Struktur bildende Prozesse

Die Struktur eines Tonbodens ist das Ergebnis diverser Prozesse, die in ihrer Gesamtheit zur Ausbildung des Bodenprofils führen. Auch Bodenbearbeitung wirkt sich auf die Bodenstruktur aus, da sie bis zu einer gewissen Tiefe die Struktur aufbricht und Ernterückstände einarbeitet.

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Struktur bildende Prozesse. Illustration: Grafiken von Sigvard Andersson & Paul Wiklert, Schwedische Universität der Agrarwissenschaften, 1972

  1. Frost / Abtrocknung
  2. Chemische Prozesse
  3. Regenwürmer
  4. Pflanzen
  5. Drainage
  6. Mist und Kalk
  7. Mist und Kalk
  8. Bodenprofil. In Summe verändert sich das Bodenprofil durch die oben genannte Prozesse und die Bodenbearbeitung ständig. Alle Prozesse wirken sich auf die Krume aus. Ihre Wirkung in der Tiefe ist unterschiedlich. Das Ergebnis ist häufig ein Bodenprofil mit einer feineren Aggregatstruktur an der Oberfläche und größeren Aggregaten in der Tiefe.
  9. Bodenbearbeitung und ihre Wirkung. Bodenbearbeitung übt auf die Ausbildung der Bodenstruktur und die Einbettung von Pflanzenrückständen eine zusätzliche Wirkung aus. Der Bearbeitungshorizont weist in der Regel eine lockere Struktur auf, während die Schicht in der Tiefe dichter gepackt ist. Dies gilt unabhängig vom Verfahren bei unterschiedlicher Tiefe.

1. Frost oder Hitze

Frost und Kälte im Winter sowie Hitze im Sommer haben die gleichen Auswirkungen auf den Boden: sie entziehen ihm Wasser. Sowohl Kälte als auch Hitze trocknet den Boden aus. Wenn Wasser entzogen wird, werden die Tonteilchen enger zusammengepresst. Das Ergebnis sind mechanisch erzeugte Aggregate.

2. Chemische Prozesse

Eisen und Aluminiumoxide sowie Carbonate aus organischer Masse stabilisieren die Aggregate, indem sie als Bindefaktoren wirken. Dieser Prozess spielt in nicht bearbeiteten Böden eine große Rolle. Wiederholte Bodenbearbeitung schwächt jedoch die Aggregatstabilität. Daher ist in Ackerboden die Struktur stärker vom Tonanteil und den biologischen Vorgängen abhängig.

3. Regenwürmer

Regenwürmer fressen Pflanzenrückstände und mischen sie beim Durchdringen des Bodenprofils in den Boden ein. Ihre Abdrücke wirken verklebend auf die Bodenpartikel und erhöhen so die Aggregatstabilität. Regenwürmer stimulieren auch die Mikroorganismen im Boden. Diese wiederum erhöhen die Bodenstabilität durch Bildung von Schleim und anderen Bindeprodukten.

4. Pflanzen

Pflanzen trocknen durch ihre Wasseraufnahme den Boden so aus wie Frost und Hitze. Wenn der Boden austrocknet, werden die Tonpartikel zusammengedrückt, was zu Aggregatbildung führt und diese stärkt. Zudem vermehren Pflanzenwurzeln das organische Material im Boden und hinterlassen Wurzelkanäle. Insgesamt bedeutet dies, dass Pflanzenbedeckung die Bodenstruktur aufbaut während bei unbedecktem Boden die Struktur zusammenbricht.

5. Drainage

Drainage oder Dränung bedeutet, dass überschüssiges Wasser im Bodenprofil abtransportiert wird und damit der Boden trocknet. So unterstützt eine gute Drainage die Bodenstruktur. Nur sehr wenige Böden sind von Natur aus selbstentwässernd. Daher ist für eine gleichmäßige Abtrocknung, Verringerung von Bodenverdichtung und frühen Feldaufgang eine aktive Entwässerung sehr wichtig.

6. Organische Masse und Kalk

Mist, Zwischenfrüchte, Ernterückstände, usw. stellen organische Masse dar. Kurzfristig führt der Eintrag organischer Masse zu erhöhter biologischer Aktivität und zu einem Aufblühen der Mikroorganismen. Langfristig erhöht sich dadurch der Anteil organischer Masse, was wiederum die Aggregatstabilität erhöht. Auch regelmäßiges Kalken verbessert die Aggregatbildung.

7. Schwere Maschinen

Auf Ackerböden führen Überfahrten mit schweren Maschinen häufig zu Bodenverdichtung. Bodenverdichtung führt dazu, dass die großen Bodenporen zusammengedrückt oder ganz zerstört werden. Das bedeutet, dass der schnelle Wasser- und Lufttransport zu den Wurzeln behindert wird. Auch die Entwässerung wird behindert. Darüber hinaus wird das Wurzelwachstum in die unteren Schichten erschwert.

8. Das Ergebnis ist das Bodenprofil

Insgesamt führen alle genannten Struktur bildenden Vorgänge zu einem Bodenprofil, das in Oberflächennähe oft feinere und in den tieferen Schichten größere Aggregate aufweist. Die Prozesse sind dynamisch und sorgen dafür, dass sich die Struktur im Laufe der Zeit verändert. Für langfristig denkende und nachhaltig wirtschaftende Landwirte ist es daher wichtig, diese Struktur bildenden Prozesse zu verstehen. Durch entsprechende Diagnoseverfahren kann man sich sehr leicht ein Bild von der Struktur seines Bodens machen.

9. Bodenbearbeitung beeinflusst die Struktur

Das jeweilige Anbauverfahren beeinflusst die Bodenstruktur. Dabei bestimmt die Einbettung von Pflanzenrückständen das Verfahren: konventionell, Minimalbodenbearbeitung oder Direktsaat. Die bearbeitete Schicht hat in der Regel eine lockerere Struktur, während der Bearbeitungshorizont selbst dichter gepackt ist. Dies ist unabhängig vom Bearbeitungsverfahren und trotz unterschiedlicher Tiefe gleich. Um solche verdichteteren Bodenstrukturen zu vermeiden, ist es wichtig, die Arbeitstiefe zu variieren.  

Glossar:

Frost = Bedeutet, dass das Bodenwasser bei sinkenden Temperaturen zu Eis gefriert. Dies ist positiv für die Bodenstruktur, da bei Eisbildung das Wasservorkommen steigt und dieser Vorgang den Boden lockert.

Eisen- und Aluminiumoxide = Chemische Verbindungen von Eisen (Fe) und Aluminium (Al) einerseits und Sauerstoff (O) andererseits. Rost ist z.B. ein Eisenoxid.

Carbonate = Carbonat (CO32–) ist ein Salz von Salzsäure (H2CO3). Diese kommt im Boden häufig als Kalziumkarbonat (CaCO3) vor und bildet die Basis für Kalkverbindungen, die in der Regel zerkleinerte bzw. gemahlene Kalziumkarbonate sind.

Zwischenfrüchte = Früchte wie Gras, Senf, Klee, etc., die zwischen den Hauptfrüchten wachsen, z.B. zwischen Winterweizen und Sommergerste. Dies geschieht aus unterschiedlichen Gründen: Zur Verminderung von Stickstoffauswaschung, zur Erhöhung organischer Masse, um Vögel und Tiere anzulocken, usw.

Poren = Bodenporen sind Kanäle und Spalten im Boden, die mit Wasser oder Luft gefüllt sind, je nach aktuellem Wassergehalt des Bodens.