Bodenschicht

In der Bodenschicht (der Pedosphäre) überschneiden sich vier Bereiche der Natur: die Lithosphäre (mit den physikalisch und chemisch verwitterten Gesteinen), die Hydrosphäre (Wasser), die Atmosphäre (Luft) und die Biosphäre (lebende Pflanzen und Tiere sowie abgestorbenes organisches Material). Durch die Einwirkung und Tätigkeit aller Bereiche entstehen in einem natürlichen, geschichtlichen Prozess die Böden. Die Aufstellung und Abgrenzung von Bodentypen oder -arten ist daher von der Natur nicht vorgegeben, sondern hängt von der Frage- oder Aufgabenstellung des Bodenkundlers ab.
Die Naturwissenschaft, die sich der Erforschung der Böden widmet, heißt Bodenkunde oder Pedologie. Sie stützt sich auf die Ergebnisse und bedient sich der Methoden der Physik, Chemie und Biologie, der Geowissenschaften (insbesondere Geologie, Mineralogie, Geographie) sowie der Agrar- und Forstwissenschaften.
Böden sind die Grundlage der Land- und Forstwirtschaft. Die Kenntnis der spezifischen Eigenschaften des Bodens ist für die Landwirtschaft unverzichtbar. Vor allem die mineralischen und organischen Bestandteile des Bodens, seine Durchlüftung, sein Wasserspeichervermögen und viele andere Aspekte der Bodenstruktur sind von Bedeutung. Die Hauptbestandteile des Bodens sind:
(1) mineralische Substanzen des Ausgangsgesteins, die durch die Verwitterung mehr oder weniger zerkleinert und chemisch umgewandelt oder gelöst sind; sie liefern
(2) Nährstoffe, die von den Pflanzen gebraucht werden;
(3) organische Bestandteile (Humus), wozu lebende wie abgestorbene Pflanzenteile (Wurzeln, Laub, Früchte, Samen) und Tiere und auch neu gebildete organische Verbindungen gehören (Huminsäuren);
(4) Luft und

(5) Wasser.
Die physikalischen Eigenschaften des Bodens werden von Größe, Form, Verteilung und Zusammensetzung der Partikel bestimmt. Die Korngrößen der mineralischen Bodenbestandteile reichen von Tonteilchen, die kleiner als 0,002 Millimeter sind, bis zu grobem Schotter und Schutt. Tonminerale dagegen sind die Nährstoffreservoire für Pflanzen. Die Bodenlösung ist hochkomplex und wissenschaftlich noch nicht völlig geklärt. Sie ist vor allem das Medium, durch das die Nährstoffe zu den Pflanzenwurzeln gelangen. Die im Boden enthaltenen Gase sind vor allem Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid. Die Farbe ist eine der einfachsten Kriterien zur Beurteilung der Bodenarten. Die Böden sind deshalb ein Anzeichen für schlecht entwässertes Land. Lehm besteht aus den drei Kornfraktionen Sand, Schluff und Ton. Diese Böden sind schwer zu bearbeiten und häufig schlecht durchlüftet.
Die meisten Böden zeigen charakteristische Schichten oder Horizonte. Die Art, Anzahl und Anordnung dieser Horizonte spielt auch bei der Identifizierung und Einteilung der Böden eine grundlegende Rolle.
Die Eigenschaften eines Bodens spiegeln die Wechselwirkung der Boden bildenden Prozesse wider. Die Horizonte werden in Profilen dargestellt und mit Großbuchstaben bezeichnet. Die wichtigsten sind der C-Horizont, das Ausgangsgestein des Bodens. Der A-Horizont ist der oberste, mit Humus vermischte Boden, der Oberboden. Dazwischen liegt der B-Horizont, der Unterboden, in dem vor allem die Tonminerale neu gebildet und verlagert werden.
Der Podsol oder die Bleicherde besitzt eine stärkere Humusauflage. Der Pseudogley ist ein Stauwasserboden.
Bodenkolloide bestehen aus Hydroxiden oder wasserhaltigen Eisen-, Aluminium- und Siliciumverbindungen und kristallinen Neubildungen, beispielsweise Kaolinit und Montmorillonit.
Kolloide besitzen physikalische Eigenschaften, die sich stark auf die landwirtschaftliche Nutzbarkeit der Böden auswirken (siehe Bodenbewirtschaftung). Die Bodenacidität, die als Konzentration der Wasserstoffionen definiert werden kann, wirkt sich auf die Gesundheit der meisten Pflanzen aus. Die Menge des speicherbaren Wassers hängt von der Größe und der Struktur der Bodenporen ab. Der Zerfallsprozess wird durch die Tätigkeit mikroskopisch kleiner Bakterien und Pilze bewirkt. Ein Beispiel für die bakterielle Tätigkeit ist die Bildung von Ammoniak aus tierischen und pflanzlichen Eiweißen.
Nitrate sind diejenigen Stickstoffverbindungen, die die Pflanzen verwerten können. Bis zur Ausbildung tiefgründiger und differenzierter Böden, die für die Land- und Forstwirtschaft nutzbar sind, vergehen aber Jahrhunderte oder Jahrtausende. Böden sind die Grundlage von Ackerbau und Viehhaltung. Sie speichern Pflanzennährstoffe und Wasser, und sie sind unverzichtbare Filter und Puffer für das Grundwasser sowie Transformationssysteme. Als Filter fangen sie feste Schmutz-, Schad- und Giftstoffe auf, binden sie und schützen so Grund- und Trinkwasser. Das Problem der Bodenerosion ist seit der Antike bekannt. Ursache sind großflächige Abholzungen und intensiver Ackerbau, verstärkt durch die Mechanisierung der Landwirtschaft, durch Maßnahmen wie die Flurbereinigung, durch die allgemeine Verarmung und Verödung der Agrarlandschaften und durch den vermehrten Anbau schlecht deckender Nutzpflanzen wie Mais und Zuckerrüben. Die Bodenerosion wirkt sich vor allem unter den klimatischen Bedingungen der Tropen und Subtropen verheerend aus. Über das Grundwasser und die Gewässer gelangen diese Schadstoffe zum Teil in die Nahrungskette, in der sie sich anreichern und teilweise toxische Konzentrationen erreichen. Ein weiteres Problem ist die Überdüngung der Ackerböden durch Gülle und Klärschlämme, die in höheren Mengen anfallen, als zum Ausgleich der Nährstoffverluste nötig wäre. Sie gelangen daher über das Grundwasser in die Gewässer und gefährden die Trinkwasserversorgung.