Forum für Wissen 2013: 45–46 45
Bodenverdichtung und Bodenstruktur
Rainer Schulin1, Christine Meyer1,2 und Peter Lüscher2
1 ETH Zürich, Institut für Terrestrische Oekosysteme, Universitätstrasse 16, CH-8092 Zürich
2 WSL Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, Zürcherstrasse 111, CH-8903 Birmensdorf
Bodenverdichtung ist ein zentrales Thema im Bodenschutz. War es früher auf Landwirtschaftsböden beschränkt, so ist es in den letzten zwei Jahrzehn- ten auch zunehmend zu einem Prob- lem im Wald geworden. Wird durch das Befahren mit schweren Maschinen die Tragfähigkeit des Bodens überschrit- ten, so werden die Bodenteilchen so dicht zusammengepresst, bis der Boden genügend Widerstand gegen weitere Verdichtung aufbringt. Dadurch wird der Porenraum verringert, der für das Bodenwasser, die Durchlüftung und das Bodenleben zur Verfügung steht.
Besonders ungünstig ist die Verquet- schung von Grobporen, da diese für die Durchlüftung eines Bodens entschei- dend sind und schon die Verengung an einer einzigen Stelle ausreicht, um die Entwässerung einer Pore um Grössen- ordnungen zu verlangsamen. Die Fol- gen sind Wasserstau und Sauerstoff- mangel im Wurzelraum bei Nieder- schlägen. Der Verlust an Grobporen ist
daher viel gravierender als der von fei- neren Poren, und der Verlust an Poren- kontinuität viel schwerwiegender als nur der Verlust an Porenvolumen. Dies ist aber nur die eine Seite in der Bezie- hung zwischen Bodenverdichtung und Bodenstruktur. Die andere ist, dass auch die Empfindlichkeit gegen- über Verdichtung sehr stark von der Struktur abhängt und auch hier grosse Unterschiede zwischen verschiedenen Porentypen bestehen. Nicht nur ist der Verlust von Grobporen problemati- scher für die pflanzenbauliche Boden- qualität als der von feineren Poren, Grobporenraum wird zudem auch leichter zusammengedrückt. Zumin- dest war dies bisher die Lehrmeinung.
Neuere Untersuchungen zeigen, dass auch hier eine Differenzierung not- wendig ist. Während Grobporen, die aus Zwischenräumen zwischen Aggre- gaten bestehen, tatsächlich besonders leicht zusammengedrückt werden, wei- sen zylindrische Röhren und Kapilla-
ren, wie sie insbesondere durch Regen- würmer und Wurzeln gebildet werden, eine vergleichsweise hohe Stabilität auf. Die Förderung von Bedingungen, welche die Bildung solcher Bioporen begünstigen, sollte also in der Land- wirtschaft wie im Waldbau eine hohe Priorität haben.
Ein verdichteter Boden kann mit technischen Massnahmen gelockert werden. Dies ist aber zum einen auf- wendig und vor allem im Wald nur in beschränktem Masse – wenn über- haupt – möglich. Zum anderen kann durch künstliche Lockerung allein die ursprüngliche Bodenstruktur nicht wie- derhergestellt werden, sondern höchs- tens eine Beschleunigung der natürli- chen Regenerationsprozesse erreicht werden, indem die Drainage und damit die Durchlüftung gefördert wird, so dass es strukturbildende Organismen einschliesslich Pflanzenwurzeln leich- ter haben, verdichtete Partien wieder zu erschliessen. Je tiefer die Verdich-
Abb. 1. Alle drei Fotos zeigen dieselbe Fahrspur am Standort Ermatingen (Thurgau), links: Fahrspurtyp 3, mittig: Fahrspur mit Bepflan- zungsmassnahmen (Schwarzerlen), rechts: Situation 3 Jahre nach der Bepflanzung. Fotos: Roger Köchli und Christine Meyer.
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dass sich zunächst und in enger Kor- relation mit der Durchwurzelung die Luftleitfähigkeit erhöhte und erst mit Verzögerung in signifikantem Mass Grobporenraum gebildet wurde. Dies liess darauf schliessen, dass zunächst durch die Wurzeln entwässerter Poren- raum geschaffen werden musste, bevor durch andere Prozesse weitere Struk- tur entstehen konnte. Das Fazit dieses Vortrags ist, dass es für das Verständ- nis der Zusammenhänge zwischen Bodenverdichtung und Bodenstruktur die Erkenntnis entscheidend ist, nicht nur zwischen Poren unterschiedlicher Grösse zu unterscheiden, sondern dass auch die Form und Art der Entstehung wesentlich sind.
nicht völlig vermeiden lässt, und auch viele Standorte, an denen der Boden durch frühere Befahrungen bereits verdichtet ist. Hier stellt sich die Fra- ge, wie die Wiederherstellung einer für die Bestandesentwicklung günsti- gen Bodenstruktur möglichst wirksam und kostengünstig beschleunigt oder überhaupt erreicht werden kann. In einem kürzlich abgeschlossenen For- schungsprojekt haben wir gefunden, dass sich dazu die Bepflanzung von stark verdichtetem Boden mit Schwar- zerlen sehr gut eignen kann (Abb. 1).
Die Ergebnisse dieser Untersuchung weisen darauf hin, dass Erlenwur- zeln eine eigentliche Pionierfunkti- on in der Erschliessung von verdich- tetem Boden für andere Organismen haben können. Es zeigte sich nämlich, tung reicht, umso langsamer wirken
diese Prozesse, und wie durch Glet- scherauflast verursachte geogene Ver- dichtungen zeigen, können Verdich- tungen des tieferen Unterbodens auch nach Jahrtausenden noch vorhanden sein. Es sollte daher absolut prioritär sein, Bodenverdichtungen zu vermei- den, vor allem solche, die bis in den tieferen Unterboden reichen. Für die Tiefenwirkung ist auf der Belastungs- seite nicht der Kontaktflächendruck sondern die Auflast als ganzes entschei- dend, auf der Bodenseite die Feuch- tigkeit. Mit anderen Worten: Es muss unbedingt vermieden werden, einen Boden mit zu schweren Maschinen bei zu feuchten Bedingungen zu befahren.
Trotzdem gibt es Situationen, in denen sich eine solche Befahrung
