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Modul: Boden - Informationen
Kapitel: Bodenkörper
Seitentitel: Bodenwasser

Bodenwasser ist die flüssige Komponente der Bodenbestandteile. Es handelt sich dabei in der Regel immer um eine wässrige Lösung oder Suspension, in der Bestandteile aus der Atmosphäre, die durch Niederschläge eingetragen werden, und Bestandteile aus der Bodenmatrix enthalten sind.

Dieses sogenannte Bodenwasser entstammt direkt oder indirekt den atmosphärischen Niederschlägen. Das in den Boden eindringende Niederschlags- und/oder Kondensationswasser verbleibt, je nach Bodenart und Porung, entweder als Haftwasser im Boden oder durchfließt ihn als Sickerwasser und bildet das Grund- oder Stauwasser.

Das Haftwasser setzt sich zusammen aus dem Adsorptionswasser, das gegen die Schwerkraft an den Oberflächen fester Bodenpartikel festgehalten wird, und aus dem Kapillarwasser, das in Kapillaren und Poren gebunden wird. Verluste des Haftwassers durch Transpiration der Pflanzen und Evaporation (Verdunstung) von Bodenoberflächen können durch kapillaren Aufstieg von Grund- und Stauwasser wieder ergänzt werden.

Verteilung von Niederschlägen und Bodenwasser

Bodenwasser spielt nicht nur als Lieferant für Wasser und darin gelösten Nährsalzen für die im Boden wurzelnden Pflanzen eine lebenswichtige Rolle, sondern auch als Lebensraum für Mikroorganismen (z.B. Einzeller). Darüber hinaus ist das Bodenwasser wesentlich an Bodenentwicklungsprozessen wie Verwitterung, Verlagerung und Humusanreicherung beteiligt.

Weitere Informationen:
  Wasserbindung und Wasserkapazität
  Wasserspannung und Bodenfeuchtegrad

Literatur:
GISI, U. et al. (1997): Bodenökologie. Stuttgart; New York: Thieme.
HINTERMAIER-ERHARD, G./ZECH, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke.
SCHROEDER, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten. 2. Auflage. Berlin; Stuttgart: Borntraeger.


Wasserbindung und Wasserkapazität

Das im Boden befindliche Wasser steht unter dem Einfluss bestimmter Bindungskräfte mit entsprechender Wasserspannung; hieraus resultiert die Wasserkapazität des Bodens. Wasserbindung im Boden wird hervorgerufen durch elektrostatische Anziehungskräfte zwischen Grenzflächen von Festkörpern, Ionen und Wasser-Dipolen.

Die Wasserkapazität bezeichnet die maximale Haftwassermenge, gemessen an einem natürlich gelagerten Boden mit freiem Wasserabzug in ml H2O pro 100 ml Boden, konventionell auch Feldkapazität (FK) genannt. Die Höhe der Feldkapazität ist von verschiedenen Faktoren abhängig:

- Bodenart/-körnung/-textur,
- Bodengefüge,
- Gehalt an anorganischer Substanz,
- Art der Bodenkolloide und
- Art der adsorbierten Kationen.

Literatur:
GISI, U. et al. (1997): Bodenökologie. Stuttgart; New York:Thieme
HINTERMAIER-ERHARD, G./ZECH, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke
SCHROEDER, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten. Berlin; Stuttgart: Borntraeger


Wasserspannung und Bodenfeuchtegrad

Der Boden übt aufgrund der Adsorptions- und Kapillarkräfte eine Saugspannung auf das Bodenwasser aus, das unter entsprechender Wasserspannung steht. Die Wasserspannung wird gemessen in cm Wassersäule (WS) oder in bar. Die Wasserspannung ist am höchsten bei niedrigen Wassergehalten, am niedrigsten bei hohen Wassergehalten.

Vollkommen trockener Boden saugt Wasser (und Wasserdampf) mit einer Saugspannung von ungefähr 10 000 bar an. Um dieses Wasser bzw. diesen Wasserdampf wieder völlig aus dem Boden zu entfernen, wäre eine Erhitzung auf ca. 250 bis 300 °C notwendig. Lufttrockener Boden hält Wasser mit ca. 220 bar fest. Wegen des enormen Spannungsbereiches wird die Wasserspannung durch den logarithmischen Wert pF gekennzeichnet: pF = log cm WS
(Beispiel: Eine Wasserspannung von 1 bar = 103 cm WS = pf 3).

Wasserspannungskurven eines Sandbodens (S), eines Lehmbodens (L) und eines Tonbodens (T)
verändert nach: SCHROEDER, D. (1992),, S. 52


Die obige Abbildung macht deutlich, dass gleiche Wassergehalte bei unterschiedlichen Bodenarten unter verschiedenen Spannungen stehen, d.h. gleichen pF-Werten unterschiedliche Wassergehalte zuzuordnen sind.
Außer der Feldkapazität ist der eingezeichnete Welkepunkt (WP) eine ökologisch bedeutsame Kenngröße. Hierunter versteht man den Wassergehalt des Bodens, bei dem die meisten Pflanzen permanent welken, d.h. auch in wasserdampfgesättigter Luft ihre Turgeszens nicht wiedererlangen. Dies tritt ein, wenn Bodenwasser unter einer Wasserspannung von ca. 15 bar (pF 4,2) steht.

Welkepunkt und Feldkapazität limitieren das für die Pflanzen verfügbare Wasser. Oberhalb des WP (pF > 4,2 bzw. >15 bar) ist das Wasser zu fest gebunden, unterhalb der FK (< 2,5 bzw. < 0,3 bar) so locker, dass das Wasser versickert. Bei pF 0 sind alle Hohlräume im Boden mit Wasser gefüllt.

Der Bodenfeuchtegrad kennzeichnet den jeweiligen Wasserzustand des Bodens. Auf Grund der Tatsache, dass gleiche Wassergehalte bei verschiedenen Bodenarten unter unterschiedlichen Spannungen stehen, ist nicht der absolute Wassergehalt, sondern der jeweilige pF-Wert für die Pflanzenverfügbarkeit des Wassers entscheidend.

Bodenfeuchtegrade
verändert nach: SCHROEDER, D. (1992), S. 53

Literatur:
GISI, U. et al. (1997): Bodenökologie. Stuttgart - New York: Thieme.
HINTERMAIER-ERHARD, G./ZECH, W. (1997): Wörterbuch der Bodenkunde. Stuttgart: Enke.
SCHROEDER, D. (1992): Bodenkunde in Stichworten. Berlin; Stuttgart: Borntraeger