Warum ist die Ressource "Boden" so wichtig?

Die wichtigste Voraussetzung, um nachhaltig Landwirtschaft betreiben zu können, ist der Boden, auf dem wir leben. Er übernimmt für Landwirte viele wichtige Aufgaben.

• So speichert der Boden abhängig vom Humusgehalt Nährstoffe und Wasser und gibt Nährstoffe und Wasser bei Bedarf wieder an darauf wachsende Pflanzen ab.
  • Pflanzen benötigen für ein gesundes Wachstum eine gute Nährstoffversorgung, sonst werden diese anfällig für Krankheiten und Schädlinge.
  • Boden nimmt aber auch große Mengen an Niederschlägen. So kann 1 m³ Boden abhängig von seiner Zusammensetzung und Bepflanzung bis zu 200 Liter Wasser speichern.
  • Ein Teil der Niederschläge verdunstet wieder und kühlt dadurch die Umgebung um bis zu 5°C. Pro Hektar verdunsten pro Jahr bis zu 5000 m³ Wasser. Davon profitiert das gesamte Umfeld im Umkreis von 100 m. *1
• Eine Handvoll Boden gibt zahlenmäßig mehr Lebewesen ein Zuhause als es Menschen auf der Erde gibt. Dazu gehören Regenwürmer, Kleinlebewesen, Pilze und Bakterien. Diese sind Maßgeblich an der Bildung eines gesunden Bodens beteiligt.
• Ein Spaziergang auf dem Feld oder im Wald baut nachweislich Stress ab und stärkt das Immunsystem

Ihr seht, Boden erfüllt einige grundlegende Aufgaben in der Landwirtschaft. Jedoch wird der Boden für uns Landwirte immer knapper. Landwirte stehen in Konkurrenz zu Bauprojekten und Infrastrukturprojekten. So gehen in Deutschland täglich 60 Hektar Boden verloren.

Die Urbarmachung von bisher noch nicht von der Landwirtschaft genutzten Flächen hat massive Folgen für das natürliche Ökosystem. In Deutschland gingen durch die künstliche Landgewinnung das Wattenmeer sowie Salzwiesen verloren. Des Weiteren sind in Deutschland nur noch wenige ungenutzte Flächen vorhanden und sollten dem Naturschutz zu liebe erhalten bleiben.

Auch wenn die Landgewinnung durch Eindeichung und Ablagerung von Meeressedimenten oder das Aufschütten von neuen Landmassen im Küstenschutz durchaus eine Berechtigung haben sind das keine Alternative um neue Landwirtschaftlich nutzbare Flächen zu erschaffen. Durch die Landgewinnung an Deutschland ginge das Wattenmeer sowie Salzwiesen verloren. Häufig müssen neu gewonnene Landflächen kostspielig vor Hochwasser und Erossion geschützt werden.

Aus guten Gründen ist der Beltringharder Kooges heute das letzte Landgewinnungsprojekt in Deutschland. 1987 war Deichschluss. Heute ist er das größte Vogelschutzgebiet Schleswig-Holsteins.

Wie wichtig die Ressource Boden ist zeigt auch das Bundesbodenschutzgesetz das 1998 den Bodenschutz mit in Kraft trat.

Was ist "Boden"?

Das was wir als Boden bezeichnen, ist die oberste Schicht der Erdkruste. Diese ist nur wenige Kilometer Dick und ist in Relation gesehen so Dick wie die Haut eines Pfirsischs. Boden besteht aus Luft, Wasser und Gestein. Hinzu kommen mehrere Tonnen Biomasse bestehend aus Humus, Wurzeln sowie Bodenlebewesen wie Regenwürmer und anderen Kleinstlebewesen.

Wie entsteht die Ressource Boden?

Wer im Garten etwas arbeitet, und schonmal Unkraut gejätet hat kennt das bestimmt. Alle Jahre wieder sammelt man einige Steine vom Boden auf und fragt sich woher diese kommen... Über Jahrtausende steigen Gesteine aus dem Erdinneren auf und werden durch physikalische, chemische und biologische Vorgänge verändert und verwittern langsam.

• Temperaturschwankungen

  So führen Temperaturunterschiede dazu, dass Gesteine durch ihre oberflächliche Erwärmung und Abkühlen sich an der Gesteinsoberfläche unterschiedlich ausdehnen. Es entstehen immer größere Spannungen, Risse bilden sich und das Gestein fängt langsam an zu zerfallen.

• Frostsprengung

  Wasser hat im gegensatz zu anderen Stoffen seine größte Dichte bei +4°C und dehnt sich beim gefrieren aus. In durch die Spannungen entstehenden Risse dringt Wasser ein und gefriert, dehnt sich aus und sprengt das Gestein in immer kleinere Teile.

• Reibungskräfte

  Aber auch fließende Gewässer zersetzen Gesteine. So zeigt der Grand Canyon in Colorado, USA eindrücklich,  wie der Colorado sich 1800 m tief in den Sand- und Kalkstein eingegraben hat. Aber auch der Wind trägt kontinuirlich frei liegenden Boden ab. Mit dem Wind transportiertes Gesteinsmaterial schleift an offen liegenden Gesteinen Material ab.

• durch Pflanzenwurzeln

  Pflanzenwurzeln dringen in das Gestein ein und sprengen das Gestein in immer kleiner Bestandteile. Zusätzlich löst das Wasser durch Hydration Salze aus den Gesteinen heraus und das Gestein zerfällt immer weiter.

• durch Bodenlebewesen

  Lebewesen wie Pflanzenwurzeln und Mikroorganismen tragen zur Verwitterung von Gestein bei. Diese geben bei der Atmung Kohlendioxid Co2 ab und bilden zusammen mit Wasser Kohlensäure H2CO3.

• durch Säuren

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Das so immer weiter zu Sand, Schluf und Ton zerfallende Gestein wird zuerst von Flechten besiedelt, diese sterben ab und bilden eine erste dünne Schicht Humus worauf sich die nächst größeren Pflanzen ansiedeln, diese sterben wieder ab und es steht langsam und allmählich ein gewachsener Erdboden. Diese Vorgänge geschehen sehr langsam. So braucht es 100 Jahre bis 1 cm neuer Boden entsteht.  Über dem noch festen Gestein bilden sich Schichten, die Boden Horizonte.

Die Boden Horizonte

A Horizont:

Der A Horizont ist der sogenannte Oberboden oder auch Mutterboden. Weil dieser so wertvoll ist, wird dieser beim Hausbau auch von den restlichen Erdschichten getrennt. Hier wachsen Pflanzen. Der A-Horizont enthält sehr viel organisches Material. Wird regelmäßig gedüngt und bearbeitet, ist dieser i. d. R. locker und reich an Nährstoffen und Humus. Sehr humoser Boden beginnt im Ackerbau bereits bei 4-6 % Humusanteil.

B Horizont:

Der B Horizont auch Anreicherungshorizont genannt hat eine bräunliche bis rottbraune Färbung. Der B-Horizont ist meist mit Nährstoffen angereichert. Da der B-Horizont ist häufig verdichtet, das heißt undurchlässige für Niederschläge. Es bildet sich Staunässe. werden durch auswaschungen in tiefere Bodenschichten gespült.

C Horizont:

Der Untergrund (C-Horizont), besteht aus noch unverwittertem Ausgangsmaterial oder Sedimenten, es gibt keine Pflanzenverfügbaren Nährstoffe da diese noch im Gestein gebunden sind.

Bodengefüge

Bei der Bildung von Boden entsteht ein natürliches Bodengefüge. Unter Bodengefüge versteht man den Zusammenhalt von festen Bodenbesandteilen und deren Anordnung zueinander. In der Landwirtschaft wird ein Krümelgefüge bevorzugt. So besteht ein Klumpengefüge aus Krümmelm mit einem Durchmesser von 1-2 mm und wird durch Schleim und Ausscheidungen von Mikroorganismen, Ausflockungen oder durch Verkürzung mit Ton- und Huminsäuren gebildet. Durch die Kapillaren kann Wasser zirkulieren und bleibt pflanzenverfügbar. Der Wasserkreislauf bleibt in Takt. Des Weiteren kann ein Krümelgefüge am besten von Pflanzen durchwurzelt werden. Die Bildung eines Klumpengefüges kann durch die Schaffung eines basischen Milieus durch die gabe von Kalk, die aktive Einbringung von Mikroorganismen sowie schonende Bodenbearbeitung gefördert werden. Weitere Bodengefüge sind:

Einzelkorngefüge:

Bei Einzelkorngefügen liegen die Bodenteilchen dicht beieinander. Bei sonnigen Böden führt das zu schlechter Durchlüftung, bei sandigen Böden zu schlechter Wasserspeicherung.

Klumpengefüge:

Die Bodenteilchen sind zu Klumpen von mehr als 1 cm verklebt und es entstehen Grobporen.

Bodenluft

Das Porenvolumen eines Bodens ist mit Wasser und Luft gefüllt. Je mehr Wasser das Porenvolumen enthält, desto geringer ist der Luftgehalt und umgekehrt. Die Bodenluft ist Voraussetzung für die Atmung der Pflanzenwurzeln und der Bodenlebewesen. Auch Verwitterungsvorgänge hängen von der Zusammensetzung der Bodenluft ab. Die Bodenluft unterscheidet sich von der geringeren atmosphärischen Luft durch einen und einen höheren Kohlendioxid Gehalt. Die Unterschiede kommen durch den Sauerstoffverbrauch der Pflanzenwurzeln und der Bodenlebewesen zustande. Infolge von Diffusion findet ein Gasaustausch zwischen Bodenluft und Atmosphäre statt. Diese sogenannte Bodenatmung bezeichnet den Gasaustausch, bei dem Co2 aus dem Boden heraus und Sauerstoff in den Boden hineindiffundiert. Die Bodenatmung ist von der Luftdurchlässigkeit des Bodens abhängig und wird vor Allem durch den Anteil der Grobporen bestimmt. Deswegen haben Sandböden einen guten und Tonböden einen schlechten Lufthaushalt.
Pflanzen, die den Boden intensiv durchwurzeln, benötigen eine gute Durchlüftung des Ober- und des Unterbodens. Flachwurzelnden Rasengräsern genügt dagegen eine gute Durchlüftung des Oberbodens. Einige Gehölze geben sich sogar mit dem in Wasser gelösten Sauerstoff zufrieden. Sie zeigen selbst dann noch ein gutes Wachstum, wenn das gesamte Wurzelwerk in fließendem Wasser steht. Verschlammung, Verkrustung, Bodenverdichtung oder überschüssiges Wasser vermindern die Luftkapazität ganz entscheidend. Folgen sind ein gehemmtes Pflanzenwachstum und eine gebremste Mineralisierung.

Die Verfügbarkeit von Wasser hängt stark vom Porenvolumen des Bodens ab. So können Mittelporen (0,2-10 Mikrometer) Wasser pflanzenverfügbar speichern. Grobporen ( <10 Mikrometer) bestimmen den Luftanteil und können Wasser nicht festhalten. Das Wasser versickert. Wenn genug Wasser in den oberen Bodenschichten gehalten wird bleibt der Boden im Winter länger Warm was ein gesteigertes Wachstum der darauf wachsenden Pflanzen zur Folge hat. Auch verläuft die zersezung von organischen Material schneller ab. Im Winter bleibt Boden der Wasser speichert länger Kalt. Luft hingegen kann Energie besser aufnehmen und später wieder abgeben.

Die Aufgaben der Luft im Boden sind:

• Die Bodenluft versorgt Wurzeln und Mikroorganismen mit Sauerstoff
• Die Bodenluft macht Nährstoffe Pflanzenverfügbar
• Die Bodenluft reguliert den Wasserhaushalt
• Bodenluft senkt den PH-Wert
• Ohne genügend Bodenluft kann organisches Material nicht ordentlich zersetzt werden und fängt an zu Gären oder zu faulen

Landwirte können den Gasaustausch im Boden fördern indem Sie

• regelmäßig Kalken
• organisches Material einbringen
• Nasse Flächen zum Beispiel mit Drainagen entwässern
• den Boden z.B. mit dem Pflug oder Grubber bearbeiten.

Bodenkolloide

Bodenkolloide sind Bodenteilchen, die kleiner als 0,002 mm (< 2 μm) sind. Dabei unterscheidet man zwischen Tonmineralen und Huminstoffen. Für die Aufnahme von Wasser und die Bindung von Nährstoffen sind Bodenkolloide im Boden sehr wichtig.

Warum sind die Bodenkolloide für die Bodenfruchtbarkeit sehr wichtig?

Bodenkolloide sind für die Bodenfruchtbarkeit wichtig, da diese durch ihre gigantische Oberflächenwirkung Nährstoffe und Wassermoleküle speichern können und bei Bedarf wieder abgeben. Je mehr Bodenkolloide vorhanden sind, desto mehr Nährstoffe und Wasser gespeichert werden.

Was versteht man unter der Pufferung eines Bodens?

Unter Pufferung des Bodens versteht man die Einlagerung von Nährstoffen und Wasser. Bei zu geringer Nährstoff bzw. Ionenkonzentration werden diese wieder Abgegeben, Diffundieren in die Bodenlösung.

Welche beiden Faktoren bestimmen die Pufferkapazität eines Bodens?

Der Ton und der Humusgehalt bestimmt die Pufferkapazität des Bodens. Je höher dieser ist desto höher ist seine Pufferkapazität.

Fast alle Verwitterungsvorgänge, mit denen die Bodenbildung beginnt, sind an das Vorhandensein von Wasser gebunden. Das Wasser ist außerdem für das Pflanzenwachstum sehr wichtig.

Quellen

https://www.bodenwelten.de/content/boden-als-klimaanlage-kuehlungsfunktion Information über die Kühlende Leistung des Bodens, zuletzt besucht am 07.01.2024

https://www.lw-heute.de/-quadratmeter-loessboden-speichert-200-liter-wasser Information über die Wasser-Speicherkapazität eines Bodens

https://www.lfl.bayern.de/iab/boden/031125/#:~:text=Speichern%20von%20N%C3%A4hrstoffen&text=Durch%20mikrobiellen%20Abbau%20der%20Humusbestandteile,Nahrungsquelle%20f%C3%BCr%20Bodenmikroorganismen%20und%20Bodentiere. Information über den Nährstoffspeicher Boden, zuletzt besucht am : 07.01.2024

https://hypersoil.uni-muenster.de/0/06/03.htm Information über die Zusammensetzung des organischen Teils, zuletzt besucht am 02.01.2024

https://hypersoil.uni-muenster.de/1/01/pdf/Boden/3_04A-C.pdf PDF Datei mit den Aufgaben von Bodenlebewesen, zuletzt besucht am 02.01.2024