der besten Bodenarten kennen gelehrt hat. Betrachtet man die Analyse der minder fruchtbaren Bodenarten, so sieht man, daß die Fruchtbarkeit in dem Verhältnisse abnimmt, als die eine oder die andere der drei hauptsächlichen Erden vorwaltet, und daß sie fast Null wird, wenn das Gemenge nur noch die Eigenschaften einer einzigen derselben besizt.

Eine gewisse Complication der Zusammensezung des Bodens ist demnach im Allgemeinen eine Bedingung der Fruchtbarkeit. Die fruchtbare Erde, welche man in den Thalgründen findet und die durch die vollständige allmähliche Zersezung der Urgebirgsarten entsteht, ist im Allgemeinen von vortrefflicher Beschaffenheit. Man weiß aber, daß der Granit, aus Quarz, Feldspath, Glimmer, bisweilen auch Hornblende bestehend, durch seine Zersezung eine aus Kieselerde, Kalk, Thonerde, etwas Bittererde und bisweilen Kali bestehende Erde liefern muß, Die von der Zersezung einfacherer Gesteine herrührende Erde dagegen, z.B. des kieselhaltigen Kalksteins, sind leichter und nur für wenige Arten des Anbaues günstig; sie verlangen nach Chaptal Düngung und fördern nur unter nassen Himmelsstrichen die Vegetation. Die aus der Zersezung der Trappanen und Basalte, die eine complicirte Zusammensezung haben, entstehende Erde ist dagegen sehr fruchtbar.

Die Flüsse, sagt Chaptal ferner, nehmen in ihrem Laufe andere Wässer auf, welche die von ihnen fortgeschwemmten erdigen |306| Substanzen mit dem Schlamme der ersteren mengen. Es ist bisweilen der Fall, daß das Schlammgemenge zweier Flüsse einen fruchtbareren Boden bildet, als das der beiden einzelnen Flüsse.

Dieß ist also ein Beweis, daß eine Erde, abgesehen von der organischen Substanz, um so fruchtbarer ist, je complicirter ihre Zusammensezung ist.

Suchen wir nach der Ursache dieser Erscheinung, so finden wir bei den Schriftstellern nur unsichere und zweifelnde Erklärungen, die meisten begnügen sich sogar mit der bloßen Angabe der Thatsache.

Die Agronomen, welche sich mit der Theorie beschäftigt haben, scheinen die Ursache der Fruchtbarkeit mehr in der physischen Beschaffenheit als in der chemischen Zusammensezung zu suchen. So schreibt Davy, nachdem er beobachtet hatte, daß verschiedene Bodenarten die Feuchtigkeit der Atmosphäre mit ungleicher Energie anziehen, und indem er zu bemerken glaubte, daß die Erdarten, welche das meiste hygrometrische Wasser anziehen, die fruchtbarsten wären, der hygroskopischen Beschaffenheit die wichtigste Rolle bei der Fruchtbarkeit des Bodens zu. Aber Davy hat nicht dargethan, daß die hygrometrische Eigenschaft eines Bodens immer im Verhältnisse zu seiner Zusammensezung stehe.

Wenn die hygroskopische Beschaffenheit die vorzüglichste Ursache der Fruchtbarkeit der Bodenarten wäre (immer abgesehen von den organischen Substanzen, welche als Dünger dienen), so würde man nicht einsehen, warum die Vereinigung der drei vorher genannten Erden zur Bildung eines Bodens von bester Beschaffenheit nöthig wäre. In der That, eine gewisse Menge Thonerde in einem übrigens ganz kieselerdigen oder kalkigen Boden, ein gewisses Verhältniß zwischen den feinen und groben sandigen Theilen des Bodens würde die hygroskopische Beschaffenheit und damit die Fruchtbarkeit herstellen. Aber dieses wird durch keine Thatsache bestätigt.

Die hygroskopische Beschaffenheit eines ternär zusammengesezten Bodens kann wohl ein Element der Fruchtbarkeit, aber bloß ein secundäres, der chemischen Zusammensezung untergeordnetes Element seyn.

Die Eigenschaft der Bodenarten, durch die Sonnenstrahlen mehr oder weniger erhizt zu werden, eine Eigenschaft, von welcher Davy ebenfalls glaubte, daß sie im Verhältnisse zu ihrer Fruchtbarkeit stehe, scheint mir gleichfalls nur eine secundäre Ursache zu seyn. Uebrigens handelte es sich bei den von Davy angeführten Fällen um Bodenarten, die durch Humus schwarz gefärbt waren, und Davy hat nicht genug Rüksicht auf den Einfluß des Humus als Dünger genommen.

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Mir scheint es, daß das Gemenge der verschiedenen Erden, welche den Boden bilden, auf die Vegetation wirkt und die Fruchtbarkeit befördert, vermöge einer elektro-chemischen Kraft, deren Wirkung in sehr vielen anderen Fällen erkannt, hier aber noch nicht berüksichtigt worden ist. Es ist Thatsache, obwohl man dieselbe bis jezt nicht gewürdigt hat, daß die Kieselerde, Thonerde und der Kalk, welche in eine gute fruchttragende Erde eingehen, nicht mit einander chemisch verbunden, sondern bloß mit einander gemengt seyn müssen (der Kalk als kohlensaurer). Ein dreifaches Kalk- oder Thonerdesilicat, in welchem die Kieselerde, Thonerde und Kalkerde in dem Verhältnisse enthalten wären, welches die beste Akererde gibt, könnte selbst in der günstigsten Zertheilung keine wesentlich fruchtbare Erde geben. Wenn in einer fruchtbaren Erde, die aus einem Gemenge von Kieselerde, Thonerde und Kalk bestände, die Verbindung der drei Oxyde plözlich erfolgte, so würde der Boden kalt und unfruchtbar werden. Nun ist es aber gewiß, daß in einem Gemenge von Kieselerde, Thonerde und Kalk eine Kraft vorhanden ist, vermöge deren diese Substanzen sich zu verbinden streben. Die Kieselerde und Thonerde sind im Verhältnisse zum Kalk elektro-negative Körper und bei Anwesenheit derselben muß der Kalk die entgegengesezte Elektricität annehmen. Je nachdem äußere Bewegungen und fremde Ursachen die Theilchen des Bodens einander nähern oder von einander entfernen und sie auf verschiedene Weise gruppiren, werden sich elektrische Säulen bilden, es werden Entladungen Statt finden und die Erde wird so zu sagen belebt werden. Die elektrische Flüssigkeit, welche sie durchströmt, wird auf die Oeffnungen der Wurzelfasern einen Reiz ausüben, das Spiel der Organe anregen und die Absorption der Nahrungssäfte wird vor sich gehen. Die mit Feuchtigkeit imprägnirten Würzelchen und Wurzelfasern werden auf solche Weise zu Leitern, welche die Elektricität der Pflanze zuführen, die gewiß eben so nothwendig für das Leben ist, als das Licht und die Wärme.

Das Verdienst einer Theorie besteht darin, daß sie die beobachteten Thatsachen erklärt, daß sie vorauszusehen gestattet, was unter gewissen Umständen eintreten wird, und daß sie im Voraus diejenigen Umstände anzugeben gestattet, die man herbeiführen müßte, um eine günstige Anwendung u.s.w. davon zu machen.

Untersuchen wir, ob die von mir vorgeschlagene Theorie diese Bedingungen erfüllt.

Es sey eine kreidehaltige Erde gegeben. Um sie zu verbessern, mengt man sie mit thonhaltigem Mergel, dem vorwaltenden Kalk sezt man Kieselerde und Thonerde zu. Dem positiven Elemente, das allein vorhanden war, wird das fehlende negative zugesezt.

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Man könnte sagen, die Kreide sey so compact, daß die Wurzeln sie nicht zu durchdringen vermöchten, oder so zerklüftet, daß das Wasser wie durch ein Sieb hindurchginge, und daß die Mergelung den Zwek habe, durch Veränderung ihrer physischen Constitution diese Beschaffenheit zu verändern.

Wenn aber der Mergel dazu diente, die Kreide zu zertheilen, um ihre physische Beschaffenheit zu verändern, so würde ein mehr oder weniger grober Kalksand diesen Zwek erfüllen, und doch ist es noch Niemanden in den Sinn gekommen, die Kreide durch Kalkstein verbessern zu wollen, während Godin v. St. Memin eine vortreffliche Vegetation mittelst eines Gemenges von Kreide von Meudon und Haidesand erzeugte.

Auf einem Chaptal zugehörigen Grundstüke war der thonige Boden wenig fruchtbar, unter demselben lag eine Schicht schwärzlicher Erde. Chaptal ließ, dießmal auf empirische Weise verfahrend, den Boden tief akern und die beiden Schichten mengen. Gegen seine Erwartung wurde der Boden dadurch noch unfruchtbarer. Erst im fünften Jahre erlangte der Boden die frühere Fruchtbarkeit wieder, nachdem alles Eisen zu Oxyd geworden und die früher schwärzliche Erde tief gelb geworden war. Chaptal fragt dabei, ob das schwarze Oxyd an sich der Vegetation nachtheilig sey oder es durch Entziehung von Sauerstoff werde.

Nach unserer Theorie erklärt sich die Thatsache, und man hätte sie voraussehen können. Das schwarze Eisenoxyd ist bekanntlich eine Verbindung von Oxydul und Oxydoxydul, welche Körper indifferent gegen Kieselerde und Thonerde sind. Der Luft ausgesezt, zersezt sich die Verbindung und das Eisen geht in Oxyd über, welches fähig ist, sich mit der Kieselerde und Thonerde zu verbinden. Unter ähnlichen Umständen darf man also die Schichten nie mengen, weil man 5 Jahre verlor, um zu einem sehr gewöhnlichen Resultate zu kommen.

Die angenommene Theorie läßt sich auch sehr gut auf die Mergelung anwenden. Der Mergel ist kein einfaches Gemenge von Kieselerde und Thonerde mit kohlensaurem Kalk. Der Mergel hat Kalk- und Thonsilicate zur Grundlage, und einige Mineralogen betrachten ihn sogar als oryktognostische Species. Dieß ist der Grund, weßhalb die Pflanzen in einem Mergel, welcher der Luft nicht lange ausgesezt gewesen ist, nicht vegetiren können, selbst wenn Kieselerde, Thonerde und Kalk sich in dem Verhältnisse einer guten Akererde darin finden. Beim Liegen an der Luft zerstört die Kohlensäure die Verbindung zwischen den Erden und dann, aber auch nur dann erst, ist der Mergel zur Verbesserung des Bodens geeignet. Waltet dann |309| das negative Element vor, wie in den Thonmergeln, so ist er vortrefflich für kalkhaltigen Boden, ist dagegen das positive vorherrschend, wie in den Kalkmergeln, so eignet er sich für thonig-sandigen Boden.60)

Man hat wahrgenommen, daß die Salze der Erden und Alkalien, welche in gewisser Menge den Pflanzen nachtheilig sind, in kleinen Quantitäten einen günstigen Erfolg hervorbringen. Die Chemiker und Agronomen haben zu ermitteln gesucht, wie hier die Salze wirken. Einige glaubten, daß es mit gewissen Salzen bei den Pflanzen wie mit gewissen Nahrungsmitteln bei den Thieren sey und daß die Salze und selbst die Erden als Nahrungsmittel aufgenommen würden; andere dagegen glaubten, daß jene Substanzen bloß als Reizmittel im Acte der Vegetation wirkten. Ohne zu läugnen, daß die erdigen Substanzen in die Masse der Vegetabilien übergehen können, um ihrem Baue Festigkeit zu geben, wie der phosphorsaure Kalk in den Knochen der Thiere, muß ich doch bemerken, daß die Gegenwart dieses oder jenes Salzes, mit wenigen Ausnahmen, nicht absolut nothwendig für die Vegetation ist. Die Boragineen und der Salat zum Beispiel, deren Extracte sehr viel Salpeter enthalten, wenn sie auf gedüngtem Boden wachsen, enthalten kaum merkliche Mengen davon, wenn sie ohne Düngung gebaut worden sind. Ich möchte deßhalb lieber die Meinung der Physiologen annehmen, welche mit Decandolle glauben, daß die Salze bloß als Reizmittel wirken. Da aber jene vagen Erklärungen, die in bloßen Worten bestehen, in den Wissenschaften nicht zulässig sind, so verstehe ich hier unter Reiz das außerordentliche Leitungsvermögen für die Elektricität, welches schon eine kleine Menge Salz dem Wasser ertheilt. Auf diese Weise scheint mir der Salpeter bei der Vegetation zu wirken, die er so außerordentlich begünstigt. So wirkt wahrscheinlich auch der Gyps, indem er das Wasser leitend macht für Elektricität, obgleich hier die Wirkungen complicirter zu seyn und eine directe Untersuchung zu verdienen scheinen.

Wir haben bis jezt den Kalk im freien Zustande angenommen, wo von Gemengen von Kieselerde, Thonerde und Kalk die Rede war, welche die Bodenarten bilden. Der Kalk ist aber in kohlensaurem Zustande. Dieß ändert jedoch wesentlich nichts, da er auch so sich elektro-positiv gegen Kieselerde und Thonerde verhält. Dieser Umstand |310| gestattet, eine wichtige Thatsache aus der Pflanzenphysiologie zu erklären. Der Kohlenstoff der Pflanzen wird zum größten Theil, wo nicht ganz, durch die Zersezung der Kohlensäure erzeugt, welche sie nicht bloß aus der Luft, sondern auch aus dem Boden aufnehmen, wie Decandolle glaubt. Diese vom Boden dargebotene Kohlensäure scheint in die Pflanzen im Entstehungsmomente überzugehen, wahrscheinlich in der Feuchtigkeit des Bodens aufgelöst. So wird sie von den Würzelchen aufgenommen und steigt mit den Säften auf. Aber wie bildet sich diese Kohlensäure? Man begreift, daß in gedüngtem Boden, daß in den oberen Schichten, welche die Luft durchdringen kann, sich Kohlensäure durch die Reaction des Sauerstoffes auf die organischen Reste bilden muß; aber wie erzeugt sich die Kohlensäure in den großen Tiefen, bis zu denen die Wurzeln der Eichen, Cedern u.s.w. dringen? Wie können der Sauerstoff der Luft und die organischen Substanzen bis dahin eindringen? Nach unserer Theorie ist die Erklärung leicht. Die Kohlensäure erzeugt sich aus dem kohlensauren Kalke, auf welchen die Kieselerde und Thonerde eine fortwährende langsame Wirkung ausüben, um damit Silicate zu bilden.61)

So würde demnach die Kieselerde in gewissen Tiefen und unter Umständen, die noch wenig bekannt sind, den kohlensauren Kalk zersezen, während an der Oberfläche der Erde und unter dem Einflusse der äußeren Agentien die Silicate wieder durch die Kohlensäure zersezt werden würden, welche durch die Reaction des Sauerstoffs auf die organischen Reste entsteht.

Dieser lezte Saz meiner Theorie, die Zersezung der Silicate durch die äußeren Agentien und vorzüglich durch die Kohlensäure, kann nicht in Zweifel gezogen werden. Er ist von Becquerel unter Umständen erwiesen worden, wo die Cohäsionskraft sich dieser Zersezung noch mehr entgegenzustellen schien, ich meine bei der Zersezung des Feldspathes im Granit und der Bildung des Kaolins.

Die Zersezung des kohlensauren Kalkes durch die Kieselerde im Innern der Erde stüzt sich gleichfalls auf Beobachtungen und Erfahrungen. Wenn man bei der Analyse einer Akererde den groben Kieselsand durch Schlämmen abgesondert und den kohlensauren Kalk durch verdünnte Säuren entfernt hat, so findet man, daß die fein |311| zertheilte Substanz, welche der Wirkung der Säuren widerstanden hat, weder Thonerde, wie Chaptal meint, noch Kieselerde, nach der Meinung Anderer, ist, sondern daß sie vorzüglich aus wahren Kalk-, Thonerde- und Eisenoxydsilicaten besteht.

Man könnte zwar einwerfen, daß diese Silicate vor aller Vegetation vorhanden gewesen seyen und daß es directer Beweise bedürfe, um darzuthun, daß sie neuester Bildung seyen und sich noch täglich erzeugten. In lezterer Beziehung aber berufe ich mich auf die schönen Untersuchungen Becquerel's und die Mineralien, welche er künstlich im Laboratorium dargestellt hat, mit allen Charakteren der natürlichen, sowie auf die künstliche Bildung des Feldspathes durch Cagniard de Latour.

Endlich könnte man meiner Theorie noch einen Einwurf machen. Wenn die gemengten Erden vermöge elektro-chemischer Kräfte wirken, weßhalb sind dann drei Erden erforderlich? Würden nicht Kieselerde und Kalk, oder Kalk und Thonerde hinreichen, um in jedem Elemente des Gemenges einen Zustand entgegengesezter Elektricität hervorzubringen? Auch auf diesen Einwand läßt sich durch Thatsachen antworten, die allen Mineralogen bekannt sind. Es ist gewiß, daß die binären Silicate seltener in der Natur vorkommen als die ternären und daß ihre Masse weit unbeträchtlicher ist. Die Kieselerde hat also mehr Neigung, sich mit Kalk und Thonerde zugleich als mit jeder dieser Erden einzeln zu verbinden. Hiedurch begreift man, wie die Vereinigung der drei Erden nothwendig wird, um einen Boden von der größten Fruchtbarkeit zu erzeugen. Ich werde diese Ideen später durch directe Versuche prüfen.

|309|

So eben habe ich in Erfahrung gebracht, daß ein äußerst fruchtbarer Urboden auf Cuba, der jährlich, ohne gedüngt zu werden, bis zu vier Zukerrohrernten lieferte, aus kohlensaurem Kalk und Raseneisenstein (Eisenoxyd, wahrscheinlich mit Kieselerde und Thonerde) bestehe. Ich werde denselben analysiren. Diese Zusammensezung entspricht meiner Theorie. Das Eisenoxyd würde die Stelle der nur in geringer Menge vorhandenen Kieselerde ersezen.

A. d. O.

|310|

Die thierischen Düngerarten scheinen zur Zersezung der Silicate beizutragen, nicht bloß durch die Kohlensäure, welche sie in Folge der Absorption von Sauerstoff bilden, sondern auch, indem sie Substanzen, wie die fetten Säuren, erzeugen, die ein Bestreben haben, sich mit dem Kalke zu verbinden und die Kieselerde auszuscheiden. Raspail scheint die kieseligen Versteinerungen, welche man in der Kreide findet, sehr glüklich durch die Einwirkung der verschütteten Thiere auf den kieselhaltigen Kalkstein erklärt zu haben.

A. d. O.

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