Bodenverdichtung

Schwere Maschinen und der Unterboden

In den letzten Jahrzehnten sind Landmaschinen gewaltig schwerer geworden. Eine Studie Schweizer und schwedischer Bodenphysiker hat die Entwicklung der Mähdrescher nachgezeichnet: Eine beladene Maschine wog 1958 rund vier Tonnen und 2020 rund 36 Tonnen, fast das Zehnfache. Im selben Zeitraum stieg die Last auf einem einzelnen Vorderrad von etwa 1,5 auf rund 12,5 Tonnen. Voll beladene Zuckerrübenroder können um die 60 Tonnen wiegen. Die Forscher verglichen die schwersten Landmaschinen mit den Sauropoden, den größten Dinosauriern.

Die Physik hinter dem Schaden ist gut verstanden. Der Druck an der Oberfläche hängt davon ab, wie die Last verteilt wird: Breite Reifen mit niedrigem Luftdruck verteilen sie auf eine größere Fläche, und moderne Maschinen sind oft genau damit ausgerüstet. Die Belastung, die in tiefere Schichten gelangt, hängt aber vor allem von der Gesamtlast auf jedem Rad ab. Je schwerer das Rad, desto tiefer wandert der Druck. Bei heutigen Lasten reicht er weit unter die Tiefe, die ein Pflug lockert, bis in den Unterboden.

Dort beginnt das eigentliche Problem. Eine Verdichtung im Oberboden ist unangenehm, aber reparabel: Wurzeln, Bodenleben, Quellen und Schrumpfen und in kalten Gegenden der Frost lockern sie binnen weniger Jahre wieder, und Bodenbearbeitung kann sie aufbrechen. Im Unterboden sind diese Kräfte schwach. Langzeitversuche in mehreren Ländern, ausgewertet von einer internationalen Arbeitsgruppe, ergaben, dass Verdichtungen in 40 Zentimetern Tiefe und darunter Jahrzehnte überdauern können, selbst dort, wo der Boden jeden Winter tief gefriert. In einem schwedischen Feldversuch waren beschädigte Porensysteme im Unterboden mehr als ein Jahrzehnt nach der Verdichtung noch messbar. Bodenphysiker halten tiefe Unterbodenverdichtung deshalb für praktisch dauerhaft.

Die Verfasser der genannten Studie schätzen, dass rund ein Fünftel der Ackerflächen der Welt von schädlicher Verdichtung bedroht ist, vor allem in Nord- und Südamerika, Europa und Australien, wo schwere Maschinen verbreitet sind. Der Weltbodenbericht der FAO von 2015 zählt Verdichtung zu den Hauptbedrohungen der Böden weltweit.

Eine zweite, ältere Form des Schadens liegt etwas höher: die Pflugsohle. Wo ein Feld Jahr für Jahr gleich tief gepflügt wird, bildet sich knapp darunter eine dichte Schicht, gepresst von der Sohle des Pfluges und von den Traktorrädern, die in der offenen Furche laufen. Darüber ist der Boden locker, darunter liegt eine Sperre. Nach Starkregen staut sich Wasser auf ihr, und Wurzeln breiten sich an ihr entlang aus, statt sie zu durchdringen.

Ein Vorwurf an die Landwirte ist das nicht. Schwere Maschinen haben sich durchgesetzt, weil sie Arbeit sparen, weil Erntefenster kurz sind und weil Betriebe mit immer weniger Menschen auskommen müssen. Agrarforschung und viele Landwirte arbeiten selbst an Lösungen. Die Folgen eines schweren Rades auf nassem Boden zeigen sich aber nicht in der Ernte desselben Jahres. Sie zeigen sich Jahrzehnte später, oft bei jemand anderem.

Was hilft

Vorbeugen wirkt weit besser als Reparieren, gerade weil Unterbodenverdichtung so schwer rückgängig zu machen ist. Die wichtigste Regel lautet, schwere Lasten von nassem Boden fernzuhalten, denn nasser Boden verdichtet viel leichter als trockener. Niedriger Reifendruck, leichtere Maschinen und weniger Überfahrten verringern die Belastung. Beim Anbau mit festen Fahrgassen laufen alle Maschinen immer in denselben Spuren, sodass der Rest des Feldes nie befahren wird.

Ist der Schaden geschehen, wird oft mechanische Tiefenlockerung versucht. Ihre Wirkung hält meist nicht lange: Der gelockerte Boden ist instabil und verdichtet unter der nächsten Last leicht wieder. Dauerhaftere Hilfe kommt von lebenden Wurzeln. Tiefwurzler mit kräftigen Pfahlwurzeln wie Luzerne, Wegwarte oder Futterrettich können dichte Schichten durchstoßen. In einer amerikanischen Studie drang Futterrettich deutlich besser in verdichteten Boden ein als Winterroggen. Sterben solche Wurzeln ab, hinterlassen sie Kanäle, die spätere Wurzeln, Wasser und Regenwürmer nutzen. Die Forschung spricht von biologischer Tiefenlockerung. Dauernde Bodenbedeckung schützt in der Zwischenzeit die Oberfläche, und das Bodenleben baut nach und nach das Krümelgefüge wieder auf, das der Druck zerstört hat.

Wie Terra Humana Bodenverdichtung versteht

Für Terra Humana zeigt die Verdichtung, wie leicht ein Bodenschaden unsichtbar bleibt. Ein verdichteter Unterboden sieht von oben nicht anders aus. Erst das Wasser, das abfließt, die Wurzeln, die flach bleiben, und die Pflanzen, die früh in der Trockenzeit leiden, verraten ihn.

Sie bestätigt auch, warum wir so arbeiten, wie wir arbeiten. Am Hang verstärken sich Verdichtung und Erosion gegenseitig: Wasser, das nicht einsickern kann, fließt ab und nimmt Boden mit. Deshalb setzen wir beim Öffnen des Bodens auf Wurzeln statt auf Maschinen. Pionierpflanzen und Tiefwurzler leisten im Unterboden eine Lockerung, die kein Werkzeug leisten kann, und sie tun es auf eine Weise, die bleibt.