Lebendiger Boden: Wie das unsichtbare Mikroleben unter unseren Füßen das Klima schützt

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Boden sieht nach wenig aus: braun, verdichtet, unspektakulär. Dabei steckt in einem Gramm Boden eine Welt aus Milliarden Mikroorganismen. Dieses Leben entscheidet mit darüber, ob Boden Kohlenstoff speichert oder abgibt. Was das Bodenmikrobiom leistet, was es bedroht und was ihm wirklich hilft.

Ein Gramm Boden enthält nach Angaben des Umweltbundesamtes (UBA) Milliarden von Mikroorganismen: Bakterien, Pilze, Algen und Einzeller. Unter einem Quadratmeter leben außerdem Hunderttausende bis Millionen Bodentiere, darunter Fadenwürmer, Regenwürmer, Milben und Springschwänze. Auf einen Hektar hochgerechnet ergibt das etwa 15 Tonnen Lebendgewicht im durchwurzelbaren Bodenraum, so viel wie 20 Kühe wiegen.^[1] Was wir als Dreck abtun, ist also ein Lebensraum voller Leben.

Was das Bodenmikrobiom eigentlich leistet

Mit Bodenmikrobiom meinen wir die Gesamtheit der Mikroorganismen im Boden. Das UBA beschreibt, wofür sie gebraucht werden: Sie bauen pflanzliche Reststoffe ab, beteiligen sich an der Bildung von Humus und setzen Nährstoffe wieder frei, die Pflanzen aufnehmen können. Manche binden Stickstoff aus der Luft, andere bauen Schadstoffe ab. Mit Schleimstoffen verkitten sie Bodenteilchen zu einer Krümelstruktur, die Wasser und Nährstoffe hält und weniger leicht erodiert.^[1]

Besonders eng arbeiten Pflanzen mit Mykorrhiza-Pilzen zusammen. Laut der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) leben 90 Prozent aller Pflanzenarten in solchen Lebensgemeinschaften mit Pilzen. Es gibt sie seit Hunderten Millionen Jahren, und sie haben vermutlich die Landnahme der Pflanzen überhaupt erst ermöglicht.^[2] Die Zahl schwankt je nach Zählweise, andere Quellen nennen rund 80 Prozent. An der Größenordnung ändert das nichts.

Wie viel das praktisch ausmachen kann, zeigt ein Versuch des Forschungsinstituts für biologischen Landbau (FiBL). In gesundem Boden brachte die Impfung mit Mykorrhiza-Pilzen nichts. In krankem Boden mit vielen pilzlichen Krankheitserregern stieg der Ertrag um bis zu 40 Prozent. Die Pilze wirkten dort wie ein Schutzschild.^[3] Auch bei der Fruchtfolge zeigt sich der Wert von Vielfalt: Wer immer wieder Erbsen auf demselben Boden anbaut, reichert Krankheitserreger an. Je größer die Biodiversität im Boden, desto wahrscheinlicher ist es nach FiBL-Angaben, dass Erreger keinen Schaden anrichten.^[3]

Boden als unterschätzter Kohlenstoffspeicher

Die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) beziffert den Kohlenstoff im ersten Meter Boden auf 1.417 Gigatonnen. Das ist fast doppelt so viel wie in der Atmosphäre. In größeren Tiefen speichert Boden insgesamt dreimal so viel Kohlenstoff wie die Luft.^[4] Eine Übersichtsarbeit in der Fachzeitschrift mSystems kommt auf rund 1.500 Petagramm (das sind ebenfalls Gigatonnen) im obersten Meter.^[5] Die beiden Werte weichen leicht voneinander ab, weil die Schätzverfahren verschieden sind. Boden ist damit ein gewaltiger Kohlenstoffspeicher. Er wirkt nur als Kohlenstoffsenke, solange er mehr aufnimmt als abgibt.

Welche Rolle die Mikroorganismen dabei spielen, hat eine Studie in Nature von 2023 untersucht. Der entscheidende Wert ist die mikrobielle Kohlenstoffnutzungseffizienz. Sie beschreibt, wie viel des aufgenommenen Kohlenstoffs die Mikroben in ihre eigene Biomasse einbauen und wie viel sie als CO₂ wieder ausatmen. Die Forschenden kombinierten globale Datensätze, ein Modell und eine Meta-Analyse. Ergebnis: Diese Effizienz ist mindestens viermal wichtiger als jeder andere untersuchte Faktor, etwa der Kohlenstoffeintrag, die Zersetzung oder der vertikale Transport, wenn es um die Menge an gespeichertem Bodenkohlenstoff geht. Zudem hing eine höhere Effizienz mit einem höheren Gehalt an Bodenkohlenstoff zusammen.^[6]

Das bedeutet nicht, dass sich das Problem einfach per Mikrobenzugabe lösen lässt. Die mSystems-Autorinnen und -Autoren nennen selbst große Wissenslücken: Wie genau aus Pflanzenmaterial stabile Bodensubstanz wird und welche Mikroben daran beteiligt sind, ist noch nicht geklärt. Sie halten allerdings fest, dass gerade degradierte Böden möglicherweise das größte Potenzial haben, wieder mehr Kohlenstoff aufzunehmen.^[5] Wer Treibhausgase senken will, sollte den Boden also nicht aus dem Blick verlieren.

Was dem Bodenleben schadet

Pestizide. In Deutschland sind laut Umweltinstitut München 278 Pestizidwirkstoffe zugelassen, jährlich werden davon zwischen 27.000 und 35.000 Tonnen verkauft.^[7] Pestizide reichern sich im Boden an und schädigen dort Lebewesen wie Regenwürmer, Nematoden oder Springschwänze.^[7] Auch Mykorrhiza-Pilze leiden. Das FiBL verweist auf eine Studie, die auf Äckern, die seit 20 Jahren ökologisch bewirtschaftet werden, noch alte Pestizidrückstände fand. Je mehr Pestizide, desto weniger nützliche symbiotische Pilze.^[3]

Ganz so einfach ist die Lage aber nicht. Valentin Gfeller vom FiBL sagt im Interview, dass es zu Pestiziden und Mikrobiom Studien mit Effekten gibt, aber auch solche, in denen keine gefunden wurden. Mikroorganismen bauen manche Substanzen sehr schnell ab. Und im DOK-Versuch wird immer das ganze Anbausystem verglichen, nicht der Pestizideinsatz allein.^[3] Belegt ist also: Pestizide können dem Bodenleben schaden. Wie stark, hängt vom Wirkstoff, vom Boden und vom Anbausystem ab.

Düngung. Die FiBL-Forschenden beschreiben einen deutlichen Unterschied zwischen organischer und mineralischer Düngung: Chemischer Mineraldünger führt zu schnell wachsenden Mikroben, der Effekt ist aber rasch wieder weg, und der Kohlenstoffgehalt im Boden nimmt langfristig ab. Organische Dünger unterstützen dagegen eher, dass Nährstoffkreisläufe dauerhaft aufrechterhalten werden.^[3] Die DOK-Daten stützen das: Wird ausschließlich mit synthetischem Mineraldünger gedüngt, nimmt der Humusgehalt ab.^[10]

Der Klimawandel selbst. Eine Meta-Analyse in der Fachzeitschrift One Earth wertete 192 Publikationen mit 2.786 Beobachtungspaaren zu Erwärmungsexperimenten aus. Vielfalt und Menge der Bodenmikroben nahmen mit stärkerer Erwärmung und höheren Jahresmitteltemperaturen ab. Selbst im Szenario SSP1-2.6, das zum Pariser Klimaabkommen passt, würde langanhaltende Erwärmung (ab fünf Jahren) den globalen Artenreichtum von Bakterien und Pilzen im Boden um 7 bis 9 Prozent senken.^[8] Die Studie warnt zugleich, dass dies Nährstoffkreisläufe destabilisieren kann.

Ausgerechnet die Lebensgemeinschaft, die wir als Klimapuffer brauchen, wird vom Klimawandel geschwächt.

Kerngedanke

Degradation und Erosion. Nach FAO-Angaben ist bereits ein Drittel der Böden weltweit degradiert. Fachleute schätzen, dass Bodenerosion bis 2050 zu einem Ernteverlust von 10 Prozent führen könnte.^[9] Die FAO rechnet außerdem vor, dass die Degradation dieses Drittels der Böden schon bis zu 78 Gigatonnen Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt hat.^[4]

Was dem Boden hilft: Erkenntnisse aus 40 Jahren Feldversuch

Der DOK-Versuch in Therwil bei Basel ist der weltweit am längsten laufende wissenschaftliche Exaktversuch, der biologische und konventionelle Anbausysteme vergleicht. FiBL und Agroscope betreiben ihn seit 1978.^[10] Die FiBL-Studie von 2025 mit Daten aus 40 Jahren zeigt für die Bioböden 16 Prozent höhere Humusgehalte und eine um bis zu 83 Prozent höhere Aktivität der Bodenorganismen. Bei Bodenfruchtbarkeit und Humusaufbau schnitt das biodynamische System am besten ab. Ausschlaggebend für die Bodenfruchtbarkeit ist in allen Systemen der Mist aus der Tierhaltung, am besten als Kompost ausgebracht.^[10] Dazu passt die Einschätzung der FiBL-Forschenden, dass die Biodiversität der Bodenorganismen bei Bio und biodynamisch höher und die Felder dadurch widerstandsfähiger gegen Krankheitserreger und Trockenheit sind.^[3] Mehr zu den Anbauformen findest du im Lexikon: ökologische Landwirtschaft und regenerative Landwirtschaft.

Die Einordnung gehört dazu. Biosysteme erreichen im Schnitt 85 Prozent der konventionellen Erträge und brauchen dafür 65 Prozent des Stickstoffs. Bei Weizen und Kartoffeln sind die Unterschiede am größten. Zudem sinken die Phosphorgehalte in Bioböden stärker, weil weniger gedüngt wird, was langfristig Recyclingdünger nötig macht.^[10] Und Gfeller verweist auf eine niederländische Studie: Die Intensität der Landwirtschaft hatte den größten Einfluss auf die Bodenfunktion, der Unterschied zwischen Bio und Nicht-Bio war kleiner als der zwischen Pflügen und Nicht-Pflügen.^[3] Es geht also weniger um ein Etikett als um die Frage, wie schonend gearbeitet wird.

Die gute Nachricht: Verarmte Böden lassen sich zum Teil wiederbeleben. Im Ökolandbau geschieht das mit Kompost und Gründüngung, die das Mikrobiom positiv beeinflussen können.^[3] Es ist kein schneller Prozess. Aber er ist möglich.

Neu: Die EU bekommt ein Bodengesetz

Auch die EU hat reagiert: Die Richtlinie (EU) 2025/2360 zur Bodenüberwachung und Bodenresilienz, kurz Bodenüberwachungsgesetz, trägt das Datum 12. November 2025 und wurde am 26. November 2025 im Amtsblatt veröffentlicht. Ihr Ziel ist, bis 2050 gesunde Böden zu schaffen. Sie regelt die Überwachung und Bewertung der Bodengesundheit, die Bodenresilienz und den Umgang mit kontaminierten Standorten.^[11]

Für das Bodenleben ist das ein Fortschritt, der aber Grenzen hat. Für den Verlust an Bodenbiodiversität nennt die Richtlinie als Messgröße die DNA-Analyse (Metabarcoding) von Pilzen und Bakterien. Sie steht allerdings in der Gruppe der Bodendeskriptoren ohne Kriterien: Es gibt also keinen EU-weiten Schwellenwert, ab dem ein Boden in dieser Hinsicht als gesund gilt. Auch die nachhaltigen Zielwerte, die Anhang I vorsieht, sind unverbindlich. Die Mitgliedstaaten haben bis zum 17. Dezember 2028 Zeit, die Richtlinie umzusetzen.^[11] Wie ambitioniert die Regeln in Deutschland ausfallen, ist also noch offen.