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Elemente
Boden
(Solum), das jüngste
Glied der
[* 2] festen
Erdrinde, die äußerste
Schicht derselben, ein erdiger Überzug über
dem festen
Gestein
(Grund und
Boden). Oft nur wenige
Zentimeter tief auf dem unterliegenden
Fels haftend, oft
Hunderte von
Metern
hoch als
Niederschlag aus Wasserfluten der Vorzeit und Gegenwart abgelagert (Deltabildungen), besteht er immer aus dem Trümmerschutt
der
Gebirge, vermengt mit den Resten untergegangener tierischer und pflanzlicher Gebilde.
Kein
Gestein vermag
auf die Dauer der
Verwitterung zu widerstehen;
¶
forlaufend
mechanische und chemische Kräfte sind unablässig thätig, zu zertrümmern, zu lösen, zu trennen und das Vorhandene in andre
Verbindungen überzuführen, neues
Bodenmaterial zu bilden. Unter dem Einfluß der Sonnenstrahlen werden die einzelnen
Bestandteile des Gesteins in ungleichem Grad ausgedehnt; zahllose Risse und Sprünge entstehen, in welchen sich der wässerige
Niederschlag ansammeln kann; die ausdehnende Gewalt des frierenden Wassers erweitert die Ritzen.
Zarte Moose [* 4] und Flechten [* 5] haften an jedem noch so geringen Vorsprung, in der kleinsten Spalte; sie bilden die Vorläufer für höher organisierte Pflanzen, an deren Wurzeln Wasser und Luft in die Spaltungsräume geleitet werden, während diese selbst eindringend erweitern helfen und durch Ausscheidung von Kohlensäure zersetzend und umwandelnd wirken. Regengüsse und Stürme, im Hochgebirge die Lawinen, am Meeresstrand die Sturmfluten, Vulkane [* 6] und Erdbeben [* 7] sind die sichtbarer wirkenden Zerstörungsmittel der Natur; grober und kleiner Trümmerschutt kennzeichnet ihr Walten, welches, so wie die Werkzeuge [* 8] des Landmannes, den chemischen Kräften vorarbeiten und diesen die Einwirkung durch Vergrößerung der Berührungsflächen erleichtern muß.
Sauerstoff, Kohlensäure, Ammoniak und die Salpetersäure der Atmosphäre vollenden den Verwitterungsprozeß, sie verbinden sich
mit einzelnen Bestandteilen des Gesteins zu löslichen Salzen und hinterlassen ein loses Haufwerk pulverig-erdiger Substanz,
welches entweder auf der ursprünglichen Bildungsstätte liegen bleibt (primitiver, angestammter
Boden, Grundschutt),
oder durch das Wasser anderwärts abgelagert wird (angeschwemmter, sekundärer
Boden, Flutschutt).
Auch im zertrümmerten Gestein, dem rohen oder Verwitterungs
boden, siedeln sich anfangs nur solche Pflanzen an, welche mit
nur wenigen Wurzeln im B. haften und ihre Nahrung vorzugsweise der Atmosphäre und dem Wasser entnehmen (Algen,
[* 9] Moose, Flechten
etc.). Absterbend bilden sie die ersten Pflanzenreste, welche dem
Boden die
Fähigkeit geben, höher organisierte Pflanzen zu tragen; auch diese sterben wieder ab, und so bildet sich im jahrhundertelangen
Wechsel zwischen Leben und Sterben die fruchtbare Walderde als der Träger
[* 10] der großartigen Urwaldvegetation, in der Thalsohle
die Wiese, im Sumpfboden der Bruch, Moor oder Torf, während überall da, wo die Trümmergebilde nur Sand,
Kies oder groben Schutt enthalten, die Flora zurückbleibt oder höchstens bis zur Heide sich erheben kann.
Zahllose Tiere leben vom Ertrag des Bodens oder durchwühlen denselben; ihre Exkremente und ihre Kadaver vollenden den Bildungsprozeß, in ihren Zersetzungsprodukten den Pflanzen Nahrung bietend und die Umwandlung des Bodenmaterials in Pflanzennahrung beschleunigend. Dies geschieht auch durch mikroskopische Organismen einfachster Art, welche fermentartig wirken und z. B. die Bildung von Salpetersäuresalzen im B. veranlassen. Der Mensch endlich sucht den irgendwo vorgefundenen Boden (Naturboden) zu verbessern, für seine Zwecke nutzbarer zu machen und durch Bearbeitung, Düngung und geeignete Art des Anbaues mit Pflanzen (Fruchtwechsel) seine Tragkraft zu erhalten und zu steigern, ihn zu Kulturboden, Ackererde umzugestalten. Bodenkunde ist die Lehre [* 11] von der Beschaffenheit der äußersten Erdoberfläche, im engern Sinn die Lehre von der Erforschung der Beziehungen dieses Erdabschnittes zur Vegetation unter dem Einfluß der klimatischen Einwirkungen. Zweck derselben ist im allgemeinen die Bereicherung unsrer wissenschaftlichen Erkenntnis, im besondern deren Verwertung im Dienste [* 12] des Waldbaues, der Landwirtschaft und der Gärtnerei.
Hauptbestandteile des Bodens.
In jedem Boden sind als Hauptbestandteile folgende zu unterscheiden:
1) Luft erfüllt alle Hohlräume und stellt das belebende Agens dar, ohne welches weder ein Pflanzenwachstum noch ein fortschreitender Verwitterungs- und Verwesungsprozeß gedacht werden kann; die Schicht, bis zu welcher der Einfluß der Luft in wirksamer Weise gehen kann, heißt Krume im Gegensatz zum darunterliegenden Untergrund. Die Luft im B. ist reicher an Kohlensäure als die über dem Boden, nach frischer Düngung und in Gegenwart von vielen Pflanzenresten bis 36mal reicher; sie ist in ihrer lösenden und umwandelnden Kraft [* 13] demnach auch stärker.
2) Wasser findet sich im B. fließend oder stehend, kapillarisch und hygroskopisch. Ersteres ist nur im nassen Boden der Fall und zwar dann, wenn im Untergrund solche Schichten sind, welche den Abfluß des Wassers verhindern, und wenn von höher liegenden Schichten Wasser niederfließt und im lockern Boden zu Tage treten kann. Man unterscheidet Schichtwasser, Quellwasser, Grundwasser. [* 14] Sein Vorhandensein deutet immer aus undurchlassenden Boden; seine Entfernung wird ermöglicht durch Durchbrechung dieser Schichten (Ackerfontanelle, s. d.), durch Abfuhrkanäle (Drainage [* 15] oder offene Gräben) oder durch Ableitung des von oberhalb kommenden Wassers.
Das kapillarische Wasser ist dasjenige, welches die feinen Zwischenräume des Bodens vermöge der sogen. Haarröhrchenkraft zurückhalten, ohne es tropfbarflüssig abgießen zu lassen. Es bildet sich aus atmosphärischen Niederschlagen oder durch Kondensation von Wasserdampf bei Temperaturdifferenzen. Die Fähigkeit des Bodens, aus dem Grundwasser kapillarisch die Feuchtigkeit abzuziehen und nach auswärts zu führen, ist abhängig von dessen Zusammensetzung.
Die bisherigen Untersuchungen ergaben z. B. für thonigen Lehmboden 0,627 m, für Streusand 0,209 m, für Thonboden 0,47 m, für Torf 0,8 m sogen. Erhebungszone, d. h. die Höhe, bis zu welcher das Wasser kapillarisch über einen Wasserspiegel zu steigen vermag. Hygroskopisches Wasser ist dasjenige, welches die einzelnen Erdpartikelchen als feine Schicht von Wasserdampf umhüllt, angezogen aus der Luft, aus dem Untergrund oder aus der Verdunstung der Wurzeln. Es unterhält das Wachstum bei trocknem Wetter, [* 16] da und Luft das Bestreben haben, ihre Feuchtigkeitszustände auszugleichen.
Bei Tage findet Verdunstung mit Wärmeverlust, bei Nacht Verdichtung von Wasserdampf mit Freiwerden von Wärme [* 17] statt. Die dadurch bewirkten Temperaturdifferenzen können sehr beträchtliche sein, 5-10° R. betragen. Das Wasser muß die im Boden vorhandenen Nährstoffe lösen und den Pflanzen zuführen; die äußersten Wurzelenden nehmen durch Diffusion [* 18] die Lösungen auf, an den Blättern verdunstet das Wasser wieder. Auf 1 Hektar Land entfallen in Deutschland [* 19] im Durchschnitt 5-7,5 Mill. kg meteorisches Wasser, am meisten zur Zeit des Stillstandes der Vegetation. Während dieser selbst verdunsten durch die Blätter 5-12 Mill. kg Wasser, mehr also, als der Gesamtniederfall beträgt. Die Differenz repräsentiert den der Atmosphäre entzogenen Wasserdampf. Trockne Luft entzieht dem Boden das Wasser und begünstigt das Aufsteigen aus der Tiefe, feuchte Luft gibt Wasser ab ¶
forlaufend
und verhindert die Verdunstung im B. Das aufsteigende Wasser führt die in die Tiefe gespülten und dort gelösten Stoffe, zum Teil wenigstens, an die Oberfläche, wo sie zurückbleiben, während das Wasser verdunstet.
3) Der Verwitterungsbestand ist die Gesamtheit aller Mineralfragmente: Steine und Steinchen, Gruß, Kies, Erdteilchen, Staub. Die Mineralfragmente der Gebirgsarten, soweit sie für Bodenbildung überhaupt in Betracht kommen, enthalten der Hauptsache nach: a) Quarz, reine Kieselsäure, fast unverwitterbar, den Sand und Kies im B. bildend; b) Feldspate und deren Umbildungen, die sogen. Zeolithe, aus Doppelsalzen (Doppelsilikaten) von kieselsaurer Thonerde (Eisen- und Manganoxyd) und kieselsaurem Kalk, Natron, Magnesia oder Kali (Eisen- und Manganoxydul) bestehend und bei der Verwitterung überwiegend den Thon der Ackererde bildend; c) Hornblenden und Augite, ähnlich zusammengesetzt, aber nur Kalk und Magnesia enthaltend, bald thonerdefrei, bald thonerdehaltig; d) Glimmer, bestehend aus Kieselsäure und Thonerde, verbunden mit Kali, Lithion oder Magnesia (Natron, Eisenoxydul); e) kohlensauren Kalk, schwefelsauren Kalk (Gips), [* 21] Dolomit (kohlensaurer Kalk mit kohlensaurer Magnesia); f) Phosphate, nicht als Gebirge auftretend, sondern nur in demselben und im Ackerboden zerstreut in kleinern Körnern, Kristallen und erdigen Massen.
Alle diese und die seltenern Vorkommnisse finden sich im Ackerboden schließlich als a) Karbonate, d. h. kohlensaurer Kalk, Natron, Kali, Magnesia, Eisenoxydul (Ammoniak); b) Nitrate, d. h. salpetersaure Salze derselben Basen; c) Sulfate, schwefelsaure Salze dieser Basen; d) Phosphate, phosphorsaure Salze; e) Silikate, kieselsaure Salze; dazu kommt aber noch die kieselsaure Thonerde (Kaolin), welche, ganz rein, freilich für die Pflanze unbrauchbar ist; f) Chloride, als: Salmiak, Kochsalz, Chlorkalium und Chlormagnesium; g) Oxyde, als: Quarz, Eisenoxyd und Eisenhydroxyd etc.
4) Pflanzen- und Tierreste, unter dem Kollektivnamen Humus zusammenfaßt, vor J. ^[Justus] v. Liebig für den alleinigen Träger der Fruchtbarkeit gehalten, finden sich im B. in verschiedenen Formen und Übergangsstufen (Ulmin, Humin, Ulmin- und Huminsäure, Quellsäure, Quellsatzsäure, Geinsäure).
Die verschiedenen Bodenarten.
Der Land- und Forstwirt unterscheidet im B. nur nach Hauptgemengteilen und benennt danach die einzelnen Vorkommnisse. Unter Sand (Sandboden) versteht er die Gesamtheit aller kleinen, unzersetzten, unbeweglichen und unverbundenen (Quarz-) Körner, entstanden aus quarzführenden Gesteinen und Sandsteinen, meist angeschwemmt als Niederschlag. Er bildet das lockernde und erwärmende Prinzip im B., neben dem Eisen [* 22] den schwersten Bestandteil dem Gewicht nach. Leicht heißen aber die Sandboden deshalb, weil sie der Bearbeitung (dem Eindringen der Wurzeln, der Luft und des Wassers) keinen Widerstand entgegensetzen.
Der Sand ist vorzugsweise trocken, weil durchlassend für das Wasser (wertvoll im Untergrund); er vermag es nicht zurückzuhalten und begünstigt die rasche Verdunstung. Die Wärme nimmt er rasch auf und strahlt sie langsam wieder aus. Er entbehrt des Zusammenhalts und bildet also keine Schollen. Tierischer und vegetabilischer Dünger zersetzt sich rasch im Sand, für welchen Gründünger, Komposte, Poudretten, flüssiger Dünger und feucht-speckiger Mist am tauglichsten sind. Die Walze muß hier fleißig zum Zusammendrücken gebraucht werden; beschattende Pflanzen bilden die beste Nutzungsart, Mischungen mit thoniger Erde und Humus die beste Korrektur. Je nach Klima, [* 23] Lage und Beimischung darf der reine Sandgehalt von 60 bis selbst 90 Proz. betragen. Ohne thonige Erde ist der Sand absolut unfruchtbar, ebenso wie der Kies (Kies-Geröllboden).
Im Gegensatz zu ihm steht der Thon (Thonboden) als der Inbegriff aller thonerdehaltigen Verwitterungsprodukte, also vorzugsweise der Feldspate; er ist das bindende, kältende Prinzip im B., aber auch der Träger des so wichtigen Absorptionsvermögens. Er zieht mit Begierde das Wasser an (zungenklebend), hält es mit großer Kraft zurück und hindert durch seinen festen Zusammenhalt dessen Verdunstung. Er erwärmt sich nur langsam und erkaltet rasch. Beim Regen schwillt er an, und beim Austrocknen zieht er sich zusammen, Risse und Sprünge bildend, wird hart und zäh.
Seine Teilchen halten fest aneinander, daher Bearbeitung und Eindringen von Luft und Wurzeln schwierig sind (schwerer Boden). In feuchtem Zustand formbar, haftet er an Werkzeugen und am Schuhwerk und ackert sich in zusammenhängenden Schollen und Stücken, welche nicht von selbst auseinander fallen. Durch den Frost wird er mürbe, durch Gluthitze zerfällt er zu Pulver und wird nicht wieder fest (Bodenbrennen). Die thonige Feinerde hat vorzugsweise die Fähigkeit, die im Wasser gelösten Stoffe zu absorbieren, Kali-, Ammoniak- und Phosphorsäure zurückzuhalten und Kalk und Natronsalze dagegen in Austausch zu geben, sowie die, das Ammoniak der Luft zu verdichten. v. Schwerz vindizierte dem Thon das eigentliche Prinzip der Fruchtbarkeit; wir wissen jetzt, daß ohne ihn dauerndes Wachstum nicht möglich ist. Er enthält vorzugsweise die Kaliverbindungen.
Tüchtigste Bearbeitung, unausgesetztes Lockern, Eggen und Walzen, Zerstören der krustierenden Decke [* 24] nach Regen mit folgendem Sonnenschein, Entwässerung, Anwendung von strohigem Mist in großen Mengen, Tiefpflügen in rauher Furche oder Aufwerfen von tiefen Gräben vor Winter, Kalken, Mischen mit lockernden Substanzen (Mergel, Moder, Sand u. dgl.) sind die bei Bearbeitung zu beachtenden Momente. Reihenkultur und Hackfruchtbau, mit Ausschluß der Kartoffel, finden hier lohnendste Verwendung.
Sehr eisenhaltiger Thon bedarf der tüchtigsten Bearbeitung und fleißigsten Düngung mit Mist. Clayboden ist ein an Thon sehr reicher, kalkarmer Boden; im Thonboden kann der Kalkgehalt bis 5 Proz., der Humusgehalt bis 20 Proz. gehen, der Thongehalt darf nicht unter 60 Proz. betragen. Ist der Thon durch Wasser fortgeführt und anderwärts abgelagert worden, so heißt er Lehm (Lehmboden). Dessen Bestandteile sind homogener gemischt, er ist weniger bindig und fest, milder, mürber und hat die charakteristischten Eigenschaften des Thons verloren. Er zeigt mehr die des Kalk- und Sandbodens und heißt auch Mittelboden, zumal wenn es ihm nicht an Humus fehlt. Der Thongehalt geht nicht über 60 Proz.; je geringer er ist, um so günstiger ist die Mischung, um so mehr der Charakter des Lehmbodens gegeben.
Kalk (Kalkboden) begreift den Inbegriff der Verwitterungsprodukte kalkhaltiger Gebirge, kalkhaltiger Feldspate oder der Sandsteine mit kalkigem Bindemittel, einen Boden mit mindestens 20-30 Proz. kohlensaurem Kalk, neben welchem Magnesia, Gips, Phosphate, Mangan- und Eisenoxyd, Thon, Humus und Sand in wechselnden Mengen vorkommen. Reiner Kalkboden hat von 40-80 Proz. ¶