Bodenbildung: Vom Gestein zum lebendigen Boden

Das Ausgangsmaterial ist das Material, aus dem sich ein Boden entwickelt. Es kann festes Gestein sein, aber auch bereits lockerer Sand. Durch Verwitterung wird Gestein zerkleinert oder stofflich verändert. So entsteht oder verändert sich mineralisches Bodenmaterial.

Pflanzenreste und andere abgestorbene Reste gelangen hinzu. Das Bodenleben, also die Lebewesen im Boden, baut sie ab und arbeitet sie um. Dabei entsteht Humus. Beim weiteren Abbau werden auch Nährstoffe frei: Das sind Stoffe, die Pflanzen zum Wachsen brauchen. Tiere wie Regenwürmer können organisches und mineralisches Material durchmischen. Wasser kann Stoffe an andere Stellen tragen. Dadurch können sich unterschiedliche Bodenschichten ausbilden.

Diese Erklärung ist ein vereinfachtes Schema. Verwitterung, Humusbildung, Abbau, Durchmischung und Stoffverlagerung können gleichzeitig ablaufen. Bei längere Zeit ähnlichen Bedingungen können sich Humusaufbau und Humusabbau ungefähr ausgleichen. Ändern sich die Bedingungen oder die Nutzung, kann sich dieses Verhältnis verschieben. Nicht jeder Boden entsteht aus Gestein: In Mooren, also dauerhaft sehr nassen Gebieten, können Böden überwiegend aus Pflanzenresten entstehen.

Bei der physikalischen Verwitterung wird Gestein geschwächt oder zerkleinert, ohne dass sich seine Stoffe dabei chemisch verändern. Ein Beispiel sind wiederholte Temperaturwechsel: Gestein dehnt sich beim Erwärmen aus und zieht sich beim Abkühlen zusammen. Dabei können Risse entstehen oder größer werden.

Bei der chemischen Verwitterung werden Bestandteile des Gesteins gelöst oder in andere Stoffe umgewandelt. Wasser und darin enthaltene Säuren können daran beteiligt sein. Eine Säure ist ein Stoff, der bestimmte andere Stoffe angreifen und verändern kann.

Biogene Verwitterung bedeutet, dass Lebewesen an der Verwitterung mitwirken. Wachsende Wurzeln können Druck auf die Wände eines Gesteinsrisses ausüben. Das ist biogen und zugleich physikalisch. Wurzeln können auch Säuren abgeben, die Gesteinsbestandteile angreifen. Das ist biogen und zugleich chemisch. Physikalisch und chemisch beschreiben also die Wirkungsweise; biogen beschreibt die Beteiligung von Lebewesen. Die Formen können zusammenwirken: Bereits vorhandene Risse können Wasser den Zugang zum Gestein erleichtern.

Eine Bodenschicht mit eigenen erkennbaren Merkmalen heißt Bodenhorizont. Solche Schichten können sich etwa in Farbe, Humusgehalt oder mineralischen Bestandteilen unterscheiden. Die Abfolge der Horizonte von oben nach unten heißt Bodenprofil. Humusbildung, Abbau und Durchmischung verändern das Material. Wasser kann weitere Unterschiede schaffen.

Sickerwasser ist Wasser, das durch den Boden nach unten fließt. In feuchten Gebieten kann es gelöste Stoffe oder feine Teilchen aus oberen Schichten mitnehmen. Diese können sich weiter unten ansammeln. In trockenen Gebieten kann dagegen Wasser aus dem Untergrund aufsteigen. Verdunstet es nahe der Oberfläche, können mitgeführte gelöste Stoffe dort zurückbleiben. Nicht jeder Boden hat daher dieselben Horizonte oder dieselbe Schichtenfolge.

Mehrere Einflüsse wirken zusammen. Das Klima ist das für einen Ort typische Wetter über viele Jahre; besonders Temperatur und Niederschläge beeinflussen die Bodenbildung. Hinzu kommen Lebewesen, Ausgangsmaterial, Zeit und Geländeform. An einem Hang kann Material abgetragen werden, sodass sich weniger Boden ansammelt. Eine ebene Fläche ist aber nicht automatisch tiefgründig, also mit einer dicken Bodenschicht bedeckt. Auch ein höheres Bodenalter bedeutet bei unterschiedlichen Bedingungen nicht automatisch stärkere Verwitterung. Menschen verändern Böden ebenfalls, etwa durch Bearbeitung oder das Abtragen von Material.

Ein fruchtbarer Boden ermöglicht Pflanzen gutes Wachstum. Dazu müssen unter anderem Wasser, Luft und verfügbare Nährstoffe zusammenpassen. Tonminerale sind sehr kleine mineralische Bestandteile des Bodens. Tonreiches Material enthält viele solcher feinen Bestandteile; Sand besteht aus gröberen Körnern. Humus entsteht beim Umbau abgestorbener Reste durch das Bodenleben. Humus kann Wasser speichern und die Bildung kleiner Bodenkrümel unterstützen. Zwischen solchen Krümeln liegen Hohlräume, in denen sich Wasser oder Luft befinden können. Bodenlebewesen bauen organische Reste ab und arbeiten sie um. Viele frische Pflanzenreste allein bedeuten deshalb noch keinen fruchtbaren Boden.

Tonminerale und Verbindungen aus Ton und Humus bieten Speicherplätze für bestimmte Nährstoffe. Um das zu verstehen, brauchst du den Begriff Ion: Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Teilchen. Es kann positiv oder negativ geladen sein. Entgegengesetzte Ladungen ziehen sich an. Wir betrachten hier negativ geladene Speicherplätze. Dort können positiv geladene Nährstoffteilchen wie Kalium-Ionen festgehalten werden.

Bodenwasser mit darin gelösten Stoffen heißt Bodenlösung. Im Austausch gegen andere positiv geladene Teilchen kann gespeichertes Kalium wieder in die Bodenlösung gelangen und für Pflanzen verfügbar werden. Tonreiche Böden können solche Nährstoffe besser speichern als Sandböden. Humus schafft zusätzliche Speicherplätze. Negativ geladene Teilchen wie Nitrat-Ionen werden an den hier beschriebenen negativ geladenen Plätzen nicht festgehalten. Sie können mit dem Wasser leichter ausgewaschen, also aus dem Boden weggetragen werden. Das ist keine Aussage über jede mögliche Bindung von Stoffen im Boden. Auch viele Speicherplätze verhindern nicht, dass organische Reste weiter abgebaut werden.