des Wasser- und Lufthaushaltes im Boden haben (Tab. I-3).
Mit abnehmendem Porendurchmesser wird Wasser fester in den Poren gebunden. Je kleiner der Porendurchmesser ist, um so höher ist die Saugspannung, mit der das Wasser in den Kapillaren gehalten wird. Der pF-Wert (log cm Wassersäule) ist das Maß für die Wasserbindung im Boden. Für einen spezifischen Boden steht somit jedem pF-Wert eine bestimmte Wassermenge gegenüber, die bei dieser Saugspannung gehalten werden kann. In groben Poren mit einem Äquivalentdurchmesser von >50 µm wird kein Bodenwasser entgegen der Schwerkraft gehalten. Im Bereich der Feldkapazität (Wasservolumen bei pF 1,8) sind sie entwässert und lufterfüllt. Der Parameter Luftkapazität gibt den Luftgehalt von Bodenproben bei Feldkapazität an. Dieser ist sowohl bodenartspezifisch als auch stark von der Bewirtschaftung geprägt und variiert in vergleichsweise weiten Grenzen zwischen 2 und >20%.
| Tab. I-3. Einteilung und Funktion der Porengrößen (ergänzt n. Becker et al. 1984) | ||||||
| Poren | Äquivalentdurchmesser (μm) | Wassersäule (cm) | pF-Wert | Zustand des Bodenwassers | Pflanzenverfügbarkeit | Durchlüftung |
| grobweiteenge | >5050 – 10 | 1 – 6060 – 300 | 0 – 1,81,8 – 2,5 | Bewegung von Sicker- undHaftwasser | leicht | gut |
| mittel | 10 – 0,2 | 300 – 15 000 | 1,8 – 4,2 | Wasserspeicherung (pflanzenverfügbare Kapazität) | mittel – schwer | schwer |
| fein | < 0,2 | > 15 000 | > 4,2 | Bereich des „toten“, nicht pflanzenverfügbaren Wassers | keine | keine |
Die bisher genannten Parameter der Bodenstruktur werden im allgemeinen in der Ackerkrume (Ap-Horizont) bestimmt. Für die Bodenbeurteilung aus ackerbaulicher Sicht ist es aber auch erforderlich, die Struktur in tiefer liegenden Horizonten zu kennen. Dies betrifft die Durchwurzelbarkeit des Bodenraumes ebenso wie die Wasserableitung in tiefere Bodenschichten sowie den kapillaren Wasseraufstieg von dort. Zu diesem Zweck wird der Durchdringungswiderstand gemessen. Das ist die Kraft, welche aufgewandt werden muss, um eine Kegelspitze vertikal in den Boden zu treiben und den Widerstand der Bodenmatrix zu überwinden. Dabei erhält man unter anderem Auskunft über gegebenenfalls vorhandene schädliche Bodenverdichtungen (Abb. I-2).
Abb. I-2 Durchdringungswiderstand auf einem schluffigen Sandboden mit Krumenbasisverdichtung und auf einem nicht verdichteten Lößboden (nach Pronin 2002 und Institut für Zuckerrübenforschung Göttingen 2001).
Mit dem Gehalt an organischer Bodensubstanz, der Bodenazidität und den Nährstoffgehalten werden wesentliche agrikulturchemische Parameter erfasst. Sie sind, wie die Bodenstruktur auch, einerseits durch die gegebene Textur beeinflusst, andererseits aber in hohem Maße von der Bewirtschaftung abhängig. Die in Tabelle I-4 angegebenen Werte für eine Lößschwarzerde kennzeichnen einen vorteilhaften ackerbaulichen Bodenzustand, bei dem standortspezifisch hohe Humus- und Nährstoffgehalte mit günstiger Bodenreaktion für hohe Bodenfruchtbarkeit stehen. Die Fahlerde-Braunerde steht demgegenüber für einen Sandboden geringer Bonität (Tab. I-4).
| Tab. I-4. Mittlere Werte für bodenchemische Parameter einer Löß-Schwarzerde (Standort Bad Lauchstädt, Sachsen-Anhalt; Körschens et al. 2002) und einer Fahlerde-Braunerde (Standort Thyrow, Brandenburg; Frielinghaus et al. 2003); jeweils im Ap-Horizont | ||
| Parameter | Bad Lauchstädt | Thyrow |
| Corg-Gehalt (%) | 2,07 | 0,52 |
| Nt-Gehalt (%) | 0,17 | 0,042 |
| C:N-Verhältnis | 12,2 : 1 | 12,4:1 |
| pH-Wert | 6,6 | 5,4 |
| Phosphorgehalt (mg 100 g–1) | 21,0 | 9,8 |
| Kaliumgehalt (mg 100 g–1) | 23,0 | 8,9 |
| Magnesiumgehalt (mg 100 g–1) | 13,2 | 4,2 |
| Sorptionskapazität (mval 100 g–1) | 29,4 | 4,6 |
Aus bodenbiologischer Sicht ist besonders die Tätigkeit der Regenwurmpopulationen relevant. Sie sind einerseits sensible Indikatoren für den Bodenzustand hinsichtlich des Gehaltes an organischer Substanz, der Bodenreaktion oder des Vorhandenseins von Schadstoffen im Boden. Andererseits haben die Regenwürmer für den Ackerbau größte Bedeutung, denn sie bringen organische Stoffe in den Boden ein, stabilisieren die Bodenstruktur durch das Anlegen von kontinuierlichen Makroporen und lockern verdichtete Schichten wieder auf. Darüber hinaus spielen sie eine wichtige Rolle im Stoffkreislauf, indem sie am Abbau organischer Stoffe und der damit verbundenen Freisetzung von Nährstoffen beteiligt sind. Die Regenwurmpopulationen in Ackerböden variieren in weiten Bereichen und sind stark von der Bewirtschaftung abhängig. In einem biologisch aktiven ackerbaulich genutzten Boden sind zwischen 50 bis 300 Individuen je m2 (in 20 cm Bodentiefe) mit einem Frischgewicht von 20 bis 150 g zu erwarten.
2.1.2Bodenfruchtbarkeit
Die Fruchtbarkeit der Böden ist seit jeher die Grundlage für ihre ackerbauliche Nutzung. Sie wird heute als ein komplexes Wirkungsgefüge begriffen, welches sich auf Grundlage der natürlichen Standortfaktoren als offenes, dynamisches und selbstregulierendes System durch die Bodennutzung herausbildet und entwickelt. Es steht mit anderen Systemen in Wechselbeziehungen und kann über seine Wirkungen auf Kulturpflanzen und die Umwelt beurteilt werden. Die Kategorie Bodenfruchtbarkeit wird verschieden betrachtet und interpretiert. Im allgemeinen lässt sich aber die folgende Definition zugrunde legen.
Bodenfruchtbarkeit
Bodenfruchtbarkeit ist der Wirkungsanteil des Bodens an der Ertragsbildung. Sie beruht auf physiologischen, phytosanitären und technologischen Funktionen des Bodens.
Die physiologische Funktion besteht in der bedarfsgerechten Vermittlung von Wasser, Nährstoffen, Luft und Wärme an die Wurzeln der Kulturpflanzen und hängt vom Transformations- und Speichervermögen, der Leitfähigkeit und der Durchwurzelbarkeit des Bodens ab.
Die phytosanitäre Funktion kommt im Einfluss auf den Gesundheitszustand der Pflanzen zum Ausdruck und wird durch den Gehalt an Schaderregern und Schadstoffen sowie die Dynamik ihrer Anreicherung und ihres Abbaus im Boden bedingt.
Die technologische Funktion wirkt sich im Einfluss auf die Anbauverfahren aus und kommt in der Bearbeitbarkeit sowie in den Bedingungen für Aussaat, Düngung, Pflege und Ernte der Pflanzenbestände zum Ausdruck (nach Kundler 1989).
Durch die ackerbauliche Bodennutzung können unbeabsichtigt auch negative Wirkungen auf die Bodenfruchtbarkeit ausgelöst werden. Diese sind:
Verarmung an organischer Substanz durch einseitige, humuszehrende Fruchtfolgen, ungenügende organische Düngung oder zu intensive Bodenbearbeitung;
Versauerung durch unterlassene Kalkdüngung;
Nährstoffverarmung durch ungenügende mineralische oder organische Düngung;
Vernässung infolge von Schadverdichtungen oder fehlender bzw. mangelhafter Bodenwasserregulierung;
Verschlämmung und Verkrustung der Bodenoberfläche als Folge von Teilbrachen ohne schützenden Pflanzenbestand, begünstigt durch Verarmung an organischer Substanz und Versauerung;
Verdichtung vor allem als Folge großer Radlasten von Maschinen und Fahrzeugen und begünstigt durch Verarmung an organischer Substanz, Versauerung und Vernässung;
Bodenerosion durch Wasser und/oder Wind bei ungenügend geschützter Bodenoberfläche begünstigt durch Strukturverschlechterung, Verarmung an organischer Substanz und Versauerung;
Anreicherung von Krankheitserregern und Schädlingen der Kulturpflanzen im Boden durch ungeeignete Fruchtfolgen und
