De bodem is de bovenste laag van de aardkorst, maar de definitie in de bodemkunde is specifieker, namelijk die laag van de aardkorst die door planten beworteld wordt (de rhizosfeer), of waarin zich bodemvormende processen afspelen.
Volgens deze definitie maken vast gesteente geen onderdeel uit van de bodem.
De bovenste laag van de bodem is de laag die veel organische stoffen bevat. Organische stoffen zijn stoffen die afkomstig zijn van organismen. Het zijn vaak grotere moleculen en ze bevatten altijd een C en een H-atoom en vaak ook nog een O-atoom.
Organische stoffen zijn in de bodem terecht gekomen omdat organismen die op of op deze bodem geleefd hebben er zijn gestorven. De organische stoffen van het organisme komen dan terecht in de bodem.
Afvaleters leven van deze dode organismen. Ze eten de organische stoffen en poepen de onverteerbare restanten organisch materiaal weer uit. De overgebleven resten organisch materiaal dat uitgepoept wordt door de afvaleters wordt door de reducenten vervolgens omgezet in anorganische stoffen zoals water, koolstofdioxide en mineralen.
Deze anorganische stoffen kunnen vervolgens weer worden opgenomen door de planten. De planten maken van deze anorganische stoffen via de fotosynthese weer organische stoffen en zo is de cirkel weer rond.
De organische restanten, de afvaleters, de bacteriën en de schimmels vormen gezamenlijk het bodemecosysteem. Een bodemecosysteem bestaat uit het geheel van organismen (biotische factoren) en hun specifieke niet levende omgeving. Deze niet levende omgeving noemen we ook we abiotische factoren. Water, temperatuur, mineralen en zuurgraad van de bodem zijn abiotische factoren. Deze factoren kunnen verschillen per bodem.
Alle biotische factoren in en op de bodem hebben een relatie tot elkaar. In deze relaties kunnen organismen elkaar helpen in de strijd om het bestaan, maar ook elkaar tegenwerken of elkaar zelfs doden en opeten in de strijd om het bestaan. De algemene biologische term voor relaties tussen organismen noemen we symbiose. Er zijn drie belangrijke samenlevingsvormen in de biologie. Er is mutualisme, commensalisme en parasitisme. Bij een mutualistische relatie hebben beide organismen baat aan elkaar. Ze helpen elkaar in de strijd om het bestaan. In een commensalistische relatie heeft een van de partners baat bij de relatie en de andere baat nog last. Bij een parasitaire relatie heeft een van de partners voordeel van de relatie en de andere erg veel last.
Naast bovengenoemde relaties kunnen organismen natuurlijk ook simpel een voedselrelatie tot elkaar hebben waarbij de een predator is en het slachtoffer de prooi. Let wel op er is sprake van predatie indien de predator de prooi vangt, de prooi dood en de prooi vervolgens opeet.
Voedselrelaties worden in de ecologie weergegeven in een voedselweb. In een voedselweb kun je zien wie predator is en wie de prooi. In een voedselweb zijn predator en prooi verbonden met pijlen. De pijlen stellen de doorgifte van organische stof voor, dus de doorgifte of stroming van energie door het ecosysteem.
Organismen kunnen elkaar steunen in hun bestaan. Voorbeelden van zo’n mutualistische relaties in de bodem is tussen plant en schimmel en tussen plant en reducent.
De wortels van veel bomen zijn begroeid met schimmeldraden. Veel schimmels vormen onder de grond een zwamvlok, of mycelium. Dit is een netwerk fijne schimmeldraden, ook wel hyfen genoemd. Als deze schimmeldraden van mychorriza vormende paddenstoelen bij de wortels van een plant komen kunnen ze een verbinding aangaan met die plant.
De schimmelschimmeldraden zijn zo klein dat ze in de ruimte tussen de wortelcellen van de plant passen. Als ze zich verbonden hebben beginnen de schimmel en de plant stoffen uit te wisselen. Door het formaat van een zwamvlok en doordat hij bestaat uit heel veel minuscule draadjes kan de schimmel veel gemakkelijker bij het water en de voedingsstoffen in de bodem dan de wortels van de plant. De schimmel neemt deze stoffen op uit de bodem en geeft ze aan de plant. In ruil daarvoor haalt de plant glucose en zetmeel uit zijn bladeren en geeft dit terug aan de schimmel. Deze symbiotische samenwerkingsvorm tussen schimmels en planten wordt een mycorrhiza genoemd.
De symbiose gaat echter nog verder. Want de zwamvlok verbindt zich niet met een enkele plant, maar met een hele groep planten. Sommige schimmels zijn echte specialisten die zich maar aan één soort verbinden, terwijl andere schimmels een mycorrhiza vormen met verschillende soorten naald- en loofbomen. Via de schimmeldraden kunnen de bomen in een netwerk met elkaar communiceren.
Als bijvoorbeeld één plant wordt aangevallen door luizen en daar antistoffen voor aanmaakt, dan merken andere planten in het netwerk dit en kunnen ze uit voorzorg ook antistoffen gaan aanmaken.
Stikstof is een belangrijk mineraal voor de plant. De plant gebruikt stikstof (N) voor de productie van eiwitten. De lucht om ons heen en dus ook de lucht in de bodem bestaat voor bijna 80% uit stikstofgas (N2). De plant is echter niet in staat om deze stikstofbron tot zich te nemen. De plant kan stikstof uit de bodem opnemen in de vorm van nitraat (NO3-) of als ammoniumion (NH4+).
In bodems met een tekort aan opneembare stikstofbronnen kunnen planten uit de vlinderbloemenfamilie een mutualistisch samenwerkingsverband aangaan met zogenaamde knolletjes bacteriën. De plant geeft deze knolletje bacteriën een onderkomen in zijn wortels. De knolletje bacteriën vormen daar dan de zogenaamde wortelknolletjes. Ook geeft de plant deze bacteriën organisch energierijk glucose. Maar de bacterie moet ook wat terug doen voor de plant. Als ruil haalt deze stokstofbacterie N2 voor de plant uit de lucht en zet deze om in een voor de plant opneembare stikstofbron NH3. De plant krijgt zo zijn belangrijke N-bron voor de productie van eiwitten en de bacterie krijgt een belangrijke brandstof van de plant.