Elemente und Moleküle, Schulbuch

127 6.4 BÖDen Zu den chemischen Verwitterungsvorgängen kommt die Verfrachtung der Böden. Flüsse transportieren Bodenbestandteile und lagern sie in Gebieten mit langsame- rer Fließgeschwindigkeit wieder ab. Dadurch kommt es in den Tälern und Mündungs- deltas großer Flüsse zu meterhohen Bodenschichten. Auch durch Wind werden die Böden transportiert. Lössböden sind so entstanden. In Asien erreichen Lössböden bis zu 600 m Mächtigkeit. Andererseits sind Böden im Gebirge oft nur wenige Zen- timeter mächtig (Abb. 126.4). Bodenfruchtbarkeit und ihre Gefährdung Die Mächtigkeit einer Bodenschicht, ihre Zusammensetzung, ihr pH-Wert und ihre Pufferkapazität sowie schließlich die Versorgung mit Nährstoffen und Wasser haben entscheidenden Einfluss auf die Fruchtbarkeit eines Bodens. Durch die Evolution ist eine dem Klima und dem Boden angepasste charakteristische Pflanzengemeinschaft entstanden. Böden mit geringem Tongehalt bestehen vor allem aus Sand und werden leichte Böden genannt. Sie haben poröse Struktur, die Gasaustausch und Wurzelwachstum erleichtert. Nachteil ist das geringe Speichervermögen für Wasser und Nährstoffe. Schwere Böden haben einen hohen Gehalt an Ton bzw. Lehm. Sie speichern Wasser und Nährstoffe gut und sind meist fruchtbar. Bei dünner Vegetationsdecke können sie aber sehr dicht werden (geringe Partikelgröße). Dies behindert den Gasaustausch mit der Atmosphäre und das Wachstum der Pflanzen (Abb. 127.1). Von großer Bedeutung ist der Humusgehalt der Böden. Humus entsteht bei der Verrottung von Pflanzen. Dabei entstehen aus Holzbestandteilen die Huminsäuren, organische Makromoleküle (Abb. 127.2). Die Humusstoffe können sehr gut Wasser absorbieren und spielen für die Bodenfruchtbarkeit eine wichtige Rolle. Böden, die nur mit löslichen Salzen gedüngt werden und denen durch die Ernte immer nur or- ganisches Material entzogen wird, verarmen an Humus. Die Humusbildung wird durch Gründüngung und Kompostdüngung gefördert. Ein fruchtbarer Boden ist locker und enthält einen hohen Anteil an Gasen. Sauerstoff ist für die Tätigkeit von Mikroorganismen lebensnotwendig. Dadurch entstehen im Boden Gase (zB CO 2 , N 2 , CH 4 , N 2 O und andere). Sie müssen aus dem Boden entwei- chen können (Abb. 127.3). Auch das Wachstum der Wurzeln erfolgt in lockeren Böden besser. In der Landwirtschaft erreicht man die Bodenlockerung durch Pflügen. Die heute dabei eingesetzten schweren Maschinen können aber zu einer tiefgründigen Bodenverdichtung führen, was den erhofften Effekt teilweise wieder aufhebt. Von großer Bedeutung für den Boden sind Kleinlebewesen. So enthält ein Gramm Ackerboden etwa 10 9 Bakterien, 10 7 Pilze, 10 6 Algen, 10 4 – 10 5 tierische Einzeller und eine große Zahl Fadenwürmer. Durch diese Mikroorganismen werden die vielfältigen Auf- und Abbauvorgänge im Boden bewirkt. Pflanzenteile verrotten, Eiweiß wird zu löslichen Stickstoffverbindungen abgebaut. Diese werden zu Nitrat oxidiert, das den Pflanzen dann wieder als Nährstoff zur Verfügung steht. Kleinlebewesen und Pflanzen bilden die Basis der Nahrungskette für höhere Tiere wie Regenwürmer. Diese wieder sorgen für Bodenlockerung und Düngung. Stickstoffverbindungen sind eine der wichtigsten Substanzgruppen zur Pflanzener- nährung. Daher soll an dieser Stelle der Kreislauf des Stickstoffs näher betrachtet werden. Atmosphärischer Stickstoff ist für die meisten Pflanzen nicht verwertbar. Er muss in lösliche Bodenstickstoffverbindungen umgewandelt werden. Diese Umwandlung erfolgt einerseits bei Gewittern. Die Blitze regen die NO-Produktion aus dem Stick- stoff und dem Sauerstoff der Luft an. (Siehe Kap. 5.2.2) Die entstandenen Stickstoff- oxide werden als Salpetersäure mit dem Regen in den Boden gewaschen und dort zu Nitraten abgepuffert. Einige Pflanzen – die Leguminosen – wandeln Luftstickstoff mit Hilfe von Bakterien (Knöllchenbakterien) in Nitrat um. Die dazu notwendige Energie erhalten die Bak- terien von der Pflanze. Andere Bodenbakterien leben wieder davon, Nitrat als Oxi- dationsmittel zu verwenden und zu Stickstoff zu reduzieren. Sie verringern den Stickstoffgehalt des Bodens. Sand Ton/Lehm Speicherung von Wasser Speicherung von Nährstoffen Belüftung Wurzelwachstum + - - - + + - + + + - - Leichte Böden Schwere Böden Abb. 127.1: Schwere und leichte Böden Abb. 127.2: Humusbildung Abb. 127.3: Gasaustausch im Boden Abb. 127.4: Verrottung von Pflanzen Verrotten Bildung von Huminsäuren Pflanzen HUMUS B O D E N N 2 O CH 4 N 2 CO 2 O 2 Eiweiß lösliche N-Verbindungen Nitrat Bakterien Nur zu Prüfzwecken – Eigentum es Verlags öbv