Die Bodenstruktur

Eine Ruine oder ein lebenswerter Lebensraum?

Die Bodenstruktur ist einer der am häufigsten genannten, aber am wenigsten genau verstandenen Begriffe in der Landwirtschaft. Wir sprechen oft davon im Zusammenhang mit Verdichtung, Bearbeitbarkeit oder Wasserhaushalt, stellen uns aber selten die grundlegende Frage: Was bedeutet Bodenstruktur eigentlich und warum ist sie für die Fruchtbarkeit so entscheidend?

Einfach ausgedrückt ist die Bodenstruktur nichts anderes als die räumliche Anordnung der Bodenpartikel – Sand, Schluff, Ton – und der organischen Substanzen, also die Art und Weise, wie diese sich zu stabilen Einheiten, sogenannten Aggregaten, verbinden. Doch diese Definition allein reicht nicht aus. Die Bodenstruktur ist nicht nur eine physikalische Eigenschaft, sondern ein Lebensraum, der bestimmt, wie sich Wasser, Luft, Wurzeln und Bodenlebewesen in diesem Medium bewegen, verbinden und zusammenwirken können.

Eine Ruine oder ein bewohnbares Haus?

Einem alten, aber bis heute äußerst treffenden Vergleich zufolge gleicht landwirtschaftlicher Boden oft einem Haufen aus Ziegeln und Schutt: Ziegel, Holz und Nägel sind zwar alle vorhanden, aber ohne jegliche Ordnung. Im Gegensatz dazu ist natürlicher, ungestörter Boden wie ein fertiggestelltes Haus, ja eher wie ein gut funktionierendes Mehrfamilienhaus: mit Wänden, Fluren, Lüftungsschächten, Wohnungen und Bewohnern.

Wenn wir ein Haus sprengen und anschließend seine Bestandteile untersuchen, können wir genau sagen, wie viel Prozent Ziegel, Beton oder Staub übrig geblieben sind – aber wir erfahren nichts darüber, wie viele Zimmer es zuvor gab, wie viele Menschen darin wohnten oder ob es bewohnbar war. Das Gleiche geschieht, wenn wir versuchen, den Boden ausschließlich aus physikalischer und chemischer Sicht zu interpretieren und dabei die lebenden Organismen außer Acht lassen. Denn der Boden ist kein Materialhaufen, sondern ein organisiertes System, das nur als Ganzes verstanden werden kann.

Wer formt die Bodenstruktur?

Die Bodenstruktur entsteht nicht „von selbst” und ist auch nicht ausschließlich das Ergebnis mechanischer Prozesse. Die Struktur ist das Ergebnis biologischer Prozesse. Der Boden ist ein sich ständig veränderndes, lebendiges Netzwerk, das von Regenwürmern, Insektenlarven, Milben, Springschwänzen, Fadenwürmern, Einzellern, Pilzen und Bakterien gemeinsam gestaltet wird. Diese Lebewesen graben Gänge, verbinden die Partikel miteinander, produzieren organische Bindemittel und gestalten die innere Architektur des Bodens ständig neu.

Regenwürmer beispielsweise lockern den Boden nicht nur auf, sondern bilden durch ihren Kot auch stabile Aggregate. Die schleimartigen Ausscheidungen der Bakterien (die extrazellulären Polysaccharide) stabilisieren wiederum auf mikroskopischer Ebene die feineren Krümel. Die winzigen, nur wenige Hundertstel Millimeter großen organischen Partikel werden mit den mineralischen Bestandteilen des Bodens verklebt. Pilzfäden – insbesondere Mykorrhizapilze – verbinden diese Mikroaggregate wie ein physikalisches Netz miteinander und führen gleichzeitig kohlenstoffbasierte Bindemittel in das System ein.

Von der Kolloidchemie bis zur Biologie

Lange Zeit versuchte die Bodenkunde, die Bodenstruktur vor allem auf der Grundlage der Kolloidchemie und -physik zu erklären. Diese Ansätze sind wichtig: Die Oberflächenladung der Tonmineralien, die Rolle der Kationen oder das Wasser-Luft-Verhältnis beeinflussen die Struktur tatsächlich.

Doch für sich genommen geben sie keine Antwort darauf, warum die Bodenstruktur durch die Bodenbearbeitung zerfällt oder warum sie sich dort deutlich verbessert, wo wir die Bodenbearbeitung reduzieren und die biologische Aktivität fördern.

Den entscheidenden Unterschied macht die Funktionsweise des biologischen Systems aus. Lebewesen sind keine passiven Opfer des physikalischen Zustands des Bodens, sondern aktive Strukturbildner. Wo kontinuierliches Wurzelwachstum, Kohlenstoffzufuhr und mikrobielle Aktivität stattfinden, ist der Boden in der Lage, seine eigene Struktur immer wieder neu aufzubauen.

Die Hierarchie der Aggregate

Die Bodenstruktur ist nicht einstufig. Die Aggregate sind hierarchisch aufgebaut. Mikroaggregate entstehen unter Mitwirkung von Bakterien, Pilzen, organischen Kolloiden und körnigem organischem Material. Aus diesen setzen sich die größeren Makroaggregate zusammen, die bereits von Regenwürmern, Wurzeln und bodenbewohnenden Arthropoden gebildet werden. Je stabiler diese Hierarchie ist, desto besser sind die Wasseraufnahmefähigkeit, die Belüftung und die Belastbarkeit des Bodens. Ein gut strukturierter Boden ist in der Lage, sowohl starke Niederschläge aufzunehmen als auch Trockenperioden zu überstehen.

Leben in den Krümeln des Bodens

Die Bodenkrümel sind nicht leer. Tatsächlich handelt es sich um Mikrohabitate, in denen Bakterienkolonien, Pilzfäden, ein- und mehrzellige Raubtiere, winzige Gliederfüßer, Larven, Regenwürmer und Nematoden leben. Diese Lebewesen regulieren den Nährstoffkreislauf und sorgen dafür, dass die Nährstoffe in eine für Pflanzen verfügbare Form gebracht werden. Gleichzeitig schützt die krümelige Struktur den organischen Kohlenstoff vor schnellem Abbau. Wenn die Krümel zerfallen, geht dieser Lebensraum verloren. Der Boden verarmt biologisch, sein Humusgehalt nimmt ab und das System ist zunehmend auf externe Zufuhren angewiesen.

Wie lässt sich die Bodenstruktur untersuchen?

Die Bodenstruktur lässt sich nicht nur unter Laborbedingungen beurteilen. Mit einigen einfachen Felduntersuchungen, die jeder durchführen kann, lässt sich ein Bild davon gewinnen, wie stabil die krümelige Struktur des Bodens ist und inwieweit sie der zerstörerischen Wirkung von Wasser standhalten kann.

Schlammtest – Prüfung der Stabilität der Konstruktion

Der Schlammtest (auch Aggregatstabilitätsprüfung genannt) ist eine einfache Methode zur Beurteilung des Bodenzustands, die auch vor Ort durchgeführt werden kann. Bei diesem Test wird beobachtet, inwieweit ein Erdklumpen nach dem Eintauchen in Wasser zusammenhält, was Aufschluss über die strukturelle Stabilität des Bodens und seine Widerstandsfähigkeit gegen Erosion gibt.

Füllen Sie für den Versuch ein höheres Einmachglas mit Wasser. Schneiden Sie aus einem Raschelbeutel ein etwa 20 × 20 Zentimeter großes Stück aus und befestigen Sie es mit einem Gummiband am Glasrand, sodass das Netz etwa 5 Zentimeter tief ins Wasser hängt. Legen Sie vorsichtig einen trockenen Erdklumpen auf das Netz, der vollständig vom Wasser bedeckt wird. Beobachten Sie nun, was passiert. Zu Beginn des Experiments ist es normal, dass sich einige kleine Körner lösen und ins Wasser fallen. Die entscheidende Frage ist, ob dieser Prozess aufhört. Wenn der Erdklumpen danach zusammenhält und das Wasser im Glas klar bleibt, funktioniert die Bodenbiologie gut: Die von Mikroorganismen und Pilzen produzierten Bindemittel sind in der Lage, die Bodenpartikel zusammenzuhalten.

Wenn der Zerfall hingegen kontinuierlich verläuft, bis hin zum vollständigen Zerfallen des Erdklumpens, und das Wasser durch die sich langsam absetzenden Tonpartikel trüb und verfärbt wird, deutet dies auf eine schwache Struktur hin. Ein solcher Boden verdichtet sich leicht und widersteht weder Trittbelastung noch Erosion oder eventuell eindringendem Regenwasser. seiner komprimierenden Wirkung. Dies hat zur Folge, dass sich die Bodenoberfläche auf einem sorgfältig bearbeiteten Acker nach einigen Regenfällen verkrustet und Risse bildet.

Einmachgläsertest mit Bodenkrümeln – Untersuchung wasserstabiler Aggregate

Der Einmachglas-Test mit Erdkrümeln ist eine schnelle und anschauliche Methode zur Untersuchung wasserbeständiger Aggregate. Verwenden Sie dazu ein kleines Einmachglas oder ein Glas, das Sie 2–3 Zentimeter hoch mit Wasser füllen. Lassen Sie vorsichtig ein Stück Erde mit einem Durchmesser von etwa 1 Zentimeter hineinfallen. Beobachten Sie eine Minute lang, was mit dem Krümel passiert. Wenn er sich im Wasser schnell auflöst, deutet dies darauf hin, dass die Bodenstruktur nicht geeignet ist und das biologische Netzwerk, das die Bodenpartikel zusammenhält, nicht funktioniert.

Wenn die Krümel auch nach einer Minute noch zusammenhalten, ist das an sich schon ein gutes Zeichen. In diesem Fall schütteln wir das Glas leicht. Wenn sich die Krümel auch dann noch nicht auflösen, zeigt dies, dass die von den Bodenmikroorganismen produzierten Bindemittel der Einwirkung von Wasser widerstehen und die Bodenstruktur stabil ist.

Diese einfachen Untersuchungen liefern sowohl bei festem als auch bei lockererem Boden ein klares Bild davon, wie die Struktur unseres Bodens beschaffen ist. Sie zeigen, wie sich die Bewirtschaftungsentscheidungen der letzten Jahre auf die innere Organisation des Bodens ausgewirkt haben und ob das Bodenleben in der Lage war, die physikalische Belastung auszugleichen. Die gute Nachricht ist: Wenn wir die biologischen Abläufe im Boden verstehen, können wir die in der Struktur auftretenden Schäden beheben und innerhalb weniger Jahre einen gut durchlüfteten, wasserspeichernden, erosionsbeständigen und den natürlichen Nährstoffkreislauf ermöglichenden Ackerboden schaffen.

Was können wir als Landwirte tun?

Die biologische Verbesserung der Bodenstruktur ist nicht das Ergebnis schneller Maßnahmen, sondern ein durchdachter, gut geplanter und sich ständig anpassender Prozess. Die biologisch orientierte Landwirtschaft und die regenerative Landwirtschaft Es bietet keine Patentrezepte und geht nicht darum, technologische Elemente einfach nur aufeinanderzuhäufen. Der erste und wichtigste Schritt in diesem Prozess ist ein Umdenken. Die Struktur natürlicher Böden ist nicht deshalb stabil, weil sie richtig oder zweckmäßig bewirtschaftet werden, sondern weil in ihnen über lange Zeit hinweg das lebende Netzwerk ungestört wirken konnte, das die Bodenpartikel miteinander verbindet, neu ordnet und kontinuierlich pflegt.

Als Landwirte sind nicht wir es, die die Bodenstruktur aufbauen. Diese Arbeit wird von den Lebewesen verrichtet, und nur sie sind dazu in der Lage. Unsere Aufgabe besteht darin, für sie jene Bedingungen zu schaffen, unter denen sie diese Arbeit verrichten können.

Verringerung der Störung

A Boden Das Umgraben ist ein physikalischer Eingriff, der zu einer Störung der Funktionsweise des biologischen Systems führt. Jeder einzelne Bearbeitungsvorgang unterbricht jene Pilzfäden, Gangsysteme und Mikrohabitate, die für die Stabilität der Bodenaggregate verantwortlich sind. Durch die Bodenbearbeitung verändert sich nicht nur die Bodenoberfläche, sondern auch die innere Struktur des Bodens wird zerstört, der Humus verbrennt und die Lebewesen sterben ab.

Die Reduzierung der Bodenbearbeitung – oder im Falle der Direktsaat deren Verzicht – gibt dem Boden Zeit, sich selbst zu organisieren. Es ermöglicht den Lebewesen, jene Verbindungen wiederherzustellen, ohne die es keine dauerhafte Struktur, keine wasserstabile Krümeligkeit und keinen widerstandsfähigen Boden gibt.

Neben der physikalischen Bodenbearbeitung wirkt sich auch der übermäßige Einsatz chemischer Mittel schädlich auf das Bodenleben und damit indirekt auch auf die Bodenstruktur aus. Die schrittweise Einführung eines bodenerneuernden Landwirtschaftssystems ermöglicht es, den Einsatz von Kunstdünger und Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren, was nicht nur unseren Geldbeutel schont, sondern auch die Selbstheilungskräfte des Bodens wiederherstellt. Mit der Stärkung des Bodenlebens werden Nährstoffe zunehmend auf biologischem Wege verfügbar: Mikroorganismen, Pilze und Wurzel-Mikroben-Beziehungen regulieren den Nährstofffluss. Dies bedeutet eine ausgewogenere Versorgung mit weniger Verlusten, geringerem Auswaschen und weniger Stress für die Pflanze.

Einsatz von Deckpflanzen

Das Vorhandensein lebender Wurzeln im Boden ermöglicht eine ständige Kommunikation mit dem Bodenleben. Die kohlenstoffbasierten Verbindungen im Wurzelausfluss stellen eine primäre Energiequelle für Mikroorganismen dar und tragen gleichzeitig als Bindemittel direkt zur Bildung von Aggregaten bei.

A Bodenbedeckungspflanzen Ihre Wurzeln dringen in unterschiedlichen Tiefen und Richtungen in den Boden ein, lockern ihn auf und besiedeln das bisher ungenutzte Bodenvolumen. Die oberirdische Biomasse der Deckpflanzen stellt ebenso wie ihre Wurzeln eine wichtige Quelle für organische Substanzen für die Zersetzungsorganismen dar. Darüber hinaus schützt die Bodenbedeckung die Bodenoberfläche vor der Kraft von Regen und Sonneneinstrahlung sowie vor Erosion, was ebenfalls die ungestörte Regeneration der Bodenstruktur unterstützt.

Förderung der Vielfalt

Je vielfältiger das Leben im Boden ist, desto stabiler ist seine Struktur. Die verschiedenen Pflanzenarten arbeiten mit unterschiedlichen Wurzelarchitekturen, unterschiedlichen Wurzelausscheidungen und unterschiedlichen mikrobiellen Gemeinschaften. Diese Vielfalt ist es, die das System widerstandsfähig gegenüber Extremsituationen macht.

Eine Monokultur bedeutet nicht nur an der Oberfläche Einförmigkeit, sondern auch im Boden. Mit dem Rückgang der biologischen Vielfalt wird auch die Struktur anfälliger. Vielfalt hingegen sorgt für funktionelle Stabilität: Fällt ein Element aus, können andere seine Rolle übernehmen.

Die Spuren unserer Entscheidungen unter der Erdoberfläche

Wenn wir ein kleines Stückchen des Bodens, der uns anvertraut wurde, in dieses mit Wasser gefüllte Einmachglas geben, erzählt dessen Struktur eine Geschichte. Eine Geschichte darüber, wie viel Leben, wie viele Verbindungen und wie viel Zusammenarbeit sich unter der Oberfläche abspielen. Auch wenn diese Aktivitäten, Funktionen und Beziehungen oft unsichtbar sind, sind sie umso entscheidender. Wir, die wir mit der Erde arbeiten, schreiben mit jeder unserer Entscheidungen an dieser Geschichte mit: durch Bewirtschaftung, Pflanzenauswahl, Umgraben oder eben durch das Unterlassen dessen.

Wir können uns dafür entscheiden, eine Ruine zu bewirtschaften und ständig zu versuchen, sie auszubessern. Oder wir können uns dafür entscheiden, einen Lebensraum zu pflegen, der in der Lage ist, sich selbst zu erhalten, sich anzupassen und sich zu erneuern, wenn wir mit ihm zusammenarbeiten. Der Unterschied lässt sich nicht nur an der Erntemenge und der Widerstandsfähigkeit des Bodens messen, sondern auch daran, welche Art von Ackerland wir hinterlassen – und welche Geschichte das Leben unter der Oberfläche über uns erzählen wird.

AUTORIN: VÍG VITÁLIA • BODENÖKOLOGIN, VERANTWORTLICHE FÜR DAS BILDUNGSPROGRAMM DER VEREINIGUNG DER BODENREGENERIERENDEN LANDWIRTE, GRÜNDERIN VON TERRAVITKA