Wenn Sie Ihren Boden völlig verstehen können, seine Bausteine sowie seine Charakteristiken, dann halten Sie ein gutes Fundament für eine effektive und nachhaltige Bewirtschaftung.
Zur vollständigen Optimierung Ihres Betriebs sind wir der Meinung, dass Sie ein tiefgründiges Verständnis darüber haben sollten, wie der Boden arbeitet und unter verschiedenen Einflüssen reagiert. Deshalb haben wir einfache Leitfäden und Fakten über unterschiedliche Bodentypen, Bodenstrukturen und Strukturformungsprozessen zusammengetragen.
Ackerboden besteht nur zur Hälfte aus festem Material. Die andere Hälfte besteht aus, mit Wasser oder Luft gefüllten, Poren. Bei den Feststoffen sind vor allem Ton und organische Masse für Bodenbeschaffenheit und Bodenbearbeitung prägend.
Boden besteht zu etwa 50 % aus festem Material und zu 50 % aus Poren zwischen diesem Material. Vereinfacht ausgedrückt, besteht ein Erdklumpen zur Hälfte aus festem Material und zur Hälfte aus Poren.
Das feste Material besteht entweder aus Mineralteilchen unterschiedlicher Grösse oder aus organischer Masse. Die wichtigen Poren sind entweder mit Luft oder Wasser gefüllt, je nachdem wie viel Wasser im Boden gebunden ist, wie seine Struktur ist und wie die Bodenbearbeitung aussieht. Im Idealfall ist die Hälfte der Poren mit Wasser, die andere Hälfte mit Luft gefüllt. Dabei ist in Boden mit hoher Aggregatbildung (Ton) der Porenanteil höher (40-60 %) als in einkörnigem Boden.
Bestellter Ackerboden besteht in der Regel aus Teilchen unterschiedlicher Korngrössen. Ist das Bodengefüge vorwiegend von Kies und Sand geprägt, liegt ein wasserdurchlässiger, trockener und relativ fruchtbarer Boden vor, während der Einschluss von Sand in Tonboden diesen erwärmt. Schluffige Böden sind häufig kalt und verfügen dank des durch Kapillarkräfte aufsteigenden Grundwassers über eine hohe Wasserrückhaltekraft. Die kleinsten Mineralteilchen (Ton) haben einen grossen Einfluss auf den Boden, selbst wenn ihr Anteil nur bei 5 % liegt. Tonböden quellen durch Wasseraufnahme und schrumpfen beim Austrocknen, sie geben dem Boden eine Aggregatstruktur mit Rissen und Haarröhrchen, welche die Pflanzenwurzeln nutzen, um das Bodenprofil zu durchwachsen. Die typischen Eigenschaften der unterschiedlichen Bodenarten sind in der Regel auf die unterschiedlichen Tonanteile zurückzuführen, die einen grossen Einfluss auf Bodenart und Bestellung haben.
Organisches Material ist für die Bodenbeschaffenheit von entscheidender Bedeutung. Es besteht zu fast 60 % aus Kohlenwasserstoff (C), welcher durch die von Mikroorganismen herbeigeführte Rotte entsteht. Bei der Rotte werden pflanzliche Nährstoffe wie Stickstoff (N), Phosphor (P) und Schwefel (S) freigesetzt. Das organische Material kann entscheidende Wirkung auf die Bodeneigenschaften haben. Aus ackerbaulicher Sicht ist sein Einfluss fast immer positiv. Organisches Material hat auf folgende Aspekte Einfluss:
Der Begriff „Bodengefüge“ bezieht sich auf die Verteilung von Mineralteilchen in unterschiedlichen Korngrössen. Dazu werden in unterschiedlichen Ländern unterschiedliche Klassifizierungen verwendet. Eine international akzeptierte Klassifizierung ist die Einteilung des Bodens in Grossblöcke, Steine, Kies, Sand, Schluff und Ton eingeteilt in Korngrösse. (Abb.)
Fraktion |
Korndurchmesser (mm) |
| Ton | <0.002 |
| Schluff | 0.002-0.06 |
| Sand | 0.06-2 |
| Kies | 2-60 |
| Steine | 60-600 |
| Blöcke | >600 |
Feinton (< 0,0002 mm) sowie organisches Material stellen die kleinsten Bodenteilchen dar, so genannte Kolloide. Da die Oberfläche der Tonpartikel negativ geladen ist, werden die Nährstoffe (positiv geladene Kationen) im Boden an deren Oberfläche gebunden und stellen somit für die Pflanzen einen Vorrat an Nährstoffen dar.
1) Feiner Sand 2) Sehr feiner Sand 3) Grobschluff 4) Feinschluff 5) Grobton
Feinton (< 0,0002 mm) sowie organische Materialien stellen die kleinsten Bodenteilchen dar, so genannte Kolloide. Obwohl klein, weisen sie eine grosse spezifische Oberfläche auf, d.h. im Verhältnis zu ihrem Gewicht verfügen sie über eine relativ grosse Oberfläche. Die spezifische Oberfläche nimmt dabei mit Abnahme der Teilchengrösse zu. Da die Oberfläche der Tonpartikel negativ geladen ist, werden die Nährstoffe (positiv geladene Kationen) im Boden an deren Oberfläche gebunden und stellen somit für die Pflanzen einen Vorrat an Nährstoffen dar.
Alle Tonmineralien zeichnen sich durch eine flache Form aus. Zusammen mit ihrer extrem geringen Grösse bedeutet dies, dass die Tonkolloide im Verhältnis zu ihrer Masse eine extrem grosse spezifische Gesamtoberfläche je Raumeinheit aufweisen.
Zum Beispiel beträgt die Gesamtoberfläche von einem Gramm Sand etwa 1.5-2 cm. Das entspricht der Grösse einer kleinen Briefmarke. Dagegen beträgt die Gesamtoberfläche von einem Gramm Ton mehrere 100 m2 – also ähnlich der Grösse eines Hauses.
Von den Bodenarten wird bestimmt, wie und was wir anbauen können. Sie sind die Basis für jeglichen Ackerbau. Hier ist ein kurzer Leitfaden zu den Charakteristiken jeder Bodenart.
1. Sandboden
Sandböden sind in der Regel trocken, nährstoffarm und trocknen schnell ab. Ihre Fähigkeit, Wasser per Kapillartransport aus den unteren Schichten nach oben zu fördern, ist sehr gering bis nicht existent. Daher sollte jegliche Form der Frühjahrsbestellung auf ein Mindestmass beschränkt bleiben, damit das Saatbett Wasser speichern kann. Die Fähigkeit zur Nährstoff- und Wasserrückhaltung kann bei Sandboden durch die Einarbeitung organischer Masse verbessert werden.
2. Schluffboden, 0-10 % Ton
Dieser Boden unterscheidet sich von Sandboden durch eine höhere Neigung zur Verkrustung, die oft sehr hart sein kann. Übermässige Bodenbearbeitung kann zu Verdichtung und damit zu verringerter Wasseraufnahme während niederschlagsreicher Perioden führen. In trockenen Perioden kann Schluffboden sehr hart und schwer zu bearbeiten sein. Im Allgemeinen ist dieser Boden jedoch leicht zu bearbeiten und kann beträchtliche Wassermengen aufnehmen. Hier ist gute Rückverfestigung wichtig. Nach Möglichkeit sollte unter nassen Bedingungen keine Bodenbearbeitung stattfinden.
1. Sandboden
Sandböden sind in der Regel trocken, nährstoffarm und trocknen schnell ab. Ihre Fähigkeit, Wasser per Kapillartransport aus den unteren Schichten nach oben zu fördern, ist sehr gering bis nicht existent. Daher sollte jegliche Form der Frühjahrsbestellung auf ein Mindestmass beschränkt bleiben, damit das Saatbett Wasser speichern kann. Die Fähigkeit zur Nährstoff- und Wasserrückhaltung kann bei Sandboden durch die Einarbeitung organischer Masse verbessert werden.
2. Schluffboden, 0-10 % Ton
Dieser Boden unterscheidet sich von Sandboden durch eine höhere Neigung zur Verkrustung, die oft sehr hart sein kann. Übermässige Bodenbearbeitung kann zu Verdichtung und damit zu verringerter Wasseraufnahme während niederschlagsreicher Perioden führen. In trockenen Perioden kann Schluffboden sehr hart und schwer zu bearbeiten sein. Im Allgemeinen ist dieser Boden jedoch leicht zu bearbeiten und kann beträchtliche Wassermengen aufnehmen. Hier ist gute Rückverfestigung wichtig. Nach Möglichkeit sollte unter nassen Bedingungen keine Bodenbearbeitung stattfinden.
3. Tonboden mit 10-25 % Ton
Diese Böden unterscheiden sich von Schluff und Sand insofern, als hier eine zu starke Verkrustung auftreten kann. Die Bodenkruste ist oft so hart, dass sie aufgebrochen werden muss. Aufgrund geringer Anteile von Ton und organischer Masse ist die Aggregatbildung oft mangelhaft.
4. Tonboden mit 25-40 % Ton
Bei diesem Boden ist die Fähigkeit zum Kapillartransport gut, jedoch eher langsam, sodass hier die Wasserversorgung der Pflanzen nicht über das Kapillarwasser erfolgt. Diese Böden sind dunkler und weisen ein deutlicheres Aggregatgefüge auf. Aggregatbildung verringert das Verschlämmungsrisiko. Hier ist der richtige Wassergehalt für eine leichte Bodenbearbeitung wichtig. In zu trockenen Bedingungen besteht das Risiko der Klutenbildung, in zu feuchten Bedingungen wird der Boden schmierig. Die Struktur dieser Böden lässt sich gut durch Verwitterung, Wurzelbildung etc. verbessern.
3. Tonboden mit 10-25 % Ton
Diese Böden unterscheiden sich von Schluff und Sand insofern, als hier eine zu starke Verkrustung auftreten kann. Die Bodenkruste ist oft so hart, dass sie aufgebrochen werden muss. Aufgrund geringer Anteile von Ton und organischer Masse ist die Aggregatbildung oft mangelhaft.
4. Tonboden mit 25-40 % Ton
Bei diesem Boden ist die Fähigkeit zum Kapillartransport gut, jedoch eher langsam, sodass hier die Wasserversorgung der Pflanzen nicht über das Kapillarwasser erfolgt. Diese Böden sind dunkler und weisen ein deutlicheres Aggregatgefüge auf. Aggregatbildung verringert das Verschlämmungsrisiko. Hier ist der richtige Wassergehalt für eine leichte Bodenbearbeitung wichtig. In zu trockenen Bedingungen besteht das Risiko der Klutenbildung, in zu feuchten Bedingungen wird der Boden schmierig. Die Struktur dieser Böden lässt sich gut durch Verwitterung, Wurzelbildung etc. verbessern.
5. Tonboden mit mehr als 40 % Ton
Hier handelt es sich um schwere Böden mit grosser Wasserrückhaltekraft. Jedoch ist das Wasser fest gebunden und steht den Pflanzen nicht zur Verfügung. Der Humusanteil ist oft höher als bei anderen Mineralböden. Bei Abtrocknung kommt es bei diesen Böden nicht zur Krustenbildung. Sie verfügen über eine gute Fähigkeit der Strukturverbesserung durch Frosteinwirkung/Tauprozesse bzw. Abtrocknen/Durchnässung. In kalten Wintern wird der Ton vom Frost aufgebrochen, was zu einer günstigen Aggregatbildung auf Krumentiefe führt. Trocknet Ton ohne vorheriges Gefrieren, kann er sehr kompakt und schwer zu bearbeiten werden. In sehr wassergesättigtem Zustand können diese Böden sehr klebrig und wasserundurchlässig sein. Aufgrund des hohen Tonanteils ist der Nährstoffgehalt sehr hoch. Unter trockenen Bedingungen muss in schweren Tonböden das Saatbett gut rückverfestigt werden. Das gilt nicht, wenn der Boden sehr nass und plastisch ist. Bei Feldbestellung unter nassen Bedingungen besteht die Gefahr der Bodenverdichtung.
Die Bodenstruktur ist der physikalische Aufbau von Boden. In Sandböden beispielsweise ist der Zusammenhalt der einzelnen Sandpartikel sehr schwach und es werden keine Aggregate gebildet. In Tonböden dagegen kommt es zur Aggregatbildung. Aufgrund dieser Aggregatbildung sind Tonböden leichter zu bestellen und verfügen über eine verbessere Luft- und Wasserversorgung.
Sandböden, wie der oben abgebildete, sind ein Beispiel für Einzelkorngefüge. Die Sandkörner sind relativ gross, der Zusammenhalt ist in der Regel schwach. Selbst Sandböden mit einem höheren Kolloidanteil fallen bei Druckausübung sofort auseinander. Um in Sandboden mit geringem Tongehalt gute Anbaubedingungen zu schaffen, muss oft tiefer gepflügt werden. Aufgrund seines geringen Tonanteils kann Sandboden kaum eine innere Struktur ausbilden.
Tonboden, wie der abgebildete, verfügt über einen guten Zusammenhalt und häufig über eine gute Aggregatstruktur. Selbst ein Tonanteil von nur 5 % hat grosse Auswirkungen auf den Boden und seine Eigenschaften.
Die Aggregatstruktur kommt durch eine Reihe von Vorgängen im Boden zustande. Diese Struktur bildenden Vorgänge wirken zusammen mit den Bodenbearbeitungsmassnahmen.
Wenn Tonteilchen Aggregate bilden, verbessert dies in der Regel die Bodeneigenschaften. Ein wichtiger Effekt davon ist die erleichterte Bodenbearbeitung. Auch die Bodendurchlüftung verbessert sich, so dass der Sauerstofftransport zu den Wurzeln und der Abtransport von Kohlendioxid verbessert wird. Die Aggregatstruktur verbessert auch die Wasserdurchlässigkeit und -rückhaltekraft des Bodens. Eine gute Bodenstruktur verbessert bei tonigen Ackerböden die Anbaubedingungen, da alle Bedürfnisse von Pflanzen und Wurzeln erfüllt werden. Dies führt zu schnellerem Wachstum und höheren Erträgen.
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.
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 trocknen den Boden aus. Wenn Wasser entzogen wird, werden die Tonteilchen enger zusammengepresst. Das Ergebnis sind mechanisch erzeugte Aggregate.
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.
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.
Organisches Material, Eisen und Aluminiumoxide, sowie Carbonate 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.
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, eine Verringerung von Bodenverdichtung und für einen frühen Feldaufgang eine aktive Entwässerung sehr wichtig.
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.
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. Erfahren Sie mehr über RexiusTwin
Insgesamt führen alle genannten strukturbildenden 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 strukturbildenden Prozesse zu verstehen. Durch entsprechende Diagnoseverfahren kann man sich sehr leicht ein Bild von der Struktur seines Bodens machen.
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 verdichteten Bodenstrukturen zu vermeiden, ist es wichtig, die Arbeitstiefe zu variieren.
Bodenfauna = Regenwürmer, Asseln, Springschwanz, Hundertfüssler, Milben und andere Bodentiere, die für Bakterien und Pilze die Vorarbeit leisten, indem sie Pflanzenrückstände durch Verdauung zerkleinern und aufbrechen.
Kapillarität = Kapillarwasser steigt, sowohl aufgrund von Adhäsionskraft in den feinen Poren, als auch aufgrund der Kohäsionskräfte zwischen den Wassermolekülen nach oben. Die Kapillarität ist in schluffigen Böden aufgrund des hohen und schnellen Steigvermögens hoch.
Kationen = Positiv geladene Ionen im Boden, z. B. Kalium, Kalzium und Magnesium
Kolloide = Kolloide bilden die kleinsten Bodenbestandteile. Ihr durchschnittlicher Durchmesser beträgt weniger als 0,0002 mm. Die Kolloide umfassen organische Masse und feinen Ton.
Mineralteilchen = Mineralteilchen sind kleinste unorganische Bodenbestandteile, die sich durch Verwitterung diverser Mineralien und Gesteinsarten gebildet haben – entweder am Ort ihres Vorkommens oder woanders, von wo sie dann von Gletschern wegtransportiert wurden. Bodeneigenschaften hängen in hohem Masse von der Grösse der einzelnen Bodenteilchen ab.
Poren = Bodenporen sind Kanäle und Spalten im Boden, die mit Wasser oder Luft gefüllt sind, je nach aktuellem Wassergehalt des Bodens.
Spezifische Oberfläche = Die Gesamtoberfläche der Bodenteilchen ausgedrückt in Quadratmeter pro Gramm trockenen Bodens. Sie spielt bei der Bodenbewertung eine wichtige Rolle, da sie angibt, wie viele Nährstoffe der Boden durch Verwitterung freisetzen und an seinen Oberflächen binden kann.
Textur = Bodentextur bezieht sich auf die Anteile der Mineralteilchen unterschiedlicher Durchschnittsdurchmesser, d.h. die relativen Anteile von Sand, Schluff und vor allem Ton.
Ton = Bei Ton handelt es sich um die physikalisch kleinste Gruppe von Bodenpartikeln. Bei der kleinsten Korngrösse beträgt der Durchmesser durchschnittlich weniger als 0,002 mm.
Kapillarität = Kapillarwasser steigt, sowohl aufgrund von Adhäsionskräft in den feinen Poren, als auch aufgrund der Kohäsionskräfte zwischen den Wassermolekülen nach oben. Die Kapillarität ist in schluffigen Böden aufgrund eines hohen und schnellen Steigvermögens hoch.
Aggregatstruktur = Diese entsteht durch Zusammenlagerung von Primärpartikeln einer Korngrösseneinteilung. Sie kann durch organische Masse, Kalk und chemischer Ausfällung stabilisiert werden.
Einzelkorngefüge = In einem Boden mit Einzelkorngefüge bilden die Partikel nur sehr lockere bzw. gar keine Aggregate.
Kohlendioxid = Gasförmiges Abfallprodukt (CO2), das bei der Zellatmung der Wurzeln anfällt. Zusammen mit Wasser bildet es den Baustein für Zucker, der von der Pflanze durch Photosynthese gebildet wird.
Kolloide = Kolloide bilden die kleinsten Bodenbestandteile. Ihr durchschnittlicher Durchmesser beträgt weniger als 0,0002 mm. Die Kolloide umfassen organische Masse und feinen Ton.
Sauerstoff = Element, das in der Luft als Gas O2 in einer Konzentration von 21 % vorkommt. Für die Zellatmung von Pflanzen und Wurzeln ist Sauerstoff lebenswichtig.
Textur = Bodentextur bezieht sich auf die Anteile der Mineralteilchen unterschiedlicher Durchschnittsdurchmesser, d.h. die relativen Anteile von Sand, Schluff und vor allem Ton.
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.
Eisen- und Aluminiumoxide = Chemische Verbindungen von Eisen (Fe) und Aluminium (Al) einerseits und Sauerstoff (O) andererseits. Rost ist z. B. ein Eisenoxid.
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.
Poren = Bodenporen sind Kanäle und Spalten im Boden, die mit Wasser oder Luft gefüllt sind, je nach aktuellem Wassergehalt des Bodens.
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.
