Wer sich im Sommer auf eine gesunde, grüne Wiese setzt, spürt das Kitzeln der Grashalme, das Krabbeln kleiner Insekten, hört das Zirpen naher Grillen. Nicht einmal zu ahnen ist dagegen, dass sich alle – Halme, Krabbler, Mensch – auf einem gewaltigen externen Pansen niedergelassen haben.

Alles beginnt mit den Myriaden von Mikroorganismen, die im Erdboden leben. Sie haben keinen eigenen Darm, sondern geben ihre Verdauungsenzyme direkt in die Umgebung ab. »Diese Mikroorganismen haben die Verdauung ausgelagert«, sagt Stefan Scheu, Bodenökologe aus Göttingen. Genug Feuchtigkeit vorausgesetzt, ist der Erdboden also eine einzige große Verdauungssuppe. Kein Wunder, denn der Appetit der Bodenbewohner ist schier unersättlich: »In den meisten Ökosystemen verschwinden mehr als 90 Prozent der gewachsenen Pflanzen nach ihrem Tod wieder im Untergrund.« Was Pflanzenfresser oberirdisch abweiden? Fällt kaum ins Gewicht.

Für die Winzlinge ist der Boden nicht nur ein Verdauungssystem, sondern auch eine Speisekammer für Vorräte und Nährstoffe. Ein solches offenes System lockt fast zwangsläufig die Mitesser und Räuber der Mikrowelt an: Tierische Einzeller, Fadenwürmer, Bakterien und Pilze fressen die Speisekammern leer und deren Eigentümer gleich mit. Was nach der Verdauung von den Opfern übrig bleibt, reichert wiederum den Boden an und findet neue Abnehmer.

Ähnlich machen es die Regenwürmer, nur vertilgen sie direkt die Erde samt Inhalt und profitieren dabei doppelt von den Mikroorganismen. Die Einzeller liefern ihnen Nährstoffe und – dank der im Boden vorhandenen Enzyme – ein leichter verdauliches organisches Material.

Wo sich die Regenwürmer durch den Boden wühlen, hinterlassen sie feine Strukturen und Makroporen, sagt Scheu. »Diese winzigen Hohlräume nehmen dann Niederschlag auf und speichern das Wasser.« Vom feuchten Milieu profitieren wiederum die Mikroorganismen.

So ist alles ein stetes Geben und Nehmen im Ökosystem Boden. Wäre da nicht diese eine Spezies, die sich der globalen Böden bemächtigt hat, die von allem nimmt – und nur selten gibt.

Degradierte Flächen sind ein globales Problem

Rund 40 Prozent der landwirtschaftlichen Flächen der Erde sind heute degradiert, erklärt die Welternährungsorganisation FAO. Mehr als ein Fünftel der Weltbevölkerung bekomme das schon zu spüren, und eine Besserung sei nicht in Sicht. Laut FAO könnte sich deswegen auch die globale Hungersituation wieder verschärfen.

Zum inzwischen 16. Mal treffen sich darum die Vertragsparteien der UN-Konvention zur Bekämpfung der Wüstenbildung. Sie wollen Maßnahmen vereinbaren, mit denen sich die rasante Verschlechterung der weltweiten Böden bremsen lässt. Die COP16 findet noch bis zum 13. Dezember in Riyad in Saudi-Arabien statt.

Bei Wüstenbildung mag manch einer an den Nahen Osten denken, an die Sahelzone, vielleicht noch an den Süden Spaniens. Doch wer an einem heißen, windigen Tag durch Brandenburg oder Mecklenburg-Vorpommern fährt, sieht an den Staubwolken, die über die Äcker wehen: Das Problem der degradierten Böden ist Deutschland näher, als vielen bewusst ist.

Die Gesundheit eines Ackers oder einer Wiese machen Fachleute oft an einer bestimmten Maßzahl fest – dem organischen Kohlenstoffgehalt. Dieser wiederum ist maßgeblich abhängig vom Lebenselixir des Bodens: dem Humus.

Humus ist, was entsteht, wenn Bodenlebewesen das pflanzliche oder tierische Material verarbeiten, das in den Boden geraten ist. Zu rund 60 Prozent besteht der Humus aus Kohlenstoff, aber auch andere wichtige Elemente finden sich darin, wie etwa Stickstoff.

Zu wenig Kohlenstoff

Wer in vielen Regionen Europas, darunter auch in etlichen Gebieten Deutschlands, in die Tiefe gräbt, findet 20 Zentimeter unter der Oberfläche und damit im Wurzelbereich vieler Pflanzen nur zwischen einem und zwei Prozent organischen Kohlenstoff. Das ist zu wenig, sagen Fachleute. Ein guter Ackerboden beginne erst ab zwei Prozent organischem Kohlenstoffgehalt, lautet eine alte Empfehlung.

Doch der folgen nur wenige Landwirte. »Auf intensiv bearbeiteten Ackerflächen sollen ja in erster Linie möglichst hohe Erträge erzielt werden«, erläutert Hans-Jörg Vogel, Leiter des Departments Bodensystemforschung am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Halle an der Saale. Weniger wichtig ist es dagegen, organische Substanz in den Boden zu bringen. Damit aber fehlt dem komplexen Nahrungsnetz im Boden die wichtigste Zutat zur Humusbildung: die Nahrung.

Abgestorbenes Pflanzenmaterial ist allerdings nicht die einzige Quelle für Humus. Dem Bodenökologen Stefan Scheu fallen auf Anhieb eine Anzahl weiterer Prozesse ein, die den Boden mit dem begehrten Stoff anreichern: »Wurzeln beispielsweise pumpen Kohlenstoff in den Boden.« An langen Sommertagen mit viel Licht und ausreichend Feuchtigkeit würden manche Pflanzen viel mehr Kohlenstoff aus der Luft holen, als sie verwerten könnten. »Also machen sie Schleimstoffe daraus, die dann von den Wurzeln ausgesondert werden und so den Boden lockern.« Bis zu einem Drittel des anfallenden Kohlenstoffs können sie so wieder abgeben, der Rest wird zu Biomolekülen, die Stickstoff, Phosphor und andere Nährelemente enthalten. Im Untergrund baut sich so mit der Zeit der Humusgehalt weiter auf. »Ein gesunder Waldboden enthält daher sogar fünf bis zehn Prozent Kohlenstoff«, erklärt der Ökologe.

Rekordhalter sind Hochmoore. Über Jahrtausende haben sie in Form von Torf eine Substanz aufgebaut, die zu annähernd 100 Prozent aus pflanzlichem Material besteht. »Legt man die Moore trocken, werden die organischen Substanzen in einem jahrzehntelangen Prozess wieder abgebaut«, wobei Unmengen Treibhausgase frei werden, erklärt Hans-Jörg Vogel.

Ganz ähnlich sank in historischer Zeit der Humusgehalt, als in Mitteleuropa die Wälder abgeholzt und durch Grünland ersetzt wurden. Vielfach wurde daraus dann Ackerland. Der Kohlenstoffgehalt sank weiter. Und dann kam die Intensivlandwirtschaft.

Nach der Ernte bleibt nichts für den Boden

Warum der konventionelle Anbau zu immer kargeren und ärmeren Böden führt, zeigt ein Blick unter die intensiv bewirtschaftete Ackerkrume.

Noch verhältnismäßig gut ist die Situation auf Getreidefeldern, erklärt der Göttinger Bodenökologe Scheu: »Weizen und Gerste bilden ein fein verästeltes Wurzelsystem aus und pumpen dort viele Schleimstoffe und damit Kohlenstoff in den Boden.« Da obendrein nach der Ernte die Wurzeln und Stoppeln auf dem Feld bleiben, kann sich dort aus relativ viel Pflanzenmaterial neuer Humus bilden. »Solange die Nutzung ähnlich bleibt, ändert sich auf solchen Feldern der Humusgehalt dann nur noch wenig«, fasst UFZ-Forscher Hans-Jörg Vogel zusammen.

Mais aber steckt die meisten Nährstoffe, die er aus dem Boden ziehen kann, in die oberirdischen Teile und bildet nur wenige Wurzeln. Entsprechend geringe Mengen Pflanzenmaterial bleiben nach der Ernte im Boden zurück. Humus kann so nicht aufgebaut werden.

Ähnlich ist es bei Rüben. Hier wird gezielt der besonders wertvolle unterirdische Part geerntet, eben weil er so nährstoffreich ist. »Und wieder fehlen dem Boden die allermeisten Nährstoffressourcen«, sagt Bodenökologe Scheu. In der folgenden Saison muss mit Hilfe von Dünger nachgeliefert werden.

Natürlich sind Wege aus diesem Teufelskreis schon lange bekannt, es gibt also durchaus Möglichkeiten, den Humusgehalt auf Äckern wieder aufzubauen. Aber: »Böden sind verdammt träge Systeme«, sagt Vogel. Es dauert Jahrzehnte, bis man den Humusgehalt wieder aufgebaut hat.

Der erste Schritt ist, weiteren Abbau zu stoppen. Das gehe sogar recht schnell, sagt Scheu: »In etwa zwei Monaten haben sich Böden von einer zehrenden Saison erholt, wenn genügend organisches Material als Ressource zur Verfügung steht.« Wichtig ist auch zu verhindern, dass die obersten – besonders wertvollen – Zentimeter durch Regenfälle weggeschwemmt werden. Beides leisten zum Beispiel Zwischenfrüchte, die den Boden bedecken und zugleich Pflanzenmaterial liefern, aus dem sich neuer Humus bilden kann. »Je länger das Feld bedeckt ist, umso besser die Bodenfruchtbarkeit«, sagt Scheu.

Doch ein typisches Maisfeld beispielsweise liegt von September bis Mai brach, ohne Bodenbedeckung. Scheu hält das für extrem schlecht.

Was Zwischenfrüchte leisten, scheint sich inzwischen jedoch herumgesprochen zu haben. Deutschlandweit hat sich die Fläche, auf der Zwischenfrüchte als Gründüngung angebaut werden, seit 2009 nahezu verdoppelt.

Die Wende beim Pflügen

In Halle an der Saale, wo Hans-Jörg Vogel das BonaRes-Zentrum leitet, verbucht man das als Erfolgsmeldung für die Böden. BonaRes ist eine seit 2015 vom Bund getragene Förderinitiative zur nachhaltigen Nutzung der Ressource Boden. Und noch in einem weiteren Punkt sieht man dort Fortschritte – bei einem Thema, das wie kein anderes unsere Vorstellung von Landwirtschaft prägt: beim Pflügen. »Heute wird weniger gepflügt als früher«, berichtet Vogel. Und das hat seine Vorteile. »Wenn das Leben im Boden nicht immer wieder auf den Kopf gestellt wird, macht das die Bodenstruktur stabiler.«

»No till« oder »No plow« heißt das im Fachjargon. »Mit dem Weglassen des Pflugs verzichtet man nicht nur auf eine Störung des Bodenlebens, sondern befördert auch weniger Unkrautsamen nach oben«, erklärt der Schweizer Agrarwissenschaftler Urs Niggli, »daher wachsen weniger Unkräuter, wenn man auf das Pflügen verzichtet.«

Niggli hat von 1990 bis 2020 eines der weltweit führenden Forschungszentren zur Ökolandwirtschaft geleitet – das FiBL, das Forschungsinstitut für biologischen Landbau in Frick im Kanton Aargau. Inzwischen ist er Präsident des Instituts für Agrarökologie in der Schweiz.

Mit dem Pflug fehlt laut Niggli den Bäuerinnen und Bauern aber ein wirksames Mittel, um das, was doch noch an Unkraut aufkommt, kleinzukriegen. Konventionell arbeitende Betriebe könnten in diesem Fall sparsam und selektiv Herbizide einsetzen, sagt Niggli. »Der Biolandbau hat diesen Notnagel aber nicht.« Deshalb fällt es der Ökolandwirtschaft schwer, auf den Pflug zu verzichten.

Dabei ist gerade die biologische Landwirtschaft das große Vorbild beim Verbessern der Böden. Das zeigt unter anderem ein Langzeitexperiment, das das FiBL seit 1980 in der Region Basel betreibt. Dabei werden Versuchsfelder parallel mit biologischen und konventionellen Methoden beackert und die Veränderungen aufgezeichnet. Ein Ergebnis: Nach zwei Jahrzehnten lebten auf Biofeldern 40 bis 80 Prozent mehr Regenwürmer als auf konventionell bewirtschafteten Feldern – und sorgten dort für größeren Humusreichtum in der Erde.

Ideal wären Biobetriebe, die sowohl Viehzucht als auch Ackerbau betreiben. Sie könnten auf einer Fläche zunächst zwei bis drei Jahre lang Gras oder Klee als Tierfutter anbauen und anschließend ein paar Jahre verschiedene Biofeldfrüchte, beginnend mit jenen, die den Boden am meisten fordern. Nach ein paar Jahren lässt man den Zyklus wieder von Neuem beginnen. Diese ökologische Ideallösung hat aber ökonomische Schwächen: »Da sich solche Betriebe wirtschaftlich nicht mehr rentieren, sind sie inzwischen weitgehend verschwunden«, berichtet Urs Niggli.

Daneben gibt es noch den integrierten Landbau, ein konventioneller Ansatz, der aber ökologische Belange besser berücksichtigt als herkömmlich betriebene Höfe. Zum Beispiel indem Landwirte viel sparsamer auf Stickstoffdünger und andere Agrarchemikalien zurückgreifen. Das kommt der Bodenfruchtbarkeit zugute und ist eine Dienstleistung, die von der EU finanziell gewürdigt werden sollte, findet Niggli. Denn wer integrierten Landbau betreibt, ist ein stückweit im Nachteil: Er fährt weniger Ernte ein als seine konventionell arbeitenden Nachbarn, kann aber nicht den Aufpreis nehmen, den der Kollege vom Biobauernhof draufschlägt.

Der Klimawandel kann den mitteleuropäischen Böden aber noch in ganz anderer Hinsicht zusetzen: Wie bekannt fördert er nicht nur Starkniederschläge, sondern zugleich auch Dürren, die ebenfalls die besonders nährstoffreichen oberen Bodenschichten einer Erosion aussetzen, in diesem Fall durch den Wind.

Auch dafür haben Bodenforscher längst ein Gegenmittel im Angebot, weiß BonaRes-Leiter Vogel. »Agroforst« lautet das Schlagwort, unter dem Aspekte der Land- und Forstwirtschaft auf derselben Fläche kombiniert werden. Im Nordosten Deutschlands, wo der Boden besonders anfällig ist für Winderosion, wechselt man dazu 30 Meter breite Ackerstreifen mit sechs Meter breiten Streifen ab, auf denen schnell wachsende Gehölze angebaut werden. Diese dienen als natürlicher Windschutz, erhöhen dank ihres Schattens die Bodenfeuchtigkeit und lassen sich sogar noch als Ressource nutzen. Der Nachteil besteht im erhöhten Pflegeaufwand, den die Landwirtinnen und Landwirte in die jungen Agroforste stecken müssen.

Schwerverkehr auf dem Acker

Bei einem weiteren Problem liegt die Lösung dagegen auf der Hand. Seit Langem schon raten Bodenfachleute vom Einsatz tonnenschwerer Maschinen ab. Wo 30- oder 40-Tonnen-Geräte über die Krume rumpeln, »haben Pflanzenwurzeln später schlechte Karten«, erklärt Hans-Jörg Vogel, »solche schweren Geräte sollten möglichst vermieden werden.«

Überschwere Landmaschinen sind übrigens einer der wenigen Schadfaktoren, die sich noch nicht in der einen oder anderen Form in den Ländern des Globalen Südens wiederfinden. Fast alle anderen – Erosion, Humusarmut und die Auswirkungen des Klimawandels – degradieren hingegen auch in ärmeren Ländern massiv die Böden.

Entscheidende Mitschuld daran trägt nach Meinung von Fachleuten der Export von intensivlandwirtschaftlichen Methoden auf Kosten lokaler, traditioneller Landwirtschaft. »So wurden zum Teil Monokulturen übernommen, diese Böden sind inzwischen häufig degradiert«, sagt Martin Frick, Chef des Welternährungsprogramms der Vereinten Nationen in Deutschland, Österreich und Liechtenstein: »Trockengürtel wie die Sahelzone haben vor 60 oder 70 Jahren mit einer angepassten Landwirtschaft gut funktioniert.« Inzwischen aber kämpfen die Menschen dort noch mit weitaus schwerwiegenderer Winderosion als die Bauern Mecklenburg-Vorpommerns. Und führen damit die stillschweigende Annahme ad absurdum, man brauche für die Ernährung der Menschheit eine hochintensive Landwirtschaft.

Um die Bodendegradierung zu bremsen und den Humusgehalt zu verbessern, ist nach Meinung von Martin Frick eher das Gegenteil richtig: »Man sollte mit wenig Bearbeitung eine gute Landwirtschaft machen.« Zwar dauere es lange, die Böden und ihre Fruchtbarkeit wieder aufzubauen, aber es lohne sich: Es bringe die Artenvielfalt von früher zurück und halte Kohlenstoff im Boden.

Solche angepassten Systeme können durchaus mitteleuropäischen Ansätzen wie den Agroforstsystemen ähneln. »Man kann dort Gehölze pflanzen und diese schneiteln«, erklärt Martin Frick: »Bis zu einem Viertel der Äste wird dabei jedes Jahr abgenommen und als Brennholz für die Küchenfeuer verwendet.« Der Baum schlägt dann im folgenden Jahr wieder aus.

Kreislaufwirtschaft in den Tropen

Genau wie hier zu Lande gelte auch im Globalen Süden das Grundprinzip der Ökolandwirtschaft: »Was man aus den Böden rausholt, muss auch wieder zurück in die Böden«, fasst der Deutschlandchef des Welternährungsprogramms zusammen. Die Kreisläufe ließen sich in der Sahelzone und in anderen Trockengebieten schließen, indem man beispielsweise Vieh die Ernterückstände fressen lasse und mit den Exkrementen den Boden dünge, erklärt Frick.

Gerade in trockenen Regionen ist der Humus eine wichtige Zutat im Boden. Denn wenn es doch einmal regnet, können humusreiche Böden viel mehr Wasser aufnehmen. »Ohne Humus verdichten die Böden, und die Niederschläge fließen an der Oberfläche ab«, sagt Scheu. Auf abschüssigen Feldern könne man zudem kleine Dämme bauen, an denen der Regen versickert. »Mulchen mit Pflanzenmaterial hält ebenfalls Feuchtigkeit im Boden und hilft, ganz allmählich Humus aufzubauen.«

Aber auch im Tropengürtel der Erde, wo es manchmal tagelang schüttet, macht sich Humusarmut bemerkbar. Fachleute aus Göttingen haben mit indonesischen Kollegen zuletzt ein mehrjähriges Großforschungsprojekt durchgeführt, das unter dem Namen EFForTS (Ecological and Socioeconomic Functions of Tropical Lowland Rainforest Transformation Systems) untersuchte, wie sich auf Ökologie und menschliches Wohlergehen auswirkt, wenn tropischer Regenwald in landwirtschaftlich genutzte Flächen umgewandelt wird.

Wie in vielen tropischen Ländern kämpfen auch die Bauern Indonesiens mit schweren Laterit-Böden, die sehr viel Ton enthalten. »Diese Böden sind schwer zu pflügen, halten wenig Wasser und sind anfällig für Erosion«, erklärt Stefan Scheu. Auch hier lautet die Empfehlung der Göttinger wieder: den Humusgehalt erhöhen, selbst wenn es lange dauert. Zum Beispiel durch das Einbringen von anderweitig nicht zu gebrauchenden Ernterückständen.

Die liefern reiche Kost für das Bodenleben und die Mikroorganismen. »Genau wie in allen anderen Humusböden wird damit Kohlenstoff gebunden und dadurch der Klimawandel ein klein wenig gebremst«, sagt Scheu. Wo der Humusaufbau bisher am Geld scheiterte, könnten also auch Finanzhilfen aus Töpfen zur Bekämpfung der Klimakrise eingesetzt werden.

Und manchmal zeigt es sich auch, dass die umweltfreundlichere Lösung sogar die kostengünstigere ist. »Um Unkraut in Palmölplantagen zu bekämpfen, ist die Motorsense wirtschaftlicher als der Einsatz von Glyphosat«, sagt der Göttinger Forscher.