Die chemische Tradition

Mit dem Aufblühen der Naturwissenschaften im 18. Jahrhundert begannen Chemiker, Mineralogen und naturkundige Ärzte sich nicht nur mit der Landwirtschaft, sondern auch mit dem Erdboden und einzelnen Stoffen daraus zu beschäftigen. Die ersten systematischen Arbeiten, die der Chemie des Bodens eine namhafte Bedeutung beimaßen, stammen vom schottischen Arzt FRANCIS HOME sowie vom schwedischen Chemiker und Mineralogen JOHANN GOTTSCHALK WALLERIUS. Beide, noch ganz der Phlogistontheorie verhaftet, übten während Jahrzehnten einen erheblichen Einfluss auf die praktische Nutzung des Bodens und dessen Erforschung aus. Mit der Widerlegung der Phlogiston‐ und Transmutationstheorie durch ANTOINE LAURENT LAVOISIER setzte eine neue Ära der Chemie ein, die sich allmählich auch in den angewandten Bereichen wie Landwirtschaft, Botanik, usw. durchzusetzen begann. Eine bedeutende Rolle kam dabei dem Genfer Chemiker und Pflanzenphysiologen NICOLAS THÉODORE DE SAUSSURE zu, der mit seinem 1804 erschienenen Buch Recherche chimique sur la végétation Maßstäbe setzte und die Forschung über die Pflanzenernährung, die Rolle des Bodens dabei, und die Zusammensetzung der Pflanzen über Jahrzehnte prägte. DE SAUSSURE konnte zwar die von WALLERIUS und JEAN HENRI HASSENFRATZ begründete Humustheorie nicht vollständig entkräften, doch hat er den klaren Nachweis gebracht, dass die in den Pflanzen vorhandene mineralische Substanz aus dem Boden stammt und für das Gedeihen der Pflanzen notwendig ist. Zur Verankerung der Chemie in der Landwirtschaft trug etwas später auch der englische Chemiker und Physiker SIR HUMPHREY DAVY bei, der in seinem 1913 erschienenen einflussreichen Buch Elements of Agricultural Chemistry die Kenntnisse über Boden, Pflanzen und Düngung zusammenfasste und aus der Sicht der neuen Chemie kritisch wertete. Die Kontroverse zwischen den Vertretern der Humustheorie, die im Wesentlichen von ALBRECHT DANIEL THAER gestützt wurde, und den Vertretern der von DE SAUSSURE angebahnten und von CARL SPRENGEL formulierten Mineralstofftheorie dauerte über ein halbes Jahrhundert, bis JUSTUS VON LIEBIG mit seinem epochemachenden Werk Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur und Physiologie der Mineralstofftheorie zum weltweiten Durchbruch verhalf, wenn auch einzelne Aspekte der Humustheorie nach wie vor ihre Befürworter fanden. So legte der französische Mineningenieur und Chemiker JEAN BAPTISTE BOUSSINGAULT, im Gegensatz zu LIEBIG, nach wie vor großen Wert auf die Rolle, die dem Humus bei der Pflanzenernährung zukommt, und wies zudem auf die besondere Bedeutung des Stickstoffs hin. Bereits 1838 gelang ihm anhand von Feldversuchen der Nachweis, dass Leguminosen in der Lage sind, Stickstoff aus der Luft zu binden, ohne allerdings eine Erklärung dafür geben zu können. Mit seiner Entdeckung legte BOUSSINGAULT aber den Grundstein für die später so erfolgreiche Entwicklung der Bodenmikrobiologie, die innerhalb kurzer Zeit viele bislang auf rein chemischem Weg nicht durchschaubare Prozesse im Boden aufklären konnte. Den Startpunkt zur eigenständigen Bodenchemie legte der englische Chemiker JOHN THOMAS WAY mit seinen zwischen 1850 und 1854 erschienenen Arbeiten über den Basenaustausch im Boden. WAY bearbeitete das Thema so gründlich, dass nach dem Urteil des Agrikulturchemikers GEORG WIEGNER für Dekaden keine vergleichbare Arbeit mehr nachfolgte. In der Tat wurden von den zahlreichen Arbeiten, die auf WAYs Publikation folgten, dessen Thesen in den meisten Fällen bestätigt, im Einzelnen verfeinert und nur in wenigen Punkten widerlegt. Ein wesentlicher Fortschritt bahnte sich erst anfangs des 20. Jahrhunderts an, als GOUY und CHAPMAN unabhängig voneinander die Theorie der elektrischen Doppelschicht an geladenen Partikeloberflächen vorstellten und es mittels der von DEBYE UND SCHERRER entwickelten Pulverröntgendiffraktometrie möglich wurde, die Struktur der sog. Kolloide und amorphen Zeolithe im Boden aufzuklären.