Der Boden

Fachlich gesehen, ist der Boden die Schicht der Erdoberfläche, die von Lebewesen, Wasser und Luft durchsetzt ist. Gesteinsverwitterung ist das Ausgangsmaterial für die Entstehung von Böden, mit Ausnahme der Moorböden. Unterschieden wird die Verwitterung der Gesteine in eine:

• physikalische Verwitterung; ausgelöst durch Temperaturwechsel und Eisbildung wird ein Zerfall in kleinere Partikel bewirkt. Durch die unterschiedliche Erwärmung im Inneren zur Oberfläche, entsteht eine unterschiedliche Ausdehnung die für Risse und Spalten verantwortlich ist. Eindringendes und gefrierendes Wasser vergrößert die so entstandenen Risse und Spalten, was dann letztendlich deren Sprengung verursacht. Die Verwitterung ist umso intensiver, je größer die Temperaturschwankungen sind.
• chemische Verwitterung; ausgelöst durch Wasser und Bodensäuren. Lösungsvorgänge lösen Salze aus dem Gestein, wodurch dieses poröser wird. Durch die herausgelösten Stoffe wird die Lösungskraft des Wassers verstärkt. Bei steigenden Niederschlägen und hohen Temperaturen steigt die Intensität der Verwitterung an.
• biologische Verwitterung; ausgelöst durch den Einfluss der Pflanzen. Zunächst erfolgt die Ansiedlung von Algen, Moosen, Flechten und Pilze auf dem Gestein. Sie leben von gelösten Nährsalzen und verstärken die Verwitterung durch ihre CO2 Ausscheidungen. Bei der Ansiedlung von höheren Pflanzen wirkt zusätzlich die Sprengkraft der Wurzeln.

Die organische Bodensubstanz umfasst die lebenden Organismen, sowie die abgestorbenen Pflanzen- und Tierreste. Dabei ist die Gruppe der Bakterien der wichtigste Organismus, da sie die abgestorbenen pflanzlichen Substanzen zersetzen und somit die Humusbildung bewirken. Weiterhin bilden und erhalten sie die Krümelstruktur.

In der Gruppe der Bodenorganismen sind ebenfalls enthalten:

• Nitrifizierende Bakterien; wandeln Ammoniak in Nitrat um.
• Ammonifizierende Bakterien; bauen Eiweißverbindungen und Harnstoff in Ammoniak um.
• Stickstoffbindende Bakterien; sie kommen frei im Boden vor, oder leben in Gemeinschaft (Symbiose) mit Stickstoffsammelnden Pflanzen (Leguminosen). Umwandlung von Luftstickstoff in organisch gebundenem Stickstoff.
• Denitrifizierende Bakterien; befinden sich in nassen und schlecht durchlüfteten Böden, sie wandeln Nitratstickstoff in Luftstickstoff um.
• Pilze; sie zersetzen die von den Bakterien nicht oder nur schwer angreifbaren Stoffe, wie beispielsweise Holzstoff (Lignin). Es gibt auch Pilze, die in einer Lebensgemeinschaft (Symbiose) z. B. mit Bäumen leben, wo beide voneinander profitieren.
• Bodentiere wie Insekten, Milben, Nematoden; sie zerkleinern und setzen Pflanzenreste um.

Durch den unterschiedlichen Stand bei der Verwitterung und des mineralischen Ausgangsgestein, entstehen unterschiedliche Durchmesser der mineralischen Bestandteile. Diese nennt man Korngrößen. Die Unterscheidung der einzelnen Bodenarten ist abhängig vom Anteil und Gemisch dieser Korngrößen. Die Fruchtbarkeit des Bodens ist abhängig von der jeweiligen Zusammensetzung von Wasser-, Luft- und Nährstoffen, die wiederum in enger Beziehung zu den Korngrößen stehen.

Das Bodengefüge - auch die Bodenstruktur genannt - ist die Anordnung des Anteils von mineralischen und organischen Bodenteilchen. Je nach Verhältnis, ergibt sich ein unterschiedlicher Anteil von Bodenporen. Das vorhandensein dieser Bodenporen ist ausschlaggebend für die Menge des möglichen Luft- und Wasserhaushaltes innerhalb der Bodenstruktur.

Durch das erreichen der sogenannten Krümelstruktur, wird ein optimales Verhältnis im Luft- und Wasserhaushalt des Bodens durch grobe Poren und Krümelbildung geschaffen. Erreicht wird dieser Zustand dadurch, dass Bodenteilchen unterschiedlicher Größe unter dem Einfluss von chemischen Bindungskräften oder nach Tätigkeit der Bodenorganismen (Lebendverbauung), sich zu Krümeln zusammenfügen, die zwischen sich grobe Poren entstehen lassen. Man unterscheidet generell:

• leichter Boden; geringes Wasserhaltevermögen bei guter Wasserführung; gute Durchlüftung; geringer natürlicher Nährstoffgehalt; geringes Nährstoffhaltevermögen; gute Durchwurzelbarkeit; leichte Bearbeitung.
• schwerer Boden; hohes Wasserhaltevermögen; schlechte Durchlüftung; hoher Nährstoffgehalt; hohes Nährstoffhaltevermögen; schlechte Durchwurzelbarkeit; schwere Bearbeitung.

Da die Pflanzenwurzeln und Bodenorganismen für ihre Lebensaktivitäten neben Wasser auch Sauerstoff benötigen, muss ein ausgewogenes Verhältnis innerhalb der Bodenstruktur zwischen Bodenwasser und Bodenluft bestehen.

Bodenverdichtungen, ein zu niedriger pH-Wert oder auch ein zu geringer Humusanteil, wirken sich auf den Anteil der Bodenluft negativ aus. Da Bodenwasser, die Bodenluft aus den Poren drängt, ergibt sich mit steigendem Wassergehalt ein Abnehmen der Bodenluft. Sandböden (leichter Boden), haben infolge ihres hohen Anteils an Poren eine gute Durchlüftung, Tonböden (schwerer Boden) nur dann, wenn eine gute Krümelstruktur vorhanden ist, damit das überschüssige Bodenwasser nach ergiebigen Niederschlägen auch versickern kann.

Das Sickerwasser dringt in tiefere Schichten ein und bildet das Stau- oder Grundwasser. Ein Teil des in den Boden gelangten Wassers bildet in den oberen Schichten das Haftwasser. Dieses steht den Pflanzen zur Verfügung. Verluste an Haftwasser durch die Verdunstung und den Verbrauch der Pflanzen kann durch den kapillaren Aufstieg aus dem Grundwasser wieder ergänzt werden.

Wenn der von den Pflanzen aufnehmbare Wasservorrat aufgebraucht wird und kein ausreichender kapillarer Aufstieg aus dem Grundwasser erfolgt, entsteht der sogenannte Welkepunkt. Die Pflanze ist dann nicht mehr in der Lage die Turgeszenz aufzubauen.

Ein weiterer Faktor für den Boden stellt die Bodenwärme dar. Das Pflanzenwachstum und die Aktivität der Bodenorganismen steht im Zusammenhang mit der vorhandenen Bodenwärme. Diese wird beeinflusst durch die Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit des Bodens. Stark wasserhaltige Böden benötigen mehr Wärmezufuhr zur Erwärmung, da Wasser eine fünf mal höhere spezifische Wärme hat als die Bodensubstanz. Eine gute Wärmeleitfähigkeit ermöglicht die Wärmezufuhr bis in die unteren Bodenschichten hinein.

Bei der Bodenreaktion handelt es sich um den Anteil der gespaltenen Ionen, deren Maßzahl der pH-Wert ist. Im Bodenwasser enthaltene Säuren, Basen und Salze sind in gespaltenen Ionen enthalten. Säuren bestehen im wesentlichen aus freien H-Ionen, Basen aus freien HO-Ionen. Wenn die Anzahl von diesen Ionen gleichgroß ist, spricht man von einer neutralen Bodenreaktion. Sind überwiegend H-Ionen vorhanden, so ist die Bodenreaktion sauer, überwiegen die HO-Ionen ist die Bodenreaktion alkalisch. Der pH-Wert wird aufgeteilt in:

Die meisten der heimischen Gehölze wachsen zufriedenstellend bei einem pH-Wert der etwas unter, etwas über oder im neutralen Bereich liegt. Eine Ausnahme bilden Moorbeetpflanzen (z. B. Rhododendron), die durchwegs saure Böden benötigen. Der pH-Wert lässt sich durch Kalkgaben zwar erhöhen, eine Absenkung dagegen ist nur bedingt möglich.

Bei einem pH-Wert um den neutralen Bereich herum ist die Bodenstruktur besonders günstig und stabil. Dadurch läuft der Abbau der organischen Substanz schneller und die meisten Spurennährstoffe liegen im Bereich von pH 5,5 - 6,5 in pflanzenverfügbarer Form vor. Die wichtigsten Nährstoffe sind Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Kalium, Calzium, Magnesium, Eisen, und die Spurenelemente Silicium, Mangan, Kupfer, Zink, Bor, Moybdän

Auf Schwankungen des pH-Wertes wird von Pflanzen und Bodenorganismen empfindlich reagiert. Daher wird im Boden eine Pufferkraft benötigt die in der Lage ist, die übermäßige Zufuhr von H-Ionen oder HO- Ionen zu steuern und somit eine konstante Haltung des pH-Wertes ermöglicht. Dieser Puffer besteht aus Phosphaten, Kalk und insbesondere Ton- und Humusteilchen, die ihre angelagerten Ionen gegen H-Ionen oder HO-Ionen des Bodenwassers austauschen.