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.
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| 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.
| 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:
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Bodenart/-körnung/-textur, |
| - |
Bodengefüge, |
| - |
Gehalt an anorganischer Substanz, |
| - |
Art der Bodenkolloide
und |
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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. Sie ist am höchsten bei niedrigen Wassergehalten
und nimmt mit zunehmendem Wassergehalt ab.
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).
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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.
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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 |
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