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Bodenuntersuchung & Bodenschutz

Da Ihre Böden in einem ständigen Veränderungsprozess stehen, ist es wichtig, den aktuellen Zustand einschätzen zu können. Wie sieht der Boden aus? Und welche Struktur besitzt er?

Bodenproben zu nehmen und analysieren zu lassen ist etwas, von dem Sie auch in Zukunft profitieren werden. Wir würden gerne unser Wissen teilen, welches wir über die Jahre gesammelt haben. Im Folgenden finden Sie Leitfäden und Fakten über Bodenanalysen, Bodenverdichtungen und Erosion.

Bodenuntersuchung

Mit Hilfe eines Spatens und der sorgfältigen Untersuchung der Probe lässt sich schnell und einfach ein Bild vom Zustand des Bodens gewinnen. Denn Erscheinung und Verhalten verraten den Zustand des Bodens und seine Fruchtbarkeit.

Der Boden ist ein kompliziertes System aus chemischen, biologischen und physikalischen Prozessen. Nur bei einem guten Zusammenwirken aller Prozesse kann eine Kultur wachsen und hohe Erträge bringen. So ist zum Beispiel der Lufthaushalt im Boden sehr wichtig; dieser ist aber wiederum abhängig von der Bodenstruktur.

Sofortige Ergebnisse der Untersuchung

Daher ist es wichtig, den Bodenzustand immer wieder zu überprüfen. Das lässt sich mithilfe eines Spatens und einem guten Blick leicht bewerkstelligen. Denn sein Aussehen verrät den Zustand des Bodens. Oft erhält man einen ersten Eindruck, indem man sich die Probe anschaut und überlegt, wie der Boden in der Vergangenheit behandelt wurde.

Grundsätzlich sollte man etwa 30 cm tief graben, um sich ein Bild von der gesamten Krume zu machen. Durch tieferes Graben erhält man einen noch besseren Eindruck von den Bodeneigenschaften. Zur Bodenuntersuchung und Bestimmung der Bodengesundheit werden in unterschiedlichen Ländern unterschiedliche Methoden angewandt. Dabei sind einige Methoden recht innovativ, doch in der Regel sind alle leicht durchzuführen.

Porosität

Worauf zu achten ist:

Bei den meisten und auch bei den oben aufgeführten Methoden werden bei der gezogenen Probe folgende Parameter bewertet:

Textur – Ein Rolltest gibt eine schnelle Antwort über den Tongehalt des Bodens.
Struktur – Sie wird bestimmt durch Zählen der Spatenstiche, die nötig sind, um die ganze Klinge in den Boden zu drücken. Alternativ kann man einen Erdklumpen auf eine harte Fläche fallen lassen und die Grösse der Aggregate des zerbrochenen Klumpens untersuchen.

Porosität – Die Anzahl der sichtbaren Poren beim Aufbrechen eines Aggregats. Diese stehen für die unterschiedlichen Wurzelbedingungen.
Farbe, Geruch und Geschmack (!) – Der Boden sollte frisch riechen. Ein schwefliger Geruch ist ein schlechtes Zeichen.
Regenwürmer – Ein Spaten Krume sollte 2-4 Regenwürmer aufweisen. Keine Regenwürmer sind ein Warnsignal. Je mehr Würmer desto besser.
Pflugsohle oder andere undurchlässige Schichten – Eine dichte Wurzelmatte in einer Zone ist ein Zeichen von Bodenverdichtung.

Durch tieferes Graben gewinnt man auch einen Eindruck von der Wasserleitfähigkeit des Bodens sowie ein detailliertes Bild von den Aggregaten. Die Wurzeltiefe lässt Rückschlüsse auf die Qualität des Bodens als Erzeugungsort zu. Gleiches zeigen die Anzahl der Wurzeln sowie die Wurzeldurchmesser.

Graben Sie mehrere Löcher

Zunächst sollte man an mindestens zwei Stellen im Schlag ein Loch graben, einmal in einer Teilfläche mit gutem Pflanzenwachstum und einmal an einer ertragsarmen Stelle. Der Vergleich von Bodenproben von der ertragreichsten Teilfläche, z. B. mit einer Probe vom verdichteten Vorgewende, kann sehr interessante Informationen erbringen. Er zeigt die Kontraste auf und Ertragsunterschiede lassen sich besser erklären. Ein anderer Tipp ist, an einer anderen unbefahrenen Stelle mit Dauerbewuchs außerhalb der Anbaufläche zu graben.

Eine weitere "Grabung" an einer durchschnittlich ertragreichen Stelle im Feld gibt Informationen über die normalen Bedingungen. Die Anzahl der Grabungen hängt davon ab, wie viel Zeit zur Verfügung steht und wie viel Aufwand betrieben werden soll. Grundsätzlich ist es besser, an vielen Stellen zu graben und sich einen grösseren Gesamteindruck zu verschaffen, als von Anfang an zu sehr ins Detail zu gehen.

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Bodenverdichtung

Bodendruck führt zur Verdichtung der Poren, deren Aufgabe der Transport von Wasser und Luft ist. Die verdichteten Poren erschweren das Wurzelwachstum und können zu Sauerstoffmangel führen. Bodenverdichtung kann zu grossen Ertragseinbussen führen.

Bodenverdichtung bedeutet per Definition, dass die Dichte des Bodens sich erhöht, wenn dieser befahren wird. In anderen Worten: Der Boden wird komprimiert. Dabei werden die Poren zusammengedrückt und jeder Liter des Bodens wiegt mehr. Oftmals ist dies einfach verständlich, wenn man einen Schlepperreifen beim Überrollen von lockerem Boden in feuchten Bedingungen beobachtet.

Beeinträchtigung des Wurzelwachstums

Bodenverdichtungen führen zu einem eingeschränkten Wurzelwachstum und beeinträchtigen auf zweierlei Weise den mechanischen Widerstand gegenüber Wurzelentwicklung:

1. Verdichtung vermindert die Anzahl und Grösse der grossen Poren, den Makroporen. Dies führt dazu, dass es weniger Poren gibt, deren Durchmesser grösser ist als der Durchmesser der Wurzeln, sodass diese ungehindert und ohne mechanischen Widerstand wachsen können.

2. Verdichtung erhöht den mechanischen Bodenwiderstand, indem Bodenpartikel enger zusammengedrückt werden.

Beeinträchtigung des Wassertransports

Bodenverdichtung beeinträchtigt auch die Wasserinfiltration mit der Folge der Saturierung der oberen Schichten, was wiederum zu Sauerstoffmangel an den Wurzeln führen kann. Hinzu kommt, dass die schlechte Bodenbelüftung die Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen, z.B. von Stickstoff und Mangan einschränkt. Unter anaeroben Bedingungen kann Denitrifikation zu grossen Stickstoffverlusten in Form von Stickoxid oder Stickstoffgas führen. So kann aufgrund von Bodenverdichtung der Stickstoffgehalt im Boden sinken.

Water transport restricted due to compaction

Richtwerte für belüftete Bodenporosität: > 25 % mit Luft gefüllte Poren bedeutet gute Durchlüftung, 10-25 % mit Luft gefüllte Poren kann unter bestimmten Bedingungen zu Einschränkungen führen.

Mögliche Hilfsmassnahmen

Zur Vermeidung von Bodenverdichtung ist es wichtig, Massnahmen zu ergreifen, die langfristig die Bodenstruktur verbessern. Zu diesen Massnahmen gehören Drainagen, Kalken, Dauerbewuchs sowie Eintrag organischer Masse. Diese Massnahmen führen dazu, dass der Boden in der Tiefe trockener wird und die Verdichtung abnimmt.

Entscheidend für Bodenverdichtung sind das Anbauverfahren und die Bodenbearbeitung. Die wichtigste vorbeugende Massnahme ist, auf jede Art von Bodenbestellung zu verzichten, solange der Boden noch zu nass ist. Trockener Boden verfügt über eine grössere Tragfähigkeit. Nasser Boden hingegen wird bei gleichem Druck verdichtet. Durch eine grosse Aufstandsfläche mithilfe von Breitreifen oder Zwillingsbereifung kann die Last pro Rad sinken. Auch die Anzahl der Überfahrten ist wichtig, denn das von der Technik auf den Boden gebrachte Gesamtgewicht sollte so gering wie möglich sein.

In Schweden wurde im Jahr 2000 ein Feldversuch (L2-7118) durchgeführt. Die Fragestellung war, inwiefern sich Bodenverdichtung vor der Frühjahrssaat auf den Ertrag auswirkt (Gerste, Weizen, Hafer, Zuckerrübe und Erbsen). Dazu wurde die Fläche vor der Aussaat mehrere Male mit schwerer Last überfahren:

1. Aussaat ohne Verdichtung

2. Eine Überfahrt + Aussaat

3. Eine Überfahrt mit Güllewagen + Aussaat

4. Drei Überfahrten mit Güllewagen + Aussaat

Die Ergebnisse zeigten, dass leichte Verdichtung (eine Überfahrt + Aussaat) den Ertrag von Frühweizen und Hafer positiv beeinflusst. Bei Zuckerrüben und Erbsen führte diese Bodenbehandlung dagegen zur Ertragssenkung. Bei steigender Zahl der Überfahrten und damit erhöhter Bodenverdichtung sank in allen Kulturen der Ertrag. Am meisten geschädigt waren die auf Sauerstoffmangel empfindlich reagierenden Erbsen.

Bodenerosion

Erosion auf Ackerflächen bedeutet, dass grosse Mengen an Erde durch Wasser oder Wind abgetragen werden. Schutz vor Erosion bieten Bewuchs oder Pflanzenrückstände auf der Oberfläche. Aus diesem Grund stellt die pfluglose Bodenbearbeitung eine Schutzmassnahme gegen Erosion dar.

Eine Auflage aus organischem Material bildet für den Boden eine Schutzschicht, sodass er Niederschlägen und Wind nicht mehr direkt ausgesetzt ist. Beackerter oder unbedeckter Boden ist daher einem Erosionsrisiko durch Wasser und Wind ausgesetzt.

Wassererosion

Wassererosion

An Hanglagen kann es zu gravierendem Ablauf kommen, wenn Regen auf nackten Boden ohne schützenden Bewuchs und ohne Materialauflage trifft. Die Tonpartikel werden zusammen mit dem an die Partikel angelagerten Phosphor weggetragen und sammeln sich am tiefsten Punkt des Feldes oder fliessen in Entwässerungsgräben ab.

Winderosion

Winderosion

Bei trockenem, unbedecktem Boden kann Wind schwere Erosionsschäden verursachen, wenn knapp über den Boden treibender Sand die aufgehende Frucht "sandstrahlt". Wie das Foto zeigt, kann Gülle die Gefahr von Winderosion senken, da sie den Boden bindet und so ein Wegwehen verhindert.

Wasseraustrag von Phosphaten

Durch starke Niederschläge und Schneeschmelze kann Boden von der Ackerfläche abgetragen werden. Dieses Wasser führt dann Bodenpartikel, Pflanzennährstoffe und organische Masse Gewässern zu. Am meisten betroffen von solchen Vorgängen sind Hanglagen. Je steiler der Hang, desto grösser die Erosion, da das Wasser mit höherer Geschwindigkeit abläuft.

Verdoppelt sich die Ablaufgeschwindigkeit, steigt die Erosion um das Vierfache. Bei solchen sogenannten "Run-off"-Prozessen kann es zu extrem hohen Phosphorverlusten (P) kommen, da ein Grossteil des im Boden gebundenen Phosphors an den oberflächlichen Bodenpartikeln angelagert ist.

Wind

Auch Wind kann bei unbedecktem und trockenem Boden Bodenpartikel von der Grösse eines Saat- oder Sandkorns oder noch kleiner mit sich führen. Dabei "tanzen" Partikel von einer Korngrösse < 1 mm noch auf der Oberfläche, während Partikel von 0,1 mm einfach weggeweht werden. Lössboden ist die Folge solcher Windablagerungen.

Erosion durch Wind lässt sich durch die Anpflanzung von Schutzstreifen, durch Zugabe von Mist und durch Schutzfrüchte mindern. Beispiele für Anbauflächen, die durch Winderosion extrem gefährdet sind, sind die Prärien in den USA und Kanada.

Minimalbodenbearbeitung als Hilfsmassnahme

Auf grossen, offenen Flächen oder an Hanglagen werden mehrere Formen der Minimalbodenbearbeitung empfohlen und als Schutzmassnahme auch angewendet. Ein flacherer Bearbeitungshorizont führt dazu, dass sich in der obersten Schicht Ernterückstände ansammeln. Dies erhöht dort die Menge an organischer Masse, was wiederum die Aggregatstabilität verbessert und den Boden gegenüber Regentropfen und Wind widerstandsfähiger macht.

Beim Pflügen an Hanglagen sollte zur Senkung des Erosionsrisikos auf Konturpflügen gesetzt werden. Dieses Verfahren macht sich die Feldtopographie zunutze. Das Wasser infiltriert den Boden statt in den Pflugfurchen talwärts abzufliessen.

Guter Schutz: Auflage von organischem Material

Ernterückstände auf der Bodenoberfläche tragen ebenso zum Erosionsschutz bei und unterstützen somit die Minimalbodenbearbeitung. Im Allgemeinen führen Pflanzen und Pflanzenrückstände auf der Oberfläche zu einer wirksamen Verlangsamung der Wind- und Wassergeschwindigkeit auf der Bodenoberfläche. Auch rein physikalisch schützt eine Pflanzenauflage oder Bewuchs aktiv vor den Einwirkungen von Regentropfen auf die Bodenoberfläche.

Neben den üblichen Erntefrüchten bietet vor allem überständiges Feldgras den besten, Getreide dagegen nur sehr begrenzten Schutz. Bei Reihenfrüchten wie Zuckerrüben oder Mais bleibt ein Teil des Bodens unbedeckt, womit die Erosionsgefahr steigt. Dem grössten Erosionsrisiko ist bestelltes Brachland, auf dem nichts wächst und das ohne schützende Auflage von Ernterückständen auskommen muss, ausgesetzt.

Glossar:

Pflug- oder Bearbeitungssohle = Die Pflugsohle ist die verdichtete Randzone zwischen Krume und Unterboden genau unter der Pflugtiefe. Hier kommt es oft zur Verdichtung durch den Pflug und durch Radschlupf in der Furche. Eine Pflugsohle kann sich auch in Direktbearbeitungsverfahren entwickeln und zwar durch wiederholte Überfahrten in nassen Bedingungen. Eine Besonderheit hier ist die verminderte Durchlässigkeit für Wasser und Luft, denn die grössten Poren sind zusammengedrückt, was weiteres Wurzelwachstum verhindert.

Roll Test = Dazu wird feuchte Erde mit leichtem Druck zwischen Zeigefinger und Daumen zerrieben. Bei Schluffboden bildet sich eine 4-6 mm lange, bei leichtem Ton eine etwa 2 mm, bei schwerem Ton eine etwa 1 mm lange "Schliere".

Textur = Bodentextur bezieht sich auf die Anteile der Mineralteilchen unterschiedlicher Durchschnittsdurchmesser, d.h. die relativen Anteile von Sand, Schluff und vor allem Ton.

Glossar:

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

Denitrifikation = Denitrifikation findet in Böden mit geringem Sauerstoffgehalt statt. Dabei wird pflanzenverfügbares Nitrat (NO3) durch Bakterien in Nitrogengas (N2) umgewandelt. Wenn die Denitrifikation nicht vollständig ist, entsteht N2O, ein Treibhausgas.

Glossar:

Lössboden = Lössboden ist poröser Boden, der aus Windablagerung entsteht und dessen Korngrösse oft der von Schluff entspricht. Lössböden finden sich in Osteuropa und der Ukraine und können mehr als 100 m tief sein.

Konturpflügen = Höhenlinienparallele Bewirtschaftung. Dabei wird entlang der Höhenlinie der Fläche gepflügt.