Warum ist der Boden so fruchtbar?

Die Bodenfruchtbarkeit ist ein zentraler Begriff in der Bodenkunde und beschreibt ein komplexes Zusammenspiel mineralischer, physikalischer, chemischer und biologischer Bodeneigenschaften sowie Prozesse, die das Pflanzenwachstum und die Biomasseproduktion beeinflussen. Sie ist ein Indikator für die Effektivität der übrigen Wachstumsfaktoren am Standort einer Pflanze, wie Relief, Klima, Wasser und landwirtschaftliche Maßnahmen.

Allerdings gibt es auch vom Menschen verursachte Faktoren, die sich negativ auf die Bodenfruchtbarkeit auswirken. Dazu zählen zahlreiche Formen der Bodennutzung. Besonders gravierende Auswirkungen haben dabei der Städte- und Wohnungsbau sowie das Errichten von Verkehrsinfrastruktur, die im Allgemeinen als Siedlungs- und Verkehrsflächen bezeichnet werden und in den meisten Fällen mit Flächenversiegelung einhergehen. Kenntnisse über konstante, labile und variable leistungsbegrenzende Bodeneigenschaften ermöglichen Aussagen über die Ertragssicherheit und witterungsbedingte Ertragsschwankungen.

Die Bodenfruchtbarkeit ist - unabhängig von ihrer Komplexität und ihrer Stellung in Schema der partiell komplexbezogenen Prozessstrukturen der Biomassebildung - ein fundamentaler Begriff der Bodenkunde. Nach dem synökologischen Forschungsansatz werden Stellung und Bedeutung des Bodens als Teil einer Biogeozönose bzw. auf Ebene des Ökosystems untersucht. Das bedeutet, dass Flora und Fauna als „Partner“ des Erdbodens in die Analyse einbezogen werden.

Die Zusammensetzung und Struktur des Bodens

Böden bestehen neben der festen Bodensubstanz zu einem größeren Teil aus Hohlräumen, dem sogenannten Porensystem, das Wasser und Luft enthält. Dieses Porensystem ist weit verzweigt und untergliedert sich in Grob-, Mittel- und Feinporen. Wasser wird entgegen der Schwerkraft in diesem Porensystem im Boden gehalten. Das gesamte Porenvolumen stellt den potenziellen Wasserspeicher dar, dessen Größe von der Bodenart abhängt:

• Grobkörnige Böden (Sand): ca. 40 Vol. % Porenvolumen
• Feinkörnige Böden (Schluff, Lehm, Ton): ca. 60 Vol. % Porenvolumen

Je nach Niederschlagssumme ist das Porensystem zu einem bestimmten Prozentsatz gefüllt. Die Feldkapazität (FK) ist eine Messgröße dafür. Pro effektiver Durchwurzelungstiefe von 10 cm weist ein Boden 100 Liter/m² Gesamtvolumen auf. Bei einem lehmigen Standort mit einem Porenvolumen von 60 Vol. % sind das 480 Liter/m² Feldkapazität - also ein potenzieller Wasserspeicher.

Da Pflanzen Wasser jedoch hauptsächlich aus den Mittelporen entnehmen können (in den Feinporen ist es zu fest eingeschlossen als Totwasser und in den Grobporen wird es nur kurzzeitig gespeichert), ist nicht das gesamte Wasser der Feldkapazität pflanzenverfügbar. Die nutzbare Feldkapazität (nFK) ist daher kleiner als die FK. Je nach Bodenart kann man als nFK annehmen:

• Sand: ca. 8-10 Vol. %
• Ton: ca. 10-12 Vol. %
• Schluff: ca. 18-20 Vol. %

Als Beispiel hat der lehmige Standort mit etwa gleichen Anteilen Sand, Schluff und Ton etwa 16 Vol. % nFK. Bei einer effektiven Durchwurzelungstiefe von 80 Zentimetern sind das 128 Liter pflanzenverfügbares Wasser pro Quadratmeter (8 x 100 x 0,16).

Möchte man das Wasserpotenzial eines Standorts bestimmen, kann man gegenrechnen: Ein wachsender Pflanzenbestand verdunstet pro Tag drei bis fünf Liter/m² über Boden- und Pflanzenoberfläche. Ist der Wasserspeicher des Bodens voll aufgefüllt, kann eine Trockenphase von 32 Tagen kompensiert werden, bevor mit stärkeren Ertragseinbußen zu rechnen ist (128 Liter / 4 Liter/Tag = 32 Tage).

Das Wasserspeicherpotenzial ist ein wesentlicher Aspekt der Bodenfruchtbarkeit, der durch den Landwirt beeinflusst werden kann. Eine Steigerung des Humusgehaltes um 1 % erhöht die nFK ebenfalls um 1 Vol. %. Mehr Humus führt zu einer besseren, stabileren Bodengare, wodurch mehr potenzielle Hohlräume zur Wasserspeicherung gebildet werden. Im Gegenzug können sich Bewirtschaftungsmaßnahmen auch negativ auswirken: Verdichtungen schmälern beispielsweise das Porensystem, wodurch weniger pflanzenverfügbares Wasser gespeichert werden kann und der Lufthaushalt und damit die Versorgung des Bodenlebens mit Sauerstoff gestört wird.

Das Bodenleben: Ein unterschätzter Faktor

Gesunde Böden sind nicht nur unsere Lebensgrundlage, sondern auch ein wichtiger Faktor für den Klimaschutz. Boden besteht aus mineralischen und organischen Teilen, aus Luft und Wasser. Je nachdem, wie gut diese vier Bereiche zusammenarbeiten, ist er mehr oder weniger fruchtbar. Abhängig vom mineralischen Ausgangsgestein unterscheiden sich Böden in ihrer chemischen Zusammensetzung - so gibt es zum Beispiel kalkige oder saure Böden.

Der organische Teil im Boden setzt sich aus lebendigen und toten Materialien zusammen. Dazu gehören die unterirdischen Organe der Pflanzen, mit ihren lebendigen und abgestorbenen Wurzeln, genauso wie herabfallende Pflanzenteile auf der Erdoberfläche. Diese werden wiederum von den Bodentieren eingearbeitet und bilden letztendlich als tote, organische Substanz den Humus. Bodentiere und Mikroorganismen können ebenfalls lebend und tot sein. Gewichtsmäßig machen Pilze und Bakterien den größten Teil der Bodenlebewesen im Erdreich aus. Man kann sagen, der Boden ist das größte Lebewesen der Welt - seine dünne und empfindliche Haut.

Schon in einem Esslöffel Boden stecken mehr Lebewesen, als es Menschen auf unserem Planeten gibt. Das sind viele Tonnen Bodenorganismen pro Hektar, die unterirdisch arbeiten. Wasserspeicherung, Nährstoffmobilisierung oder Luftverteilung sind wichtige Bodenfunktionen, die durch das Bodenleben aufrechterhalten werden.

Warum ist es wichtig, die Tiere unter dem Boden zu ernähren?

Es ist die zentrale Aufgabe für Bodenbewirtschafter, um Bodenfruchtbarkeit zu erhalten. Jeder Landwirt hat Tiere zu versorgen, selbst wenn er keine Tiere im Stall oder auf der Weide hat. Es gibt unzählige Bodenlebewesen, die Futter brauchen. Damit der Boden lebendig bleibt, müssen sie funktionieren. Das ist aber nur durch Pflanzen möglich, die durch die Photosynthese Kohlenstoffketten aufbauen und später Energie ins Erdreich abgeben. Wurzeln scheiden ständig Zuckerstoffe aus, die das Bodenleben direkt füttern. Bakterien, Pilze und viele andere Bodentiere leben von dieser Energiequelle.

Bodenleben füttern bedeutet Bodenfruchtbarkeit fördern, die Lebensgrundlage des Menschen sichern und das Klima schützen.

Boden und Klima: Ein enges Zusammenspiel

Der Boden ist nach den Ozeanen unser größter Kohlenstoffspeicher. Über die Photosynthese absorbieren Pflanzen CO₂ aus der Atmosphäre (gemeinsam mit Wasser und Sonnenlicht) und wandeln es in Zucker und Sauerstoff um. Daraus bilden sich Kohlenstoffketten und somit auch organische Substanzen, die in der Pflanze aufgebaut und über vielfältige Prozesse im Boden eingespeichert werden. Klima und Boden hängen eng zusammen, weil Kohlenstoff aus der Luft über Pflanzen in den Boden gelangt, aus dem dann wiederum Humus und neue Pflanzen entstehen.

Durch die menschengemachten Klimaveränderungen und steigenden Temperaturen müssen Böden heute sehr gut funktionieren, damit sie sowohl Dürren als auch Starkregen abpuffern können. Fällt wenig Regen, braucht es lebendigen Boden mit einer Schwammstruktur, um die geringe Feuchtigkeit speichern und bei Bedarf abgeben zu können. Umgekehrt muss der Boden bei starken Regenfällen locker und luftig sein, damit er genug Wasser aufnimmt und nicht erodiert. Erosionen entstehen, wenn Wasser oberflächlich abläuft und den fruchtbaren Erdteil abträgt. Weltweit verlieren wir fruchtbare Böden 30-mal schneller, als sie sich bilden können. Gleichzeitig kann es ungefähr 2.000 Jahre dauern, bis auf natürliche Weise zehn Zentimeter Humus entstehen.

Regenerative Anbauweisen und Bodenschutz

Regenerative Anbauweisen sind unglaublich wichtig, auch für die aktive Verbesserung des Bodens. Hier werden zum einen sehr effektive Pflanzen eingesetzt, die das Bodenleben fördern, zum anderen wird der Bodenaufbau mit Pflanzen unterstützt, die für gute Durchwurzelbarkeit sorgen und die ökologische Vielfalt erhalten. Leguminosen und Schmetterlingsblütler sind beispielsweise in der Lage, aus der Bodenluft Stickstoff zu sammeln. In Symbiose mit Bakterien entstehen dadurch Stickstoff-Knöllchen in der Erde, die Pflanzen auf natürliche Weise düngen. Dies gilt im Ökolandbau als die Hauptart der Stickstoffversorgung. Gräser, Kräuter und Wurzeln, die in Frischfruchtanbau, Untersaat oder Mischkulturen angebaut werden, nähren und schützen den Boden.

Wir nehmen den Boden zu unseren Füßen nicht bewusst wahr - er ist einfach da und wird oft als lebloses Material gesehen und auch so behandelt. Projekte wie Sounding Soil versuchen, die Prozesse und das Leben im Boden sinnlich erfahrbar zu machen und damit das öffentliche Bewusstsein für gesunde Böden zu stärken. In den Aufnahmen von Sounding Soil sind Bodentiere wie Springschwänze, Milben, Hundertfüßer, Käfer, Asseln, Fliegenlarven, Regenwürmer, Spinnen, Heuschrecken und Zikaden zu hören. Die meisten Bodentiere machen Geräusche, wenn sie sich durch den Boden bewegen oder fressen. Einige nutzen den Boden aber auch, um miteinander zu kommunizieren.

Praxistipps für den eigenen Garten

Für fruchtbaren Boden in der Landwirtschaft ist es wichtig, nicht nur Hauptkulturen anzubauen, sondern auch Kulturen, die das Bodenleben füttern. Ähnlich sieht es im eigenen Garten aus.

1. Vielfalt schaffen: Pflanzenvielfalt über der Erde bedeutet auch Biodiversität unter ihr. Heimische Pflanzen und vielfältige Arten unterstützen die Bodenqualität, sorgen für Ausgleich und fördern Nützlinge.
2. Offene Böden vermeiden: Den Boden möglichst bedeckt halten, damit der Humusgehalt hoch bleibt. Vor allem über den Winter gehen viele Monate verloren, in denen Sonnenenergie eingespeichert werden kann. Wintergetreide ist ein gutes Beispiel dafür, da es den Boden auch in der kalten Jahreszeit durchwurzelt.
3. Schonend bearbeiten: Bodenbearbeitung hat direkten Einfluss auf die Bodenstruktur und den Wasserhaushalt sowie auf die Bodenlebewesen. Es reicht meistens schon aus, den Boden in regelmäßigen Abständen oberflächlich und leicht aufzulockern, um Verdichtung und Verarmung vorzubeugen.
4. Mit Kompost düngen: Für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit ist es wichtig, dem Boden organische Restmasse zurückzuführen. Kompost spielt hier eine wichtige Rolle. Achten Sie darauf, dass er möglichst bodenähnlich ist. Frische Grünmasse wird oft zum Problem und führt schnell zu Fäulnis.
5. Bodenschutz durch Mulch: Mulch besteht aus abgestorbenen, organischen Materialien (getrockneter Rasenschnitt, Laub oder Stroh). Mit einer Mulch-Schicht wird das Beet effektiv geschützt und ein intaktes Bodenleben unterstützt. Mulch hält die Erde feucht, ist wirksam gegen Unkraut und bewahrt vor Kälteschäden und starker Hitze.

Von der Entstehung bis zur Bewirtschaftung: Die Geschichte des Bodens

Pflanzen wachsen selten auf dem nackten Fels. Sie benötigen einen Boden, aus dem sie Nährstoffe ziehen und in dem sie Wurzeln bilden können. Damit sich ein solcher Boden entwickelt, ist Verwitterung nötig: Regen und Sauerstoff, Hitze und Kälte, Wasser und Wind zerreiben das Gestein und schleifen so selbst harten Granit zu immer kleineren Körnchen. Doch bis daraus ein lebendiger Boden wird, vergehen Jahrtausende. Als Erste siedeln sich Bakterien, Pilze und Flechten auf dem Gestein an; davon werden die ersten Bodentiere angezogen. Abgestorbene Pflanzenreste, Tierkadaver und Kot vermischen sich allmählich mit dem zerkleinerten Gestein. Aus diesem Mix entwickelt sich mit Hilfe von Pilzen und Bakterien die obere Bodenschicht aus fruchtbarem Erdreich, auf der Pflanzen gedeihen können. Darunter liegen weitere Schichten, zum Beispiel aus Sand oder Ton. Je nachdem, welches Gestein verwittert, wie feucht es ist, welche Pflanzen wachsen und welche Temperaturen herrschen, entstehen verschiedene Böden mit unterschiedlichen Eigenschaften und Farben.

Die Erde ist mehr als ein stiller Untergrund - sie bildet ein komplexes, lebendes Netzwerk aus Mineralien, organischem Material, Wasser und Mikroorganismen, das das Wachstum jeder Pflanze ermöglicht. Boden besteht aus Poren unterschiedlicher Größe: Makroporen (größer als 0,05 mm) lassen Wasser und Luft schnell zirkulieren, während Mikroporen Wasser langfristig speichern - gerade in Trockenperioden entscheidend. Die Bodenstruktur - ob krümelig, plättchenartig oder rissig - bestimmt, wie gut Wasser eindringt und Wurzeln sich ausbreiten können. Der pH-Wert (idealer Bereich 6,0 - 7,5) steuert die Verfügbarkeit von Makro- und Mikronährstoffen. Zu sauer oder zu basisch machen essentielle Spurenelemente wie Eisen oder Zink für die Pflanze unzugänglich. Bakterien (z. B. Rhizobien) fixieren Stickstoff, Pilze (Mykorrhizae) verbessern die Nährstoffaufnahme, während Nematoden, Würmer und Insekten organisches Material zersetzen und den Boden aerieren.

Ohne die richtige Kombination aus poröser Struktur, ausgewogenem pH und aktiver biologischer Gemeinschaft bleiben Pflanzen in ihrer Entwicklung eingeschränkt. Ein gesunder Boden liefert kontinuierlich Nährstoffe, hält Wasser bereit und bietet ein Netzwerk von Mikroorganismen, das die Pflanzen mit zusätzlichen Mineralien versorgt. Gleichzeitig schützt er vor Erosion und sorgt für stabile Wurzeln. Bodenfruchtbarkeit ist das Ergebnis einer harmonischen Interaktion aus Physik, Chemie und Biologie. Durch gezielte Maßnahmen - Kompost, Gründüngung, Mulch, Bodenanalyse und Fruchtwechsel - lässt sich dieses System verbessern und langfristig erhalten.

Fruchtbarer Boden ist ein wahres Wunderwerk: Er fördert die Artenvielfalt, speichert das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid (CO₂) und versorgt uns Menschen mit frischen Lebensmitteln. Die Schwarzerde (Chernozem) gilt als der fruchtbarste Bodentyp und findet sich in Gebieten wie der Magdeburger Börde. Ihre Entstehung über Jahrtausende erforderte eine spezielle Kombination aus Klima und Steppenvegetation.

Die Rolle des Menschen und nachhaltige Bewirtschaftung

Der Mensch hat einen sehr großen Einfluss auf den Zustand unserer Böden. Er steuert die Art und Weise, wie der Boden bearbeitet und gedüngt wird. Landwirtschaftliche Flächen beeinflussen, ob der Boden einen reichen Ertrag bringt und ob er zu einem Kohlenstoffspeicher wird. Humus ist die fein strukturierte organische Substanz im Boden, die in einem Prozess namens Humifizierung entsteht. Humusreiche Böden speichern Feuchtigkeit und Nährstoffe viel besser. Böden mit einem aktiven mikrobiellen Leben haben in der Regel eine bessere Struktur, sind gut belüftet und werden leichter durchfeuchtet. Die dunkle Farbe des Humus bewirkt zudem, dass sich Böden im Frühjahr schneller erwärmen.

Ein wichtiger Aspekt ist die Rolle des Bodens als Kohlenstoffspeicher im Kontext des Klimawandels. Humus besteht größtenteils aus Kohlenstoff (C), der aus dem CO₂ der Atmosphäre stammt. Je mehr Humus wir in unseren Böden haben, desto weniger CO₂ befindet sich in der Atmosphäre. Jede weitere Tonne Humus im Boden kann die Atmosphäre von 1,8 Tonnen CO₂ entlasten.

Allerdings wird Humus gleichzeitig gebildet und wieder abgebaut, was zu einem sogenannten Fließgleichgewicht führt. Bodendegradation, bei der der Acker mehr Humus verliert, als neu gebildet wird, ist weltweit auf landwirtschaftlichen Flächen sehr verbreitet. Eine weitere wichtige Form der Bodendegradation ist die Erosion, die den fruchtbaren Oberboden zerstören kann. Es dauert 10.000 Jahre, um 150 Zentimeter Oberboden zu bilden (1,5 mm pro Jahr), während weltweit jedes Jahr Millionen Hektar Ackerland degradiert werden.

Die menschliche landwirtschaftliche Tätigkeit kann jedoch auch zur Bildung humusreicher Böden beitragen, wie das Beispiel der Schwarzerdeböden auf der Insel Poel zeigt. Diese Böden entwickelten sich über Jahrhunderte durch eine breite Fruchtfolge von 9 bis 11 verschiedenen Kulturen. Im Gegensatz dazu bauen viele Landwirte heute unter wirtschaftlichem Druck nur eine geringe Anzahl von Kulturen an oder praktizieren Monokultur, was den Boden erschöpft und zu Degradation führt.

Die Bodenfruchtbarkeit im Sinne der Produktion von Nahrungsmitteln ist nur ein Teilaspekt der Multifunktionalität von Böden. Böden erfüllen neben der Produktionsfunktion noch weitere für Mensch und Umwelt wichtige Leistungen, die durch verschiedene „Bodenfunktionen“ zum Ausdruck gebracht und bewertet werden.

Die Fruchtbarkeit des Bodens ist einer der wichtigsten Faktoren in der Landwirtschaft. Der Boden ist die Grundlage für die Produktion von Nahrungsmitteln und könnte als die “Haut” der Erde bezeichnet werden. Die Bodenstruktur wird stark von der Vegetation, die sie bedeckt, und den darin lebenden Bodenorganismen beeinflusst. Der Mensch steuert die Art und Weise, wie der Boden bearbeitet und gedüngt wird, und hat damit einen erheblichen Einfluss auf seinen Zustand.

Der Mensch kann entweder fürsorglich und mit Weitsicht handeln oder in Hilflosigkeit und Ignoranz die Grundlage seiner Existenz zerstören. Durch die Unterstützung ökologischer Landwirtschaft, den Griff zum Bio-Regal, den Einkauf im Hofladen, die Unterstützung regionaler Produkte und das Hinterfragen von Greenwashing können wir alle einen Beitrag zum Bodenschutz leisten. Eine Bodenpatenschaft ist eine Möglichkeit, Partnerhöfe des Bodenfruchtbarkeitsfonds direkt zu unterstützen und die Bodenfläche zu fördern, die im Jahr durchschnittlich für unsere Ernährung beansprucht wird. Unternehmen können ihre CO₂-Bilanz durch zusätzlichen Humusaufbau auf Partnerhöfen kompensieren. Das Ziel des Bodenfruchtbarkeitsfonds ist es, die Bodenfruchtbarkeit auf möglichst vielen Flächen dauerhaft zu erhalten und zu verbessern und ein weitläufiges Verantwortungsbewusstsein in der Gesellschaft zu schaffen. Mit dem Schutz der Böden sichern wir unsere Lebensgrundlage und können sie in einem gesunden Zustand an nachfolgende Generationen weitergeben.

Maßnahmen zur Verbesserung und Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit

Bio-Landwirtinnen und Landwirte sowie Gärtnereien achten besonders auf den Boden und versuchen, durch natürliche Dünger und eine vielseitige Fruchtfolge die Fruchtbarkeit zu erhöhen.

• Blumen statt Kies: Stauden sind eine ökologische Alternative zu Kies- und Schotterflächen. Sie sind attraktiv, pflegeleicht und fördern das Bodenleben.
• Rosen lieben Regenwürmer: Ein intaktes Bodenleben ist wichtig für die Nährstoffversorgung von Rosen. Eine Mulchdecke liefert Futter für Bodenorganismen und hält den Boden unkrautfrei.
• Genießen statt Jäten: Unliebsame Gewächse können als kulinarische Bereicherung dienen und regelmäßig geerntet werden, um den Boden mit Grünmasse bedeckt zu halten.
• Kompost-Beet mit Blumen: Kompost ist die beste Möglichkeit, die Humusschicht im Garten zu erhalten und die Fruchtbarkeit des Bodens zu verbessern.
• Blick in den Boden: Mit der Spatenprobe lässt sich das Bodenprofil gut erkennen. Der Regenwurm ist ein Gradmesser für die Lebendigkeit und Fruchtbarkeit des Bodens.
• "Grün düngen" statt fräsen: Gründüngung schafft Lockerung und eine dauerhaft stabile Bodenstruktur für Nachkulturen, anstatt den Boden durch Fräsen zu schädigen.

Die größten Gefahren für Bodengesundheit sind die vielen synthetischen Stoffe, die heute im konventionellen Anbau eingesetzt werden, sowie enge Fruchtfolgen und Monokulturen.

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