Aus den Erwägungen:
Umstritten ist, welcher Elternteil besser für die Kinder und insbesondere für den vierjährigen Sohn sorgen könne. Vorausgesetzt wird zunächst einmal die Fähigkeit, die kindlichen Grundbedürfnisse nach echter Zuwendung, fester Bindung und sicherem Schutz zu erfüllen. Genügen Vater wie Mutter diesen Mindestanforderungen, so sprechen insbesondere folgende Gründe für die Zuweisung der Obhut: Den Vorrang hat, wer das Kind soweit möglich selbst betreut, wer ihm die Beziehungen zu wichtigen Personen und zur gewohnten Umgebung erhält und wer seinen Kontakt zum anderen Elternteil anerkennt. Geschwister sollen nicht leichthin voneinander getrennt werden. Der Vater behauptet nun im Wesentlichen, der Bub fühle sich auf dem Bauernhof wohl und die Mutter sei überfordert, wenn sie drei Kinder betreuen müsse. Diese erklärt hingegen, der Sohn werde zur Hauptsache von den Grosseltern gehütet, vom Vater nicht kindgerecht behandelt und mit der Abneigung gegen sie angesteckt.
Die Mutter hielt sich zweimal in einer psychiatrischen Klinik auf, wobei ihr die Diagnose "paranoide Schizophrenie" gestellt wurde. Seither wirkte sie psychisch unauffällig und belastbar. Die behandelnden Ärzte hielten es für möglich, dass sie in der Kindererziehung kaum eingeschränkt sei. Sie wollten es aber auch nicht ausschliessen, dass wieder Krankheitsepisoden auftreten, in denen sich Erziehungsmängel bemerkbar machen könnten. Zur Prüfung, welche Schutzmassnahmen geboten seien, müsse die Situation der Kinder besser abgeklärt werden. Aus diesem Anlass wandte sich der Familienrichter an einen Kinder- und Erwachsenenpsychiater und erkundigte sich danach, ob die Mutter an einer psychischen Erkrankung leide und wie sich allenfalls psychotische Symptome auf ihre Erziehungseignung auswirken würden. Im Übrigen fragte er auch allgemein nach der Erziehungsfähigkeit des Vaters, nach den Eltern-Kind-Beziehungen sowie nach dem Verhältnis unter den Geschwistern. Schon einen runden Monat nach Erteilung des Auftrags gab der Gutachter dem Richter seine erste Einschätzung telefonisch bekannt. Die Kinder seien fester an die Mutter gebunden und beim Vater unsicherer. Seine Kinderbetreuung sei nicht gut organisiert, unzuverlässig, mitunter sogar riskant und seine Einstellung habe narzisstische Züge. Der psychische Zustand der Mutter sei in einer Krisenzeit stabil geblieben und die ihr ausgestellte stigmatisierende Diagnose erscheine als zweifelhaft. Für eine verlässliche Prognose bestehe aber doch noch ein "gewisser Abklärungsbedarf". Darauf orientierte der Richter die Eltern über das Telefongespräch und fasste dieses so zusammen, dass der Sachverständige unter dem Bindungsaspekt eine Zuteilung beider Kinder an die Mutter empfehle und aus ärztlicher Sicht keine Risiken für das Kindeswohl erkenne. Er kündigte an, dass er demnächst über die Obhut entscheiden werde. Die Mutter erklärte sich damit einverstanden. Der Vater beantragte, an der bestehenden Situation bis zum Vorliegen des Gutachtens nichts zu ändern. Der Sohn sei auf dem Hof verwurzelt und ein überstürzter Umzug sei ihm nicht zuzumuten. Die Zweifel an der Belastbarkeit der Mutter seien nicht ausgeräumt, zumal sie keine hinreichende Krankheitseinsicht habe und die Medikamente nicht regelmässig einnehme.
Eine psychische Erkrankung kann die elterliche Erziehungsfähigkeit einschränken. Das muss aber nicht immer zutreffen. Es gibt ganz unterschiedliche Krankheitsverläufe. Im einen Fall bilden sich Psychosen nach einzelnen Schüben vollständig zurück, im anderen Fall bleiben nach einem akuten Beginn gewisse Persönlichkeitsdefizite als Residualsyndrome bestehen. Prognosen fallen schwer und können nur von einer Fachperson gestellt werden (Salzgeber, Familienpsychologische Gutachten, München 2005, 295 ff.). Der beauftragte Gutachter gewann nun zwar einen ersten Eindruck vom psychischen Zustand der Mutter, sah aber selbst noch einen weitergehenden Abklärungsbedarf. Unter diesen Umständen durfte das Ergebnis nicht vorweggenommen werden. Die Zuteilung eines Kindes ist kein Experiment, dessen Scheitern in Kauf genommen werden kann. Im Zweifel muss der bisherige Aufenthalt einem anderen, ebenfalls noch unsicheren vorgezogen werden, um dem Kind ein belastendes Hin und Her zu ersparen (GVP 1992 Nr. 21; 1989 Nr. 56). Ein Milieuwechsel drängt sich erst auf, wenn ein Kind sich in der bisherigen Situation offenkundig ungünstig entwickelt oder wenn nach den gewonnenen Erkenntnissen eine Umplatzierung des Kindes als die eindeutig bessere Alternative erscheint. Die Vermutung, dass das Kind sich unter anderen Bedingungen ebenso wohl fühlen würde, oder die blosse Hoffnung, dass es sich dort vielleicht freier entfalten könnte, genügt dafür noch nicht (Lempp, Gerichtliche Kinder- und Jugendpsychiatrie, Bern 1983, 121).
Ein Gutachten muss minimalen fachlichen Standards genügen. Es soll gegliedert sein in eine Datenaufnahme, eine Interpretation und eine Wertung. Es muss Fakten liefern, nachvollziehbare Schlüsse daraus ziehen und schliesslich nach einer Abwägung der Vor- und Nachteile Vorschläge machen (Buchmann, Das Gutachten in Kinderbelangen, in: Vetterli, Scheidungshandbuch, 276 f.; Rohmann, Standards in der familienpsychologischen Begutachtung; in: Familie Partnerschaft Recht [FPR] 2008, 268 ff.). Der telefonische Zwischenbericht erfüllt diese Mindestvoraussetzungen nicht. Er stellte keine taugliche Grundlage dar für einen Entscheid, der sich später kaum mehr rückgängig machen liesse.
Schliesslich übermittelte der Richter den Eltern die vorläufige mündliche Stellungnahme des Gutachters nur in einer verkürzten Zusammenfassung. Dabei wurde etwa der Hinweis auf den ergänzenden Abklärungsbedarf ausgeklammert. Zwar ist in Kinderbelangen der sogenannte Freibeweis zulässig. Auch unförmliche Befragungen sind demnach erlaubt. Das bedeutet aber nicht, dass alle Verfahrensgarantien dahinfallen. Der Freibeweis soll in der Regel nicht das einzige Beweismittel bilden, er ist besonders kritisch auf seine Tauglichkeit zu prüfen und das Ergebnis muss den Parteien zur Kenntnis gebracht werden (GVP 1992 Nr. 22; Vogel, Freibeweis in der Kinderzuteilung, in: Festschrift Hegnauer, 628). Die selektive Weitergabe der Aussagen des Gutachters verletzte demnach den Anspruch der Parteien auf rechtliches Gehör.