Der Boden ist für die landwirtschaftliche Produktion von grundlegender Bedeutung und erfüllt eine Vielzahl von Funktionen. Dabei dient der Boden, neben der Düngung, als essenzielle Nährstoffquelle für Nutzpflanzen eine ausgewogene Nährstoffversorgung. Ebenso speichern und regulieren Böden den Wasserhaushalt landwirtschaftlicher Ökosysteme und regulieren den Gasaustausch mit der Atmosphäre. Der Boden ist ein wichtiger Kohlenstoffspeicher - eine Ökosystemleistung, die über die Produktion hinaus für die Gesellschaft von Bedeutung ist (Klimawandelminderung). Darüber hinaus ist der Boden der artenreichste Lebensraum; zwei Drittel aller bekannter Arten leben im Boden.
Die Produktivität einer ressourceneffizienten und standortangepassten Pflanzenproduktion unter Wahrung der Tragfähigkeit der natürlichen Ressourcen Boden, Wasser, Luft, Klima und Biodiversität hängt direkt von der Verfügbarkeit von Nährstoffen und Wasser ab. Bislang wird ein erheblicher Teil der Nährstoffe als Hofdünger zugeführt. Aus pflanzenbaulicher Sicht haben die Strategien des Bundes erhebliche Auswirkungen auf die Nährstoffflüsse: Einerseits wird eine Reduktion der Futtermittelimporte angestrebt, andererseits sollen wesentlich grössere Flächenanteile für die Produktion von Nahrungsmitteln verwendet werden. Aus dieser Perspektive ist zu erwarten, dass weniger Hofdünger zur Verfügung stehen, was die Umsetzung des Absenkpfads Nährstoffe begünstigt. Je nach verfügbaren Nährstoffvorräten im Boden (P und K) bleibt eine Unterversorgung vorerst ohne Auswirkung auf die Produktivität. Mittelfristig muss jedoch die Ausbeutung der Bodenreserven ('Mining') kompensiert werden durch Mineraldünger oder alternative Nährstoffquellen z.B. aus Recycling- Quellen.
Eine zentrale Herausforderung der landwirtschaftlichen Bodennutzung ist die Gefährdung der Bodengesundheit (Bodenqualität, inklusive Bodenfruchtbarkeit; English “soil health”: the continued capacity of soil to function as a vital living ecosystem that sustains plants, animals, and humans) durch die ständigen Einflüsse und Belastungen der Bewirtschaftung. Die Einführung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken, wie z.B. reduzierte Bodenbearbeitung, vielfältige Fruchtfolgen, die Bodenbedeckung (z. B. mittels Zwischenkulturen) und die organische Düngung, kann dazu beitragen, den Kohlenstoffgehalt im Boden zu erhöhen, die Bodenstruktur zu verbessern und das Bodenleben und deren Funktionen gezielt zu fördern. Es besteht aber auch ein Risiko für Bodendegradation durch die Bewirtschaftung der Böden, z. B. durch Bewirtschaftungsvorgänge bei ungünstigem Bodenzustand oder intensiver Bodenbearbeitung. Eine mögliche Abnahme von Kunstwiesen in der Fruchtfolge und Reduktion von organischer Düngung aufgrund zukünftiger Entwicklungen zu mehr Nahrungsmittel- und weniger Futtermittelproduktion stellt eine weitere Herausforderung für die Erhaltung einer guten Bodengesundheit dar. Voraussetzung für eine nachhaltige Nutzung des Bodens ist ein besseres Verständnis der Interaktionen zwischen Bodenleben, physikalischen und chemischen Bodenprozessen, Kenntnis wie die Bodenbewirtschaftung den Wasserhaushalt und den Gasaustausch von Böden beeinflusst, und Verständnis der Nährstoffumsatzprozesse und ihrer Interaktionen mit Kulturpflanzen sowie zielgerichtete Düngeplanung unter Berücksichtigung der Bodenfunktionen und dem Bedarf der Kulturen. Nährstoffe wie N, P und K sind energieintensiv in der Herstellung und/oder nur begrenzt verfügbar. Die Nutzung von alternativen Quellen ist deshalb wichtig, um den CO2-Fussabdruck der Landwirtschaft zu senken. Der Klimawandel, das Erreichen von Umweltzielen und die Ernährungssicherheit stellen die Landwirtschaft vor (zum Teil gegensätzliche) Herausforderungen – die Optimierung von Bodenfunktionen durch eine smarte Bodenbewirtschaftung ist ein essenzieller Baustein, um diese Herausforderungen zu meisten.
