Ein Leitfaden für Landwirte zu den Grundlagen des Bodens

Seit Jahrtausenden ist der Boden das herkömmliche Wachstumsmedium für den Pflanzenanbau. Auch wenn moderne Anbausysteme immer beliebter werden, wird es immer Lebensmittel geben, die im Freien und in der Erde angebaut werden.

Hydroponische Systeme und erdlose Medien können teuer in der Einrichtung und Wartung sein, insbesondere angesichts der steigenden Kosten und der Wasserknappheit in vielen Gebieten der Welt. Erde ist daher eine zugängliche und praktikable Option für kommerzielle Anbauer.

Ein erfolgreiches Wachstum in Erde hängt davon ab, dass die Landwirte den Boden und die darin lebenden Organismen gut pflegen. Dieser Artikel ist eine Einführung in die Erde als Kultursubstrat, um Ihnen auf diesem Weg zu helfen.

Das Folgende ist ein Auszug aus dem Bluelab Grow Book, geschrieben von Dustin P. Meador, Ph.D. und Leila Jones, Absolventin der Chemie und Genetik. du können das vollständige Exemplar hier herunterladen.

Bodenzusammensetzung: Woraus besteht der Boden?

Die Zusammensetzung des Bodens kann variieren, aber die Grundbestandteile sind Luft, Mineralien, Wasser und eine kleine Menge organischer Stoffe, die alle eine vielfältige Mikroorganismengemeinschaft fördern können. Die mineralischen Bestandteile des Bodens sind die im Boden enthaltenen Sand-, Ton- und Schluffpartikel.

Die unterschiedliche chemische Zusammensetzung dieser Komponenten kann sich auf die Rückhaltung von Nährstoffen im Boden und damit auf ihre Verfügbarkeit für eine Pflanze auswirken. Dies wird oft als Kationenaustauschkapazität (KAK) des Bodens bezeichnet und ist eine Möglichkeit, die Fruchtbarkeit des Bodens zu quantifizieren.

Ton und organisches Material (manchmal auch Humus genannt) sind zwei häufige Bestandteile, die eine negative Nettoladung aufweisen und daher positiv geladene Ionen anziehen und festhalten können, zu denen die meisten Nährstoffionen gehören. Dies erhöht ihre Verfügbarkeit für die Pflanzen im Boden, da du nicht ausgelaugt werden, und unterstützt die natürliche pH-Pufferfähigkeit des Bodens.

Den pH-Wert des Bodens für erfolgreiches Pflanzenwachstum verstehen 

Der pH-Wert (potenzieller Wasserstoff) des Bodens spielt eine entscheidende Rolle, wenn es darum geht, diese Elemente für die Pflanzen verfügbar zu machen. 

Die Fähigkeit des Bodens, Schwankungen des pH-Wertes zu minimieren, stabilisiert die Löslichkeit von Nährstoffionen - wenn der pH-Wert innerhalb des Löslichkeitsbereichs dieser Ionen liegt. Verschiedene Böden haben jedoch aufgrund ihrer Zusammensetzung unterschiedliche pH-Werte, was sich auf die Löslichkeit einiger Nährstoffionen auswirken kann.

Pflanzen haben sich an unterschiedliche Bedingungen angepasst, aber Arten, die an bestimmte Bedingungen nicht gewöhnt sind, haben es schwer und leiden unter Nährstoffmangel. Heidelbeeren und Kiefern zum Beispiel wachsen am besten bei einem niedrigen pH-Wert und haben keinen Nährstoffmangel.

Jede Art hat einen bevorzugten pH-Bereich. Es ist daher ratsam, den pH-Wert des Bodens vor der Pflanzung zu messen, um festzustellen, welche Pflanzen optimal wachsen werden. Umgekehrt kann die Messung des pH-Werts Ihres Bodens, wenn Ihre Pflanzen nicht gut wachsen, einen zugrunde liegenden Faktor aufdecken, den du behandeln können.

Bodenfeuchte (MC): Wann man gießen sollte

Der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens ist die Menge an Wasser, die im Boden vorhanden und damit für die Pflanze verfügbar ist. Durch die Messung dieses Wertes wird sichergestellt, dass die Pflanzenwurzeln ausreichend mit Wasser versorgt sind und keine Staunässe entsteht. Dies ist besonders wichtig, da die physikalischen Eigenschaften verschiedener Kultursubstrate das Wasser unterschiedlich zurückhalten und zu Problemen führen können, wenn du nicht überwacht werden.

Die Messung des Feuchtigkeitsgehalts Ihres Bodens hilft Ihnen bei der Entscheidung, wie häufig Ihre Pflanzen bewässert und gefüttert werden müssen.

Boden EC (Nährstoffgehalt): Wann gefüttert oder gespült werden muss

Ein EC-Wert misst den Gehalt an Nährstoffen, die für die Pflanze verfügbar sind. Es handelt sich um eine allgemeine Messung, die nichts darüber aussagt, ob du eine ausgewogene Nährstoffzusammensetzung haben. 

Wenn du organische Nährstoffe verwenden, denken du vielleicht, dass du den verfügbaren Nährstoff- oder Nährstoffgehalt nicht mit der Leitfähigkeit der Lösung quantifizieren können - because you may often get a low reading.

Ein niedriger Messwert bedeutet jedoch, dass den Pflanzen nur wenig Nährstoffe zur Verfügung stehen. Es kann sein, dass die organischen Nährstoffe noch nicht in eine verfügbare Form aufgespalten wurden oder dass du bereits von den Pflanzen aufgenommen worden sind.

Wie prüft man den pH-Wert, den MC-Wert (Feuchtigkeitsgehalt) und den EC-Wert (elektrische Leitfähigkeit) des Bodens

Es gibt viele Methoden, um den Boden zu messen, wie z. B. die Pour-Through- und die Extraktionsmethode, aber wir bei Bluelab plädieren dafür, die Parameter direkt zu messen, um Zeit zu sparen, wie Kawahara Nurseries in Kalifornien. Das Team misst pH- und EC-Werte, um die Qualität von einjährigen, mehrjährigen und essbaren Pflanzen für den Verkauf zu gewährleisten.

• Bluelab Soil pH Pen: Handgerät zur Messung des pH-Werts und der Temperatur Ihres Bodens.
• Bluelab Multimedia pH Meter: Handgerät mit einer Multimedia-pH-Sonde zur Messung des pH-Werts von Lösungen, Böden oder beliebigen Nährböden.
• Bluelab Pulse EC/MC Meter: Handgerät, das Feuchtigkeit, EC und Temperatur direkt in der Wurzelzone misst.
  
  

Top-Tipp zur Messung von Bodenfeuchtigkeit, EC und pH

Messen du nicht an der Oberfläche des Bodens. Die meisten Pflanzenwurzeln liegen tiefer. Der pH-Wert an der Bodenoberfläche kann auch durch angesammelte Salze beeinflusst werden, was die Messungen beeinträchtigen kann.

Messen du in der Nähe der Wurzelzone und in der gleichen Tiefe. So erhalten du ein genaueres Bild der Wachstumsumgebung.

Die Rolle der Mikroorganismen im Boden

Organische Nährstoffe sind, wie Kompost, abbaubare Stoffe. Du stammen aus einer Quelle, die einmal lebendig war. Du werden dem Boden zugesetzt, um langsam freigesetzte Nährstoffe zu liefern. Die Zersetzung ist unerlässlich, da die Primärpartikel zu groß sind, um absorbiert zu werden. Du müssen von Mikroorganismen in eine leicht verfügbare ionische Form aufgespalten werden, die von den Pflanzen erkannt und aufgenommen werden kann. Die Mikroorganismen verbrauchen den in den organischen Stoffen enthaltenen Kohlenstoff und setzen dann die für die Pflanze wichtigen Nährstoffe frei.

Genauso wie in der Hydrokultur ist es das Bodenwasser, das die gelösten Nährstoffe in die Wurzelzone der Pflanze transportiert. Anstatt jedoch leicht verfügbare Nährstoffe direkt im Gießwasser bereitzustellen, werden die Nährstoffe aus sich zersetzenden Stoffen wie Kompost freigesetzt oder durch die Aktivität von Mikroorganismen in nicht verfügbare chemische Formen umgewandelt.

Diese Mikroorganismen sind es, die die Nährstoffe für die Pflanze verfügbar machen.

Diese Mikroorganismen spielen eine wesentliche Rolle bei der Erhaltung und Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit sowie bei der Förderung des Pflanzenwachstums. Ein Beispiel ist der Prozess der Nitrifikation, bei dem atmosphärisches N2 durch Bakterien in Ammoniumionen (NH4+) umgewandelt wird, wodurch dieser wichtige Nährstoff für die Pflanze verfügbar wird.

Mikroorganismen sind immer in der Umwelt vorhanden und somit auch in der Wachstumsumgebung. Mikroorganismengemeinschaften siedeln sich in allen Nährlösungen der Wachstumsmedien sowie in der Wurzelzone und den Wurzeln von Kulturpflanzen an. Diese Organismen sind sehr empfindlich, und jede Veränderung ihrer Umgebung, wie z. B. der pH-Wert, die Zugabe von Düngemitteln und der Wasserstand, kann ihre Leistung beeinträchtigen.

"Wenn Du sich gut um Ihren Boden und die darin lebenden Organismen kümmern, schaffen Du ein symbiotisches Ökosystem, das relativ autark sein kann und nur wenige zusätzliche Nährstoffe benötigt."

Dustin P. Meador, Ph.D. Geschäftsführender Direktor des Zentrums für angewandte Gartenbauforschung

Industrielles Fehlverhalten und unvorsichtiger Einsatz von Düngemitteln haben viel Ackerland geschädigt, indem Du dessen essentielle Nährstoffe erschöpften und die Gemeinschaft der Mikroorganismen dezimierten. Wo das natürliche Bodenökosystem stark geschädigt wurde, muss es erst wieder aufgebaut und geheilt werden, bevor die Pflanzen ihre wichtigen Nährstoffe erhalten können.

Es ist auch erwähnenswert, dass viele zersetzbare Düngemittel, die von Organismen an der Spitze der Nahrungskette stammen - wie Tiermist, Guano und Fischemulsion - und sogar Mineralien wie Rohphosphate Anreicherungen von Schwermetallen enthalten können.

Wiederholte Anwendungen führen dazu, dass sich diese mit der Zeit anreichern. Schwermetalle sind in der Regel giftig und können, wenn Du vorhanden sind, von den Pflanzen aufgenommen werden und sich in ihren Erzeugnissen wiederfinden.

Mikroorganismen, die häufig im Boden vorkommen

Mikroorganismen können jeden Teil der Wachstumsumgebung besiedeln, vom Substrat bis zur Nährlösung. Du spielen eine wichtige Rolle beim Abbau organischer Stoffe zur Freisetzung von Nährstoffen, bei der Düngung des Bodens, beim Nährstoffrecycling, bei der Unterstützung der Nährstoffaufnahme und bei der Krankheitsvorbeugung. Einige Mikroben können krankheitserregend sein, aber eine vollständige Sterilisierung der Wachstumsumgebung kann mehr schaden als nützen.

Ziel ist es, ein ausgewogenes mikrobielles Milieu zu erhalten.

• Algen: Steigern die Bodenfruchtbarkeit, indem Du beim Absterben zu organischem Material werden. Helfen, das Wasser im Boden zu halten. Du betreiben Photosynthese und setzen unterirdisch Sauerstoff frei, wodurch der Boden belüftet wird.
• Pilze: Es gibt viele verschiedene Arten von Pilzen. Einige gehen eine wechselseitige Beziehung mit Pflanzen ein und heften sich an ihre Wurzeln, um Du zu schützen und bei der Nährstoffaufnahme zu helfen. Dabei erhalten Du Kohlenstoff (ihre Nahrungsquelle) von der Pflanze und transportieren im Gegenzug Nährstoffe zur Pflanze. Einige Pilze zersetzen organisches Material in Säuren, Kohlendioxid und Pilzbiomasse.
• Actinomycetes: Eine Gruppe von Bakterien, die bei der biologischen Bekämpfung von Insektenschädlingen und Krankheiten eine Rolle spielen.
• Protozoen: Spielen eine wichtige Rolle bei der Bodenfruchtbarkeit.
• Bakterien: Zersetzen organisches Material und setzen Nährstoffe frei, indem Du von nicht verfügbaren in verfügbare Formen umwandeln. Viele verschiedene Arten von Bakterien nutzen den Kohlenstoffgehalt des Bodens als Anker und Nahrungsquelle.

• Nematoden: Einige Nematoden (kleine wurmartige Tiere) sind Parasiten und ernähren sich von Algen, Pflanzenwurzeln, Pilzen, Bakterien und anderen Nematoden. Indem Du ihre Nahrungsquelle verdauen, unterstützen und beschleunigen Du die Zersetzung organischer Stoffe und die Freisetzung von Nährstoffen.
  
  
  

Einige Arten von Mikroben können eine Vielzahl von Substanzen produzieren, die das Pflanzenwachstum fördern und schützen, darunter Hormone, Auxine, Gibberelline und Antibiotika.

Hydroponische Systeme, die bodenlose Medien verwenden, enthalten nachweislich die gleichen Mikroben wie der Boden und fördern das Pflanzenwachstum und die Krankheitsbekämpfung.

Abschließend

Es gibt viel über den Boden als Kultursubstrat zu lernen, und die Nuancen Ihrer eigenen Pflanzen und Nutzpflanzen werden Ihren Erfolg bestimmen.

Wenn Du erst einmal die Zusammensetzung des Bodens und die Rolle von pH-Wert, Feuchtigkeit und EC-Wert verstanden haben, sind Du auf dem besten Weg, bessere Pflanzen im Boden anzubauen.

Sind Du noch neugierig? Hier ist weitere Lektüre:

Vergleich des Land-, Wasser- und Energiebedarfs von Salat, der mit hydroponischen im Vergleich zu konventionellen landwirtschaftlichen Methoden angebaut wird. (National Library of Medicine, US-Regierung.)

Die Mikrobiologie des Bodens und des Nährstoffkreislaufs. (Ohio State University.)