Landwirtschaftliche Böden mit einer guten Struktur sind die Grundlage für gesunde Pflanzen und die landwirtschaftliche Produktion im Allgemeinen. Die Bodenstruktur gilt als Indikator für die Bodengesundheit und korreliert mit den erwirtschafteten Erträgen. Ihr Erhalt und ihre Pflege sind Bestandteil des Bundes-Bodenschutzgesetzes und somit Bestandteil der GAP. Ursachen für den Verlust einer guten Bodenstruktur sind vielfältig und umfassen Bodenverdichtung durch mechanische Belastung, intensive Bodenbearbeitung und Erosion. Aber auch ein Mangel an bodenorganischer Substanz, Überschüsse an Natrium sowie eine starke Verringerung des Bodenlebens gehören dazu. Die einzelnen Faktoren könne sich dabei gegenseitig bedingen. Ihre jeweilige Ausprägung ist von der Bodenart abhängig. 

Als Folge einer gestörten Bodenstruktur werden viele grundlegende Funktionen eines Bodens negativ beeinträchtigt und die Bodenfruchtbarkeit verringert. Diese umfassen den Gasaustausch, die Wasseraufnahme, -speicherung und -leitfähigkeit, die Temperaturregulation, die Mineralisation organischer Stoffe, die Nährstoffaufnahme durch Wurzeln und Bodenorganismen, Durchwurzelung, die Aktivität des Bodenlebens und das Zurückhalten unterschiedlicher Schadstoffe.

Methoden zur Einschätzung der Bodenstruktur können dem Landwirt oder der Landwirtin daher wichtige Informationen zum gesundheitlichen Zustand seines Bodens und seinen Funktionen vermitteln. Sie können dabei helfen, die Notwendigkeit für bodenaufbauende Maßnahmen zu erkennen. Außerdem kann mit ihnen die Wirkung der gewählten Maßnahmen überprüft werden. Es ist zu beachten, dass die Bodenstruktur ein dynamischer Parameter ist, der sich auch über kurze Zeiträume verändern kann. Daher macht es zumindest anfänglich Sinn, eine regelmäßige Zustandserhebung vorzunehmen, sofern eine regelmäßige Bodenbearbeitung stattfindet.  

Die erste Spatenprobe, auch Spatendiagnose genannt, wurde 1930 von Johannes Görbing entwickelt. Diese wurde 1959 von Peerlkamp überarbeitet und richtete sich im Wesentlichen an ein wissenschaftliches Publikum. Versuche, sie in der landwirtschaftlichen Praxis zu etablieren, scheiterten. Der Zeitaufwand, nötiges Vorwissen inkl. Fachvokabular und das Fehlen von konkreten Verbesserungshinweisen seien hier als Ursache benannt. Zudem wurden über die Jahre eine Vielzahl unterschiedlicher Versionen der Spatenprobe entwickelt – ein Umstand, der für Verwirrung sorgte. 

In den Jahren 2007 und 2011 erfolgten erste Vereinfachungen, aus denen die Methode VESS (Visual Evaluation of Soil Stucture) hervorging, die international größere Beliebtheit erlangte. In Zusammenarbeit mit Landwirten und Landwirtinnen entstanden im Schweizer Projekt „STRUDEL“ weitere Vereinfachungen und Überarbeitungen. Sie wurden unter dem Namen VESS₂₀₂₀ in englischer Sprache und erstmalig auch in Deutsch und Französisch veröffentlicht. Außerdem wurde aufbauend auf der 2015 entwickelten Methode SubVESS zur Strukturanalyse von Unterböden die vereinfachte und praxisnahe Spatenprobe SpadeSubVESS entwickelt. Zuvor war das aufwendige Ausheben eines Bodenprofils notwendig.

Im Zuge weiterer Arbeiten in der Schweiz erfolgte im Projekt BodenDok zusätzliche Überarbeitung im Sinne einer erhöhten Praxistauglichkeit. Neben dem Forschungsinstitut für biologischen Landbau (FiBL) und Agroscope waren daran weitere Akteure beteiligt. Sie baut auf der Spatenprobenmethoden VESS₂₀₂₀, welche im Rahmen der BodenDok-Methode ebenfalls angewendet werden. Spatenprobenmethode zur Untersuchung der Unterbodenstruktur SpadeSubVESS wurde nicht aufgenommen.

Ein direkter Vergleich der drei Methoden ist in Tabelle 1 abgebildet. Die beiden VESS-Methoden bieten einen Vorteil: Der Boden wird direkt beurteilt. Das geschieht anhand der Bilder, die auf einem DIN A4-Blatt abgebildet sind. Zudem werden alle Beobachtungen zu einer Gesamtnote zusammengefasst. Dies ermöglicht eine einfachere Interpretation der Daten und es lassen sich Durchschnittswerte bilden. Zudem wird hier klar zwischen Unter- und Oberboden unterschieden. Als Nachteil ist zu nennen, dass die Bildung einer Gesamtnote zu einem Informationsverlust führt. Bei Bedarf sollten daher die Ausgangswerte gesondert festgehalten werden. Der Zeitaufwand beider Methoden ist geringer als bei der BodenDok. Für VESS₂₀₂₀ sind es 10 Minuten und für SpadeSubVESS sind aufgrund der Notwendigkeit tiefer zu graben ca. 15 min. 

Als Vorteil von BodenDok ist die systematische Erfassung der Kriterien zu nennen. Dabei kann jedes Kriterium getrennt erfasst und über Jahre verfolgt werden. Zudem gibt die Methode Auskunft über die wahrscheinlichen Ursachen der strukturellen Probleme und Lösungsansätze werden vorgeschlagen. Weiterhin werden zusätzliche Beispiele für sehr sandige und sehr tonige Böden gegeben und aus der Analyse lässt sich im Nachhinein eine VESS-Note ableiten. Ein Nachteil ist ein größerer Zeitaufwand von 20 bis 30 Minuten anzuführen, da mehr Kriterien abgefragt werden. Außerdem erfordert es etwas mehr Übung, als es bei den VESS-Methoden der Fall ist.

Für VESS₂₀₂₀ und SpadeSubVESS wurden Anleitungen als PDF-Datei zur Verfügung gestellt und mit Erklärvideos ergänzt. Nutzbare Ressourcen für BodenDok umfassen neben PDFs auch eine kostenfreie App, die ebenfalls beim Management der Beobachtungen unterstützt. Nachfolgend werden die Methoden VESS₂₀₂₀, SpadeSubVESS und BodenDok vorgestellt.

Für die Durchführung von VESS₂₀₂₀ wird ein Bodenziegel ausgehoben und begutachtet. Dabei sind alle Begutachtungskriterien übersichtlich auf einer DIN-A4 Seite tabellarisch zusammengefasst (Abbildung 2). Praxisfreundliche Beispielfotos gewährleisten, dass auch Personen ohne tiefergehende Fachkenntnisse von der Methode Gebrauch machen können. Insbesondere die bildgeleitete Analyse der Bodenaggregate wurde weitergehend vereinfacht, Punkte wurden neu geordnet und Redundanzen entfernt. Zusätzlich wurden Hinweise zu Bodenfeuchte, Bodenverdichtung kürzlich stattgefundener Bodenbearbeitungen aufgenommen, da diese Faktoren zu einer Verfälschung der Ergebnisse führen können. 

Im Rahmen der Analyse erfolgt eine fünfstufige Benotung der unterschiedlichen Bodenschichten anhand der Kategorien „Sq1“ bis „Sq5“. „Sq“ steht hierbei für „soil quality“. Da die Methode qualitative Unterschiede zwischen unterschiedlichen Bodenschichten unter Einbeziehung ihrer Mächtigkeit verrechnet, erhält man am Ende einen einzelnen Wert, der für den gesamten Bodenziegel steht. Hierdurch ergibt sich automatisch ein Informationsverlust. Wer dem entgegenwirken möchte, ist dazu angehalten, die Ausgangswerte der fünfstufigen Benotung nicht zu verwerfen.

SpadeSubVESS dient der Untersuchung der Struktur des Unterbodens. Die Methode stellt eine Überarbeitung von SubVESS dar. Während der Vorgänger SubVESS die Anlage eines Bodenprofils bedingt, ermöglicht SpadeSubVESS die Beurteilung von Unterböden anhand eines Bodenziegels (Tabelle 2). Hierzu wird der Unterboden mit einem „Doppelspaten“ entnommen. Damit sind zwei aufeinanderfolgende Spatenstiche gemeint. Hierdurch wird eine Tiefe von ungefähr 40 Zentimetern erreicht. 

Generell ist eine vorherige Durchführung von VESS oder BodenDok möglich. Als weitere Neuerung der Überarbeitung wurde das ursprüngliche Flussdiagramm zur Ansprache aufgegeben und durch eine tabellarische Darstellung im Sinne der Anwenderfreundlichkeit und Anschaulichkeit ersetzt. Die Benotung des Bodens erfolgt analog zu VESS mittels fünf Kategorien, die hier allerdings „Ssq1“ bis „Ssq5“ genannte werden. „Ssq“ steht dabei für „subsoil quality“.

Neben der Handhabbarkeit, Einfachheit, Zeiteffizienz und einem geringen Kostenumfang steht bei der BodenDok-Methode die agronomische Relevanz im Vordergrund. Diese sieht eine Verknüpfung der Ergebnisse mit Handlungsansätzen und Entscheidungshilfen zur Verbesserung der Bodenstruktur vor. Hierbei sollen z.B. Verdichtung (inkl. Pflugsole), schlechte Oberflächenstruktur und Humusverlust erkennbar gemacht werden. Mittels App oder Fragebogen werden dabei zunächst Standortbeschreibung, Bewuchs und Bewirtschaftung abgefragt (Abbildung 3). 

Anschließend wird der Zustand der Bodenoberfläche geprüft. Dies liegt darin begründet, dass viele Bodenprobleme mit einer zu fein bearbeiteten, instabilen oder durchlässigen Oberfläche einhergehen. Solche Veränderungen sind unbedingt zu identifizieren, bevor das Bodeninnere untersucht wird. Dabei werden bereits während des Grabens weitere Informationen abgeleitet. Im Anschluss erfolgen Beobachtungen an einem ausgehobenen Bodenziegel. Alternativ kann auch ein Mini-3D-Profil mithilfe einer Palettengabel (am Schlepper oder einem Hoflader) gestochen werden. 

Unabhängig vom Vorgehen sollen nur für die Anwendenden interessante und zum Zeitpunkt der Untersuchung sichtbare Parameter berücksichtigt werden. Beobachtete Eigenschaften umfassen Größe, Form, Porosität und Festigkeit der Bodenaggregate, die Durchwurzelung und die Feuchte des Bodens für jeden Horizont. Im Regelfall sollte die ausführende Person schon nach wenigen Wiederholungen wissen, auf welche Merkmale zu achten ist. Zudem wird auf gesonderte Bedingungen auf sehr sandigen und sehr tonigen Böden sowie auf die Berücksichtigung der Bodenfeuchte aufmerksam gemacht. Letztere beeinflusst unter anderem die Festigkeit der Bodenaggregate.