Der Boden als Schwamm

Da kann der Boden noch so fruchtbar sein: Wenn seine Durchlässigkeit und das Wasserrückhaltevermögen nicht im optimalen Verhältnis stehen, wird er durch Erosion und Überflutung ruiniert. Unklar ist bislang nur, ob und wie man durch die Bodenbearbeitung den »Schwammeffekt« des Bodens verbessern kann und so dem Boden wie auch dem Hochwasserschutz dienen kann. Eine Frage, die sich nach der Elbeflut 2002 besonders das Land Sachsen stellt. Damals traf die Flutwelle aus Tschechien mit andauerndem Starkregen in Sachsen zusammen. Die Böden in den Einzugsgebieten der Elbe nahmen nicht genügend Regenwasser auf, so dass es zu rasch abfloss und das Hochwasser verstärkte. Um für künftige Fälle gewappnet zu sein, will man in Sachsen die Böden untersuchen und so optimale Bodenbearbeitungsmethoden für die Landwirte finden. Wegen der Größe der Flächen sind Bodenproben keine geeignete Untersuchungsmethode. Deshalb erprobt ein Team von der TU Berlin unter Leitung des Geophysikers Martin Müller in Zusammenarbeit mit der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft verschiedene Methoden zur großflächigen Erfassung des Wasserrückhaltevermögens von Ackerböden. Neben der Geoelektrik - hier wird der Wassergehalt indirekt über den elektrischen Widerstand des Bodens gemessen - und dem Georadar konzentrieren sich die Wissenschaftler vor allem auf ein neues Messverfahren: die »Oberflächen-Nuklear-Magnetische Resonanz« (SNMR), eine Methode, die mit der aus der Medizin bekannten Magnetresonanztomographie (MRT) verwandt ist. Mit dieser Methode lassen sich Wassergehalt und Porenstruktur des Bodens ermitteln. Durch eine auf dem Acker ausgelegte Spule (Durchmesser fünf bis zehn Meter) wird mittels eines Wechselstromes ein Magnetfeld erzeugt, das die Wasserstoffkerne des Wassers im Boden magnetisch neu ausrichtet. Wenn diese nach Abschalten des Magnetfeldes in die Ausgangslage zurückschwingen, geben sie ein messbares Signal ab. Da die Geschwindigkeit, mit der die Wasserstoffkerne in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren, direkt von der Porengröße des Bodens abhängig ist, erhält man so ein Maß für die Körnigkeit. Und feinkörniger Boden hält Wasser besser als grobkörniger. Seit Oktober 2003 führt die TU-Gruppe Messungen auf einer Testfläche im sächsischen Lösshügelland durch. Dort werden parallel unterschiedliche Bodenbearbeitungstechniken eingesetzt. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass ungepflügter Boden eine bessere Porenstruktur hat und zwanzig Prozent mehr Wasser speichern kann, als gepflügter. Vermutlich ist dies darauf zurückzuführen, dass bodenauflockernde Kleintiere wie Würmer durch das Pflügen vertrieben werden. (ND/Kirschey)