Bodenfruchtbarkeit: Merkmale, Wasser und Schutz

Bodenfruchtbarkeit ist die Fähigkeit eines Bodens, Pflanzen beim Wachsen zu unterstützen. Ein fruchtbarer Boden bietet erreichbare Nährstoffe und Wasser, ausreichend Luft, passende Wärme und Raum für Wurzeln. Nährstoffe sind Stoffe, die Pflanzen für ihren Aufbau und ihr Wachstum brauchen. Durchwurzelbarkeit bedeutet, wie gut Wurzeln in den Boden eindringen und sich darin ausbreiten können.

Der Ertrag ist die geerntete Pflanzenmenge. Er hängt von den Bodeneigenschaften ab, aber auch vom Wetter, der Pflege und der angebauten Pflanzenart. Ein kleiner Ertrag beweist deshalb noch keine geringe Bodenfruchtbarkeit. Ebenso zeigt eine große Ernte nicht für sich, dass der Boden langfristig in gutem Zustand ist. Welche Bodenbedingungen günstig sind, hängt auch von der Pflanzenart ab.

Humus besteht aus abgestorbenen Resten von Lebewesen, die im Boden unterschiedlich weit zersetzt sind. Kleine Bodenlebewesen bauen diese Reste weiter ab. Dabei werden gebundene Nährstoffe nach und nach in Formen überführt, die Pflanzen aufnehmen können. Humus ist zugleich Nahrung für viele Bodenlebewesen.

Ein Ion ist ein elektrisch geladenes Teilchen. Positiv geladene Ionen heißen Kationen. Humus kann Nährstoffkationen wie Kalium, Calcium und Magnesium vorübergehend festhalten und gegen andere Kationen aus dem Bodenwasser austauschen. Das heißt Kationenaustausch. Dadurch werden diese Nährstoffe weniger leicht mit Wasser aus dem Boden weggespült und können Pflanzen zur Verfügung stehen. Diese Bindung gilt für positiv geladene Teilchen; sie schützt nicht pauschal alle Nährstoffe vor dem Wegspülen.

Der pH-Wert ist eine Zahl dafür, wie sauer oder basisch etwas ist: Unter 7 heißt sauer, 7 neutral und über 7 basisch. Er beeinflusst, wie gut bestimmte Nährstoffe verfügbar sind und wie Bodenlebewesen arbeiten. Humus kann größere Änderungen des pH-Werts abmildern. Das heißt puffern. Welcher pH-Wert günstig ist, hängt vom Boden und von der Pflanze ab.

Humus hilft außerdem, Bodenteilchen zu stabilen Bodenkrümeln zu verbinden. Zwischen den Teilchen und Krümeln liegen Hohlräume, die Poren. Ihre Anordnung heißt Porengefüge. Je nach Größe speichern Poren Wasser oder lassen Wasser und Luft hindurch. Ein Teil des Wassers wird in sehr kleinen Poren so fest gehalten, dass Pflanzen ihn nicht aufnehmen können.

Ein günstiges Porengefüge versorgt Wurzeln mit Wasser und Luft und bietet ihnen Platz. Werden Poren zusammengedrückt, können Wasser und Luft schlechter hindurchgelangen. Auch Wurzeln können dann schlechter wachsen. Zusätzliche Nährstoffe beseitigen zusammengedrückte Poren nicht. Humus, Nährstoffbindung, pH-Wert und Bodenaufbau wirken deshalb zusammen.

Nach vollständigem Durchnässen kann überschüssiges Wasser aus einem Boden abfließen. Die Wassermenge, die er nach etwa zwei bis drei Tagen gegen die Schwerkraft noch hält, heißt Feldkapazität. Davon können Pflanzen nicht alles aufnehmen: Ein Teil sitzt zu fest in kleinen Poren. Die aufnehmbare Menge heißt nutzbare Feldkapazität, kurz nFK.

Hier wird die nFK in Volumenprozent angegeben, abgekürzt Vol.-%. Volumen bedeutet den Platz, den etwas einnimmt. Ein Volumenprozent ist ein Hundertstel dieses Raums. Die nFK beschreibt damit, wie viel nutzbares Wasser im Verhältnis zum Bodenraum gespeichert werden kann.

Die effektive Durchwurzelungstiefe ist die rechnerische Tiefe des Bodenbereichs, dessen nutzbaren Wasserspeicher Wurzeln ausschöpfen können. Gemeint ist nicht einfach die tiefste einzelne Wurzel. Die Tiefe geben wir in Dezimetern an, abgekürzt dm. Ein Dezimeter sind zehn Zentimeter.

Eine nFK von 1 Vol.-% entspricht je Dezimeter Bodentiefe einem Liter nutzbarer Speicherkapazität pro Quadratmeter. Liter pro Quadratmeter schreibt man als \mathrm{l/m^2}. Ein Quadratmeter ist eine Fläche von einem Meter mal einem Meter. Ein Liter Wasser auf dieser Fläche bildet eine einen Millimeter hohe Wasserschicht. Millimeter wird mit mm abgekürzt.

Für einen gleichmäßig aufgebauten Boden gilt daher: Multipliziere den Zahlenwert der nFK in Vol.-% mit dem Zahlenwert der effektiven Durchwurzelungstiefe in dm. Das Ergebnis ist die maximal nutzbare Speicherkapazität in Litern pro Quadratmeter und zugleich in Millimetern. Bei unterschiedlichen Bodenschichten berechnest du jeden Speicher getrennt und addierst die Ergebnisse. Bei einem hohen Steinanteil muss der Platz der Steine berücksichtigt werden, sofern das im angegebenen nFK-Wert noch nicht geschehen ist. Ein bereits berücksichtigter Steinanteil wird nicht erneut abgezogen.

Das Ergebnis beschreibt einen möglichen Speicher, nicht den aktuellen Wasserinhalt. Dieser hängt etwa davon ab, wie viel Wasser Pflanzen schon entnommen haben. Auch zusätzliches Wasserangebot ist davon zu unterscheiden: Regen kann Wasser nachliefern. Grundwasser ist unterirdisches Wasser, das die Hohlräume eines zusammenhängenden Bereichs vollständig füllt. Es kann durch enge Hohlräume nach oben in den Wurzelraum steigen. Diesen Nachschub berechnet die Speicherrechnung nicht.

Prüfe zuerst, was dem Boden schadet. Erosion bedeutet, dass Wasser oder Wind Bodenteilchen abträgt. Dabei kann wertvoller, humusreicher Boden verloren gehen. Bodenverdichtung bedeutet dagegen, dass Bodenteilchen enger zusammengedrückt werden und Poren verloren gehen. Wasser, Luft und Wurzeln finden dann weniger Raum.

Auch der Anbau beeinflusst den Boden. Werden viele Jahre hintereinander dieselben Pflanzen angebaut, spricht man von einseitigem Anbau. Das kann je nach Pflanze und Standort den Humus und die Stabilität der Bodenkrümel beeinträchtigen. Eine Fruchtfolge ist der geplante Wechsel verschiedener angebauter Pflanzen über die Jahre. Eine zum Boden und zum örtlichen Wetter passende Fruchtfolge kann helfen, Humus zu erhalten und stabile Bodenkrümel zu fördern. Pflanzenreste liefern Material für neuen Humus. Die Wirkung hängt vom Anbauplan und den Bedingungen vor Ort ab.

Eine Schutzmaßnahme muss zur Ursache passen. Gegen Abtragung durch Regen kann eine Pflanzendecke helfen: Sie bremst auftreffenden Regen, und Wurzeln halten Bodenteilchen zusammen. Dafür können Zwischenfrüchte wachsen. Das sind Pflanzen, die zwischen zwei Hauptanbauzeiten den Boden bedecken. Eine Fruchtfolge kann den Boden längerfristig unterstützen. Sie stellt beschädigte Poren oder verlorenen Boden nicht sofort wieder her.

Beurteile eine Maßnahme deshalb mit mehreren Fragen: Trifft sie die Ursache? Passt sie zum Boden und zum Wetter vor Ort? Woran lässt sich ihre Wirkung erkennen? Hinweise sind stabilere Bodenkrümel, besser eindringendes Wasser und mehr Raum für Wurzeln. Ein hoher Ertrag im nächsten Jahr beweist noch nicht, dass ein Bodenschaden behoben ist.