Ob und wie Nährstoffe in einem Boden für Pflanzen zur Verfügung stehen, hängt unter anderem mit der tatsächlichen Bodenbeschaffenheit zusammen. Man spricht von Bodentypen und Bodenarten. Des Weiteren spielt auch der pH-Wert eine entscheidende Rolle, ob Nährstoffe freigesetzt werden können.
Leichte Böden, schwere Böden
Bodentypen sind gemeinhin Böden mit vergleichbarem „Material“, zum Beispiel Moorboden oder Felsboden. Bodenarten unterscheiden sich nach ihrer Korngröße. Für den Gartenbau sind drei Arten relevant. Tonböden haben Partikel mit der kleinsten Korngöße, Sandböden haben Partikel mit der größten Korngröße. Dazwischen liegt der Schluffboden. Seine Teilchen sind größer als beim Ton-, aber kleiner als beim Sandboden. Die Definition der Korngrößen findet sich in der ehemaligen DIN 4022. Heute ist relevant die EN ISO 14688.
Lehmboden ist übrigens ein Gemisch aus Sand, Ton und Schluff. Die Teilchen mit entsprechend verschiedenen Größen sind fast zum gleichen Anteil vorhanden.
Die Eigenschaften der Bodenarten haben Auswirkungen auf Nährstoffspeicherung und -abgabe, Bodenbearbeitung, Bodenwärme und Wasserhaushalt. Sie beziehen sich neben der Konsistenz vor allem auf die Zwischenräume zwischen den einzelnen Körnern: die Poren. Pore ist aus dem Griechischen entlehnt und bedeutet so viel wie Loch oder Öffnung. Je größer die Teilchen sind, umso größer ist auch der Raum zwischen ihnen. Man spricht von Feinporen (kleine Poren) und Grobporen (große Poren).
Sandboden
Der Sandboden besitzt hauptsächlich Teilchen mit einer großen Korngröße und ist grobporig. Aufgrund der entsprechend großen Poren kann das Wasser sehr schlecht gespeichert werden. Es fließt schnell ins Grundwasser ab und ist für die Vegetation auf dem Boden verloren. Sandboden ist also stark wasserdurchlässig. Staunässe ist daher in einem Sandboden selten zu befürchten. Jedoch fließt eine ganze Menge des Wassers ungenutzt nach unten und der Boden wird schnell wieder trocken. Nährstoffe können sich nicht halten und werden weggespült. Man spricht auch von einer Auswaschung des Bodens.
Positiv anzumerken ist beim Sandboden die gute Durchlüftung. Nicht nur Wasser trifft auf geringen Widerstand, sondern auch Luft und Sauerstoff kommen problemlos durch die Teilchenzwischenräume. Sauerstoff ist wichtig für die Mikroorganismen, sodass eine gute Durchlüftung ihre Aktivität ankurbelt. Der Boden ist besonders flexibel und leicht bearbeitbar. Daher wird er auch leichter Boden genannt. Die wenige Masse wird schnell erwärmt. Der Boden ist früh warm, wird aber auch schnell wieder kalt. Eine konstante Wärme ist bei günstigen Wetterverhältnissen jedoch möglich. Das käme sowohl den Pflanzen als auch den Bodenorganismen zu Gute. Die Pflanzen können früher reifen und die Mikroorganismen sind frühzeitig aktiv.
Was Sie auf einem Sandboden bzw. einem Boden mit einem erhöhten Sandanteil (sandige Böden) anbauen können, ist zum Beispiel Spargel. Spargel benötigt viel Luft und Wärme. Das bietet ein sandiger Boden bereits. Die bei Sandböden schwache Nährstoffkonzentration sollte über Humus- oder Kompostbeigaben erhöht werden. Die Durchmischung fördert ebenso die Wasserspeicherfähigkeit. Locker sollte der Boden natürlich auch sein, damit die zarten Spargelspitzen leicht die Erdkruste durchstoßen können.
Tonboden
Tonböden sind Böden mit sehr kleinen Teilchen und entsprechend feinporig. Durch die kleinen Poren dringt das Wasser kaum durch. Entsprechend gut ist die Wasserspeicherfähigkeit sowie die Nährstoffspeicherung.
Ungünstigerweise bedeutet wenig Zwischenraum auch eine gewisse Festigkeit und Inflexibilität des Bodens. Nasser Tonboden ist sehr fest und im trockenen Zustand sehr rissig. Tonböden trocknen nur sehr langsam. Die Feuchtigkeit macht insbesondere Pflanzen, die empfindlich auf Staunässe reagieren und viel Sauerstoff benötigen, zu schaffen. Auf besonders festen Tonböden bekommen die auf ihnen wachsenden Pflanzen kaum die Gelegenheit, die reichlich vorhandenen Nährstoffe über die Wurzel herauszuziehen. Ebenso kann eine gute Durchlüftung sowie Durchwurzelung nur schwer gewährleistet werden und die geballte Masse an Bodenteilchen kann sich nur sehr langsam erwärmen. Der Tonboden wird auch als schwerer Boden bezeichnet. Die Bodenbearbeitung ist aufgrund der Masse und Festigkeit eher mühsam.
Schluffboden
Schluffboden ist ein fruchtbarer, mittelschwerer Boden. Er kommt im Garten selten vor. Reine Schluffböden (80% müssen dazu aus Schluff bestehen) finden Sie zum Beispiel in der Marsch oder an Flussläufen. Korngrößen und Poren sind kleiner als beim Sand-, aber größer als beim Tonboden. Daher ist er entsprechend flexibler und kann Wasser und Nährstoffe besser speichern als Sand. Auch die Abgabe der Nährstoffe ist besser gewährleistet.
Humus
Ton, Schluff und Sand zählen zu den anorganischen Produkten, die durch Gesteinsverwitterung, -pressung und Bodenerosionen entstanden sind. Sie setzen sich also nicht aus tierischen oder pflanzlichen Überresten zusammen.
Humus dagegen ist keine Bodenart, aber sehr wohl eine Schicht des Bodens. Er ist organisch, das heißt er setzt sich aus abgestorbenen bzw. ausgeschiedenen organischen Resten zusammen. In ihm findet sich wichtige Pflanzennahrung. Im Gegensatz zur Mineralisation wird bei der Humifizierung (Humus-Bildung) nicht alles zersetzt. Daher hat Humus noch Substanz. Er ist krümelig. Humus hat eine dunklere Farbe, die ihn schneller erwärmt. Je dunkler die Oberfläche, desto besser die Licht- und somit auch Wärmeaufnahme.
Die Durchmischung mit Humus bei nährstoffarmen, leichten, alkalischen Böden führt zu einer Verbesserung hinsichtlich der Nährstoffanreicherung, Bodenbearbeitung und der Wasserspeicherfähigkeit.
Die Mischung macht’s – Boden verbessern
Schwere und mittelschwere Böden verbessern
Die hohe Fruchtbarkeit des Tonbodens, die gröbere und somit luftdurchlässigere Form des Sandbodens und die Wasserspeicher-Fähigkeit des Schluffbodens sind die besten Voraussetzungen für die meisten Pflanzen. Haben Sie einen Gartenboden, der zu etwa gleichen Anteilen alle drei Bodenarten (Sand, Schluff, Ton) beinhaltet, dann besitzen Sie einen Lehmboden. Das ist jedoch nur Theorie. Viel häufiger sind Mischformen: Ein Lehmboden mit mehr Anteilen an Ton, nennt sich zum Beispiel toniger Lehmboden und ist entsprechend schwerer zu bearbeiten.
Theoretisch bringen Lehmböden die besten Eigenschaften aus allen Bodenarten mit. Damit Ihre Pflanzen die Eigenschaften auch nutzen können, muss der Boden jedoch gut bearbeitet werden. Ein Lehmboden mit sehr viel Ton- und Schluffanteilen ist entsprechend mittelschwer. Das bedeutet vor allem erschwertes Umgraben, verzögerte Wärmeentwicklung und Neigung zur Verdichtung. Bei Regen wird er schnell schlammig, bei Trockenheit rissig. Sprich: Der Boden ist zu fest und schwer.
Eine Bodenverbesserung bedeutet hier, den Boden leichter zu machen. Das schaffen Sie mit Humus, Kompost und/oder Beimischung von Sand.
Nährstoffe hat ein Ton- oder Lehmboden zwar genügend, doch mit Humus verschaffen Sie dem Boden eine natürliche Lockerung. Die zusätzlichen Nährstoffe werden im Boden gespeichert, bis sie gebraucht werden. Der Sand sorgt vor allem für eine Lockerung des Bodens.
Leichte Böden verbessern
Besonders grobporige Gartenerde behandeln Sie genau anders herum: Erhöhen Sie den Anteil an Schluff oder Lehm. Mit der Untermischung geben Sie dem Boden mehr Masse, mehr Festigkeit. Daraus resultiert eine verbesserte Wasser- und Nährstoff-Speicherung. Einen leichten Boden in einen mittelschweren umzuarbeiten, kostet Kraft und Ausdauer. Möchten Sie Ihrem sandigen Boden stattdessen nur ein wenig mehr Festigkeit geben und die Nährstoffkonzentration erhöhen, mischen Sie Humus unter.
Boden-pH-Wert
Nicht nur die Bodenart, sondern auch der pH-Wert des Bodens sind wichtig für sattes Grün, leuchtende Blüten und saftiges Obst und Gemüse. Denn je nach pH-Wert sind die Nährstoffe für die Pflanze leichter oder schwerer verfügbar.
Was ist der pH-Wert?
Mit diesem kryptischen Wort wird nichts anderes bezeichnet als der Anteil an Protonen in der Bodenlösung. Protonen sind positiv geladene Wasserstoffionen (H+), deshalb das großgeschriebene H (Elementsymbol für Wasserstoff im Periodensystem der Elemente). In neueren Schriften wird auch vom Hydrogen gesprochen. Das kleine „p“ davor spielte bei Søren Sørensen, dem Erfinder der ph-Wert-Skala, keine besondere Rolle. Später wurde dem „p“ die Bedeutung „potentia“ zugeschrieben, was so viel wie Kraft oder Macht bedeutet und hier für Konzentration steht.
Die Boden-pH-Wert-Skala ermittelt, ob der Boden neutral, sauer oder basisch ist. Die Skala reicht von 1 (stark sauer) bis 14 (stark basisch). Der pH-Wert wird über die Bodenlösung bestimmt, also die Flüssigkeit im Boden. Bei einem hohen Anteil an H+ wird der Boden als sauer bezeichnet. Bei einem geringen Anteil an H+ als basisch, alkalisch.
In der Schule hat man gelernt, dass Protonen nie allein in einer Lösung vorkommen. Einfach gesagt, sie werden ständig weitergegeben oder das vermeintlich freie Proton zieht sofort Elektronen an. Dennoch kann die Konzentration der vorhandenen H+ bestimmt werden – und zwar über das Säure-Base-Verhältnis. An die Bodenflüssigkeit (Wasser) geben Säuren Protonen ab, während Basen dem Wasser Protonen entziehen. Vereinfacht gesagt: Säuren geben dem Wassermolekül ein Proton dazu, Basen nehmen dem Wassermolekül ein Proton weg.
- Wasser reagiert bei Säuren zu H3O+ (Säure gibt Proton ab, Wassermolekül nimmt Proton auf), es entstehen Oxonium-Ionen.
- Wasser reagiert bei Basen zu OH–, (Wassermolekül gibt Proton ab, Base nimmt Proton auf), es entstehen Hydroxid-Ionen.
Da Wasser sowohl Säure (Protonen abgeben) als auch Base (Protonen aufnehmen) sein kann, kommt es ständig zur Bildung von Oxonium- und Hydroxid-Ionen, die wieder neutralisiert, also zu Wasser, werden.
Wird das Gleichgewicht jedoch gestört, stehen zum Austausch also mehr oder weniger Protonen zur Verfügung, entstehen dauerhaft saure (pH-Wert unter 7) oder basische (pH-Wert über 7) Bodenlösungen.
Wenn Sie sich jetzt fragen: „Was sind Ionen“ und „Was hat das mit Boden und Pflanzen zu tun?“, empfehlen wir Ihnen, einen Blick in unseren Beitrag zu werfen: Wie ernähren sich Pflanzen.
Wie wird der Boden sauer?
Als besonders fruchtbar geltende Böden sind zumindest leicht sauer. In der Regel liegen die Bodenteilchen Schluff, Ton und Sand im leicht sauren Bereich. Mischen Sie auch noch Humus oder Kompost unter, um die Bodenstruktur zu verbessern (dazu unten mehr), führen Sie dem Boden Teilchen im leicht sauren Bereich hinzu. Des Weiteren werden Protonen nicht nur in der Bodenlösung abgegeben und aufgenommen, sondern auch von der Pflanze in das Erdreich ausgeschieden (abgegeben). Dazu mehr im Beitrag Wie ernähren sich Pflanzen. Über den sauren Regen (sauer = hohe Protonen-Konzentration) steigt die Konzentration an Protonen in der Bodenflüssigkeit ebenso an.
Ein leicht saures Milieu ist in den Gärten erwünscht, sauer dagegen schädigt die meisten Pflanzen in kurzer Zeit. Ausnahmen bilden natürlich die Pflanzen, die ein saures Milieu nicht scheuen, um zu gedeihen.
Doch auch dem sind Grenzen gesetzt. Spätestens bei einem pH-Wert von 4 werden Bodenteilchen aus Ton zersetzt, wodurch sich giftige Aluminiumverbindungen bilden.
Gegenspieler Calcium
Ist der Boden sauer, wird er gekalkt. Diese Lösung funktioniert, weil Basen in der Lage sind, Säuren zu neutralisieren. Saure Lösungen werden wieder zu Wasser.
Calciumcarbonat ist basisch. Zwar ist diese Substanz in Wasser unlöslich, doch in Kohlensäure löst sie sich. Kohlensäure (H2CO3) entsteht aus Wasser (H20) + CO2 (Kohlenstoffdioxid), CO2 wiederum ist durch diverse Prozesse der Organismen (Atmung, Ausscheidung, Zersetzung) vielfach im Boden vorhanden. Die Kohlensäure löst die feste Struktur von Calciumcarbonat, wodurch Calciumhydrogencarbonat entsteht. Das Calcium-Hydrogencarbonat setzt in Kontakt mit Wasser Ca2+ (Calcium-Ionen) und OH– frei. Während OH– das H3O+ neutralisiert, stehen die freigesetzten Calcium-Ionen den Pflanzen als Nahrung zur Verfügung oder ihnen wird die Aufgabe zuteil, für eine bessere Bodenstruktur zu sorgen.
Ton-Humus-Komplex
Mit der Einbringung von Calciumcarbonat in die Erde wird nicht nur beim sauren Boden der pH-Wert erhöht, sondern zudem seine Struktur verbessert. Das gelingt vor allem, wenn im Boden ausreichend Ton und Humus zur Verfügung stehen. Ohne Ca2+ käme der Ton-Humus-Komplex nicht zustande, denn die zweiwertigen positiv geladenen Calcium-Ionen binden Ton- und Humus-Teilchen zusammen. Das positiv geladene Ion (Kation) Ca2+ fungiert als Brücke für die negativ geladenen Humus- und Bodenteilchen (Anionen).
Dank der emsigen Bodenbewohner, allen voran der Regenwürmer, werden Humus- und Tonteilchen an Ca2+ in einen Komplex gebunden. Dieser Komplex nennt sich Ton-Humus-Komplex. Der Prozess findet im Regenwurm statt. Das Produkt steht mittels Ausscheidung dem Boden zur Verfügung.
Im Umkehrschluss bedeutet das, dass sich bei zu wenig Calcium im Boden die Bodenstruktur verschlechtern kann oder zumindest nicht verbessert. Grundlegend ist Calcium in Form von Kationen an Bodenteilchen gebunden und steht über Ionenaustausch den Pflanzen als Nährstoff zur Verfügung. Calcium kann bei ungünstigen Bodenverhältnissen nach und nach ausgewaschen werden und nimmt auch durch den natürlichen Verbrauch der Pflanze mengenmäßig weiter ab. Hier schließt sich der Kreis: Weniger OH– werden freigesetzt, um H+ zu neutralisieren. Der pH-Wert des Bodens sinkt erneut.
Um den Boden lange fruchtbar zu halten, empfiehlt sich daher eine optimale Bodenartenkonzentration, je nach gesetzter Pflanzenart, sowie ausreichend Nährstoffe in Form von Basenkationen. Der pH-Wert ist ein Indikator dafür, wie fruchtbar der Boden ist. Er stellt den aktuellen „Gesundheitszustand“ des Bodens dar, an dem Sie sich bei den Bodenverbesserungsmaßnahmen orientieren können.
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