Was ist Bodenfeuchtigkeit? Die Wissenschaft hinter der Messung

What is soil moisture? The science behind the measurement

Die meisten Menschen betrachten die Bodenfeuchtigkeit nur in Bezug auf eine Variable - den Wassergehalt. Aber es sind zwei Arten von Variablen erforderlich, um den Zustand des Wassers im Boden zu beschreiben.

MITARBEITER

Ganz gleich, ob Sie ein Doktorand sind, der eine Messkampagne für die Umwelt durchführt, ein erfahrener Forscher oder ein Landwirt, der sich mit dem Bewässerungsmanagement beschäftigt, irgendwann haben Sie wahrscheinlich festgestellt, dass Sie die Bodenfeuchtigkeit messen müssen. Und warum? Weil die Verfügbarkeit von Wasser einer der wichtigsten Faktoren für die Produktivität von Ökosystemen ist und die Bodenfeuchte (d.h. der Wassergehalt des Bodens bzw. das Wasserpotenzial des Bodens) die unmittelbare Wasserquelle für die meisten Pflanzen darstellt. Was ist Bodenfeuchtigkeit? Im Folgenden finden Sie eine umfassende Definition des Begriffs Bodenfeuchtigkeit und eine Erläuterung einiger wichtiger wissenschaftlicher Begriffe, die im Zusammenhang mit der Bodenfeuchtigkeit verwendet werden.

Was bedeutet Bodenfeuchtigkeit überhaupt?

Bodenfeuchtigkeit ist mehr als nur die Kenntnis der Wassermenge im Boden. Es gibt einige grundlegende Prinzipien, die Sie kennen sollten , bevor Sie entscheiden, wie Sie die Feuchtigkeit messen. Hier sind einige Fragen, die Ihnen helfen können, sich auf das zu konzentrieren, was Sie eigentlich herausfinden wollen.

  • Sind Sie an dem im Boden gespeicherten Wasser interessiert?
  • Ist Ihnen das für die Primärproduktivität verfügbare Wasser wichtiger, um die Produktion zu maximieren, oder wollen Sie die maximale Produktion an Ihrem Standort verstehen?
  • Studieren Sie die Bewegung von Wasser und gelösten Stoffen in Böden?
  • Wollen Sie die Wassernutzung von Nutzpflanzen optimieren?
  • Modellieren Sie die Bodenhydrologie?

Je nachdem, für welche dieser Fragen Sie sich interessieren, kann Bodenfeuchtigkeit etwas ganz anderes bedeuten.

Wissen, welche Variable Sie messen sollten

Die meisten Menschen betrachten die Bodenfeuchtigkeit nur im Hinblick auf eine Variable: den Wassergehalt des Bodens. Es sind jedoch zwei Arten von Variablen erforderlich, um den Zustand des Wassers im Boden zu beschreiben: der Wassergehalt, d.h. die Wassermenge, und das Wasserpotenzial, d.h. der Energiezustand des Wassers.

Der Wassergehalt des Bodens ist eine umfangreiche Variable. Er ändert sich je nach Größe und Situation. Er ist definiert als die Wassermenge pro Gesamtvolumen- oder Masseneinheit. Im Grunde genommen geht es darum, wie viel Wasser vorhanden ist.

Das Wasserpotenzial ist eine "intensive" Variable, die die Intensität oder Qualität von Materie oder Energie beschreibt. Es wird oft mit der Temperatur verglichen. So wie die Temperatur das Wohlbefinden eines Menschen anzeigt, kann das Wasserpotenzial das Wohlbefinden einer Pflanze anzeigen. Das Wasserpotenzial ist die potenzielle Energie pro Mol (Massen-, Volumen- oder Gewichtseinheit) Wasser, bezogen auf reines Wasser mit einem Potenzial von Null. Sie können das Wasserpotenzial als die Arbeit betrachten, die erforderlich ist, um eine kleine Menge Wasser aus dem Boden zu entfernen und sie in einem Pool mit reinem, freiem Wasser abzulegen.

mehr erfahren über intensive vs. extensive Variablen

Laden Sie den "Leitfaden für Forscher zum Thema Wasserpotenzial" herunter

Wassergehalt des Bodens: Es ist nur eine Menge

Dieser Artikel befasst sich kurz mit zwei verschiedenen Methoden zur Messung des Wassergehalts im Boden: gravimetrischer Wassergehalt und volumetrischer Wassergehalt.

Der gravimetrische Wassergehalt ist die Masse des Wassers pro Masse des Bodens (d.h. Gramm Wasser pro Gramm Boden). Dies ist die wichtigste Methode zur Messung des Wassergehalts im Boden, da die Menge des Bodenwassers direkt durch Messung der Masse gemessen wird. Er wird berechnet, indem die feuchte Bodenprobe aus dem Feld gewogen, im Ofen getrocknet und dann der trockene Boden gewogen wird.

Equation 1
Gleichung 1

Der gravimetrische Wassergehalt ist also gleich der feuchten Bodenmasse minus der trockenen Bodenmasse geteilt durch die trockene Bodenmasse. Mit anderen Worten: die Masse des Wassers geteilt durch die Masse des Bodens.

Der volumetrische Wassergehalt ist das Wasservolumen pro Gesamtvolumen des Bodens.

Equation 2
Gleichung 2

Der volumetrische Wassergehalt beschreibt dasselbe wie der gravimetrische Wassergehalt, nur dass er auf Volumenbasis angegeben wird.

A diagram of soil constituents
Abbildung 1. Bestandteile des Bodens

Die Bestandteile eines bekannten Bodenvolumens sind beispielsweise in Abbildung 1 dargestellt. Die Summe aller Komponenten beträgt 100%. Da der volumetrische Wassergehalt (VWC) gleich dem Wasservolumen geteilt durch das gesamte Bodenvolumen ist, beträgt der VWC in diesem Fall 35%. Der VWC wird manchmal als cm3/cm3 oder Zoll pro Fuß angegeben.

Gravimetrisch und VWC: verbunden durch Schüttdichte

Der gravimetrische Wassergehalt(w) kann in den volumetrischen Wassergehalt(ϴ) umgerechnet werden, indem er mit der Trockenrohdichte des Bodens(⍴) multipliziert wird.b) (Gleichung 3).

Equation 3
Gleichung 3

Da der gravimetrische Wassergehalt die erste (oder direkte) Methode zur Messung des Wassergehalts im Boden ist, wird er zur Entwicklung von Kalibrierungen und zur Validierung der Messwerte fast aller VWC-Messungen verwendet, die entweder vor Ort oder aus der Ferne erfasst werden. Wenn Sie einen dielektrischen Sensor haben, gibt es eine Beziehung, die das, was Sie in Ihrem elektromagnetischen Feld messen, in einen Bodenwassergehalt umwandelt. Wenn Sie sich also nicht sicher sind, ob Ihr volumetrischer Wassergehalt korrekt ist, nehmen Sie eine Bodenprobe, messen Sie den gravimetrischen Wassergehalt, nehmen Sie eine Schüttdichteprobe und prüfen Sie selbst.

Wie man den volumetrischen Wassergehalt misst

Die meisten Messungen des volumetrischen Wassergehalts werden mit einer Art von Sensor durchgeführt. DieWassergehaltssensoren von METER verwenden die Kapazitäts-Technologie. Für diese Messung machen sich diese Sensoren die "Polarität" des Wassers zunutze. Wie funktioniert das?

A diagram of a water molecule
Abbildung 2. Wassermolekül

Abbildung 2 zeigt ein Wassermolekül. Es hat oben einen negativen Pol mit einem Sauerstoffatom und unten einen positiven Pol mit zwei Wasserstoffatomen. Wenn wir ein elektromagnetisches Feld (Abbildung 3) in den Boden einbringen würden, würde dieses Wassermolekül aufhorchen. Würde man das Feld umkehren, würde es in die andere Richtung tanzen. Durch die Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes mit einem Sensor für den Wassergehalt ist es also möglich, die Wirkung des Wassers auf dieses elektromagnetische Feld zu messen. Je mehr Wasser sich im Boden befindet, desto größer ist der Effekt. mehr erfahren über die Kapazitäts-Technologie hier.

A diagram of capacitance sensors use two probes (one with a positive charge and one with a negative charge) to form an electromagnetic field. This allows them to measure the charge-storing capacity of the material between the probes, in this case soil, which can then be related to the amount of water (or VWC) in that soil
Abbildung 3. Kapazitätssensoren verwenden zwei Sonden (eine mit einer positiven und eine mit einer negativen Ladung), um ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen. Dadurch können sie die Ladungsspeicherkapazität des Materials zwischen den Sonden, in diesem Fall des Bodens, messen, die dann mit der Wassermenge (oder VWC) in diesem Boden in Beziehung gesetzt werden kann.

Warum den Bodenwassergehalt mit einem Sensor messen?

Die Verwendung eines Sensors für den Wassergehalt des Bodens eröffnet die Möglichkeit einer Zeitreihe (Abbildung 4), ein leistungsstarkes Werkzeug, um zu verstehen, was im Boden geschieht. Die Messung des gravimetrischen Wassergehalts erfordert die Entnahme einer Probe oder einer Reihe von Proben und deren Rückführung ins Labor. Wenn Sie eine Zeitreihe benötigen, ist dies unpraktisch, da Sie im Grunde genommen die ganze Zeit im Feld Proben nehmen müssten.

A graph of water content and water potential data time series example
Abbildung 4. Beispiel einer Zeitreihe von Wassergehalt und Wasserpotenzialdaten

Mit einem Wassergehaltssensor können Sie automatisch den Zeitpunkt der Veränderungen des Bodenwassergehalts und die Gegenüberstellung Tiefen in einem Profil messen. Und die Form dieser Kurven liefert wichtige Informationen darüber, was mit dem Wasser in Ihrem Boden geschieht.

Tabelle 1 vergleicht verschiedene Bodenerkennungsmethoden.

Tabelle 1. Vergleich der Bodenerkennungsmethoden
Gravimetrischer Wassergehalt VWC Sensoren Fernerkundung (SMOS)
Erste Prinzipien/Direkte Methode Praktisch für Zeitreihen Kann Zeitreihen in begrenztem Umfang erstellen
Zeitaufwendig Ermöglicht das Erfassen von Profilen im Zeitverlauf Äußerst leistungsfähig für räumliche Stichproben
Zerstörerisch Weniger aufdringlich
Nur 1 Schnappschuss in der Zeit

Die gravimetrische Messung des Wassergehalts ist eine gute erste Grundlage, aber sie ist zeitaufwändig, zerstörerisch und liefert nur eine Momentaufnahme in der Zeit. Sensoren für den Wassergehalt des Bodens liefern eine Zeitreihe, ermöglichen die Erfassung von Profilen über einen längeren Zeitraum und vermeiden zerstörerische Probenahmen, obwohl ein Sensor immer noch in den Boden eingeführt wird. Die Fernerkundung liefert eine Zeitreihe in einem begrenzten Maßstab, ist aber extrem leistungsfähig für räumliche Probenahmen, was für die Messung des Wassergehalts wichtig ist. Die METER Bodenfeuchtesensoren reduzieren die Störung mit einem speziellen Installationswerkzeug, das entwickelt wurde, um die Störung des Geländes zu minimieren (sehen Sie sich das Video an, um zu sehen, wie es funktioniert).

Sättigung: Es ist nicht, was Sie denken

Was den volumetrischen Wassergehalt betrifft, so ist ofentrockene Erde per Definition 0% VWC. Das ist ein definierter Endpunkt. Reines Wasser liegt am anderen Ende der Skala bei 100%. Viele Menschen denken, dass 100% VWC ein vollständig gesättigter Boden ist, aber das stimmt nicht. Jede Bodenart ist bei unterschiedlichen Wassergehalten gesättigt.

Eine Möglichkeit ist, dies als prozentuale Sättigung zu betrachten:

% Sättigung = VWC/Porosität * 100

Wenn Sie die Porosität eines bestimmten Bodentyps kennen, können Sie den Wassergehalt bei Sättigung ungefähr bestimmen. Aber die Böden erreichen auf dem Feld nur selten die Sättigung. Und warum?

A cross-sectional diagram of a soil
Abbildung 6. Querschnittsdiagramm eines Bodens

In Abbildung 6 sehen Sie, dass der Boden Wasser aufnimmt und einen Wasserfilm bildet, der an den Bodenpartikeln haftet. Außerdem gibt es Porenräume, die mit Luft gefüllt sind. Unter Feldbedingungen ist es schwierig, diese Lufträume zu beseitigen. Dieser Lufteinschluss ist der Grund dafür, dass die prozentuale Sättigung nur selten dem theoretischen Sättigungsmaximum für eine bestimmte Bodenart entspricht.

Was ist das Wasserpotenzial?

Das Wasserpotenzial ist die andere Variable, die zur Beschreibung der Bodenfeuchtigkeit verwendet wird. Wie bereits erwähnt, ist es definiert als der Energiezustand des Bodens oder die potenzielle Energie pro Mol Wasser, bezogen auf reines Wasser mit einem Potenzial von Null. Was bedeutet das? Um dieses Prinzip zu verstehen, vergleichen Sie Gegenüberstellung das Wasser in einer Bodenprobe mit dem Wasser in einem Trinkglas. Das Wasser im Glas ist relativ frei und verfügbar; das Wasser im Boden ist an Oberflächen gebunden und kann durch gelöste Stoffe und sogar unter Druck verdünnt werden. Folglich hat das Bodenwasser einen anderen Energiezustand als "freies" Wasser. Auf das freie Wasser kann ohne Energieaufwand zugegriffen werden. Das Bodenwasser kann nur entnommen werden, wenn man Energie aufwendet, die der Energie, mit der es gehalten wird, entspricht oder größer ist. Das Wasserpotenzial drückt aus, wie viel Energie Sie aufwenden müssten, um das Wasser aus der Bodenprobe zu ziehen.

Das Wasserpotenzial ist die Summe von vier verschiedenen Komponenten: Schwerkraftpotenzial + Matrixpotenzial + Druckpotenzial + osmotisches Potenzial (Gleichung 3).

Equation 3
Gleichung 3

Das Matrixpotenzial ist die wichtigste Komponente des Bodens, da es sich auf das Wasser bezieht, das an der Bodenoberfläche haftet. In Abbildung 6 ist das Matrixpotential für den Wasserfilm verantwortlich, der an den Bodenpartikeln haftet. Wenn das Wasser aus dem Boden abfließt, werden die luftgefüllten Porenräume größer und das Wasser wird enger an die Bodenpartikel gebunden, da das Matrixpotential sinkt. Sehen Sie sich das Video unten an, um das Matrixpotential in Aktion zu sehen.

Ein Wasserpotentialgefälle ist die treibende Kraft für den Wasserfluss im Boden. Und das Wasserpotenzial im Boden ist der beste Indikator für das pflanzenverfügbare Wasser(warum, erfahren Sie hier). Ähnlich wie der Wassergehalt kann auch das Wasserpotenzial mit Sensoren sowohl im Labor als auch auf dem Feld gemessen werden. Hier finden Sie einige Beispiele für verschiedene Arten von Wasserpotentialsensoren für das Feld.

Das Wasserpotenzial sagt die Wasserbewegung voraus

Das Wasser bewegt sich von einem Ort mit höherer Energie zu einem Ort mit niedrigerer Energie, bis die Orte ein Gleichgewicht erreichen, wie in Abbildung 7 dargestellt. Wenn das Wasserpotenzial eines Bodens beispielsweise -50 kPa beträgt, würde sich das Wasser in Richtung der negativeren -100 kPa bewegen, um stabiler zu werden.

A diagram of how water always moves from a higher energy state to a lower energy state.
Abbildung 7. Wasser bewegt sich immer von einem Zustand höherer Energie zu einem Zustand niedrigerer Energie.

Dies entspricht auch in etwa dem, was im Kontinuum der Pflanzen-Boden-Atmosphäre geschieht. In Abbildung 8 liegt der Boden bei -0,3 MPa und die Wurzeln sind mit -0,5 MPa noch etwas negativer. Das bedeutet, dass die Wurzeln Wasser aus dem Boden anziehen werden. Dann wandert das Wasser durch das Xylem nach oben und durch die Blätter über dieses Potenzialgefälle hinaus. Und die Atmosphäre mit -100 MPa treibt diesen Gradienten an. Das Wasserpotenzial bestimmt also, in welche Richtung sich das Wasser im System bewegt.

A diagram showing example water potential gradient in a system
Abbildung 8. Beispiel eines Wasserpotentialgradienten in einem System

Was ist pflanzenverfügbares Wasser?

Das pflanzenverfügbare Wasser ist der Unterschied im Wassergehalt zwischen der Feldkapazität und dem permanenten Welkepunkt des Bodens oder des Nährbodens (siehe Definitionen unten). Bei den meisten Kulturen kommt es zu erheblichen Ertragseinbußen, wenn der Boden auch nur in der Nähe des permanenten Welkepunkts austrocknet. Um den Ernteertrag zu maximieren, wird der Wassergehalt des Bodens in der Regel deutlich über dem permanenten Welkepunkt gehalten, aber das pflanzenverfügbare Wasser ist dennoch ein nützliches Konzept, da es die Größe des Wasserreservoirs im Boden angibt. Mit einigen grundlegenden Kenntnissen über die Bodenart können die Feldkapazität und der permanente Welkepunkt anhand von Messungen durch In-situ-Bodenfeuchtesensoren geschätzt werden . Diese Sensoren liefern kontinuierliche Daten zum Bodenwassergehalt, die als Entscheidungshilfe für das Bewässerungsmanagement dienen können, um den Ernteertrag und die Wassernutzungseffizienz zu steigern.

Was ist die Feldkapazität?

Die Feldwasserkapazität ist definiert als "der Gehalt an Wasser auf Massen- oder Volumenbasis, der in einem Boden zwei oder drei Tage nach der Befeuchtung mit Wasser verbleibt, nachdem die freie Drainage vernachlässigbar ist." Glossar der bodenkundlichen Begriffe. Bodenwissenschaftliche Gesellschaft von Amerika, 1997. Oft wird angenommen, dass es sich um den Wassergehalt bei -33 kPa Wasserpotenzial für fein strukturierte Böden oder -10 kPa in sandigen Böden handelt, aber das sind nur grobe Anhaltspunkte. Die tatsächliche Feldkapazität hängt von den Eigenschaften des Bodenprofils ab. Sie muss anhand von Daten zum Wassergehalt ermittelt werden, die auf dem Feld gemessen wurden. Wenn Sie sich die Daten zur Feldkapazität ansehen, ist es gut zu wissen, wie dieser Punkt ermittelt wurde.

Auch wenn wir die Feldkapazität im Allgemeinen in Form eines Wasserpotenzials angeben, ist es wichtig zu erkennen, dass es sich eigentlich um eine Fließeigenschaft handelt. Das Wasser bewegt sich im Bodenprofil unter dem Einfluss des Schwerkraftpotentialgefälles nach unten. Es wird immer weiter nach unten fließen, aber wenn der Boden austrocknet, nimmt die hydraulische Leitfähigkeit rapide ab, so dass der Abwärtsfluss schließlich im Vergleich zu den Verdunstungs- und Transpirationsverlusten gering ist. Stellen Sie sich den Boden wie einen undichten Eimer vor. Die Pflanzen versuchen, einen Teil des Wassers aufzusaugen, während es durch die Wurzelzone nach unten fließt.

Was ist ein permanenter Verwelkungspunkt?

Am anderen Ende der Skala liegt der permanente Welkepunkt. Der permanente Welkepunkt wurde bei Sonnenblumen experimentell bestimmt und als -15 bar (-1500 kPa, Briggs und Shantz, 1912, S. 9) definiert. Es ist das Bodenpotential, bei dem Sonnenblumen welken und sich über Nacht nicht mehr erholen können. Theoretisch ist dies der leere Tank, in dem der Turgordruck vollständig verloren gegangen ist und die Pflanze verwelkt ist. Aber -1500 kPa ist nicht unbedingt der Welkepunkt für alle Pflanzen. Viele Pflanzen 'welken' zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Einige Pflanzen beginnen viel früher als -1500 kPa und andere erst viel später, sich vor dauerhaften Schäden zu schützen. -1500 kPa ist also ein nützlicher Bezugspunkt im Boden, aber seien Sie sich bewusst, dass ein Kaktus sich wahrscheinlich nicht um -1500 kPa schert und eine Ponderosa-Kiefer an diesem Punkt sicherlich nicht abschalten wird. Es kann also für verschiedene Pflanzen oder Nutzpflanzen unterschiedliche Dinge bedeuten (lesen Sie mehr: M.B. Kirkham. Principles of Soil and Plant Water Relations, 2005, Elsevier).

Sie können den permanenten Welkepunkt eines jeden Bodens schnell und einfach mit METER's WP4C.

Bodentyp: die Linse, durch die Sie sehen

Um aussagekräftige Schlüsse über den Wassergehalt zu ziehen, müssen Sie etwas über Ihren Bodentyp wissen.

The soil textural triangle
Abbildung 9. Das Dreieck der Bodentextur

Abbildung 9 ist ein Diagramm mit den häufigsten Texturklassen von Sand bis Ton. Jede Textur hat eine andere Partikelgrößenverteilung. Tabelle 2 veranschaulicht, dass bei -1500 kPa (permanenter Welkepunkt) jede Texturklasse einen anderen Wassergehalt aufweist. Und das gilt auch für die Feldkapazität.

Tabelle 2. Repräsentative Feldkapazität und permanenter Verwelkungspunkt für verschiedene Bodentexturen
Textur FC (v%) PWP (v%)
Sand 5 1
Lehmiger Sand 10 2
Sandiger Lehm 17 6
Sandiger Lehm-Lehm 32 19
Lehm 27 14
Sandiger Lehm 38 28
Schlufflehm 27 13
Schlick 24 10
Lehm Lehm 36 23
Schluffiger Tonlehm 36 22
Schluffiger Lehm 40 28
Lehm 42 32

Interessanterweise kann ein sandiger Lehmboden einen VWC-Wert von 32% bei der Feldkapazität aufweisen (was ein gut entwässerter Boden ist), aber bei einem Lehmboden sind 32% VWC der permanente Welkepunkt. Das bedeutet, dass Sie eine Bodenprobe nehmen sollten, wenn Sie Sensoren installieren, um sicherzustellen, dass Sie Ihre Bodenbeschaffenheit kennen und wissen, was in Ihrem Boden passiert. Dies ist besonders wichtig, wenn sich die Bodenart ändert: entweder durch Veränderungen im Bodenprofil oder durch räumliche Schwankungen von Standort zu Standort. Beachten Sie, dass sich das Wasserpotenzial nicht mit der Situation ändert. Für alle diese Bodentypen gilt: -33 kPa ist -33 kPa, egal ob es sich um einen Lehm oder einen Sand handelt. Wenn Sie einen Schlufflehmboden als eine Art Boden mittlerer Textur betrachten, beträgt sein -33 kPa Wassergehalt 27% und sein -1500 kPa Wassergehalt 13%. Bei einer typischen Schüttdichte beträgt der gesamte Porenraum etwa 50%. Wenn dieser gefüllt wäre, wäre der Boden gesättigt. Ausgehend von der Sättigung (bei einer Feldkapazität von -33 kPa) würde also die Hälfte des Wassers abfließen, um die Feldkapazität zu erreichen. Etwa die Hälfte des Wassers, das übrig bleibt, ist pflanzenverfügbares Wasser. Nachdem die Pflanze alles Wasser entzogen hat, das sie aufnehmen kann, befindet sich noch eine Wassermenge im Boden, die in etwa dem pflanzenverfügbaren Wasser entspricht, aber von der Pflanze nicht entfernt werden kann.

Das PARIO ist ein Gerät, das automatisch die Bodenart und die Korngrößenverteilung für jeden Boden bestimmt.

Wasserrückhaltekurven im Boden

Es besteht eine Beziehung zwischen dem Wasserpotenzial und dem volumetrischen Wassergehalt, die mit Hilfe einer Bodenwasserrückhaltekurve (manchmal auch Feuchtigkeitsabgabekurve oder Bodenwasserkennlinie genannt) dargestellt werden kann. Abbildung 10 zeigt Beispielkurven für drei verschiedene Böden. Auf der x-Achse ist das Wasserpotenzial auf einer logarithmischen Skala und auf der Y-Achse der volumetrische Wassergehalt angegeben. Die Wasserrückhaltekurven des Bodens sind wie physikalische Fingerabdrücke, die für jeden Boden einzigartig sind. Das liegt daran, dass die Beziehung zwischen dem Wasserpotenzial und dem Wassergehalt des Bodens für jeden Boden anders ist. Mit dieser Beziehung können Sie herausfinden, wie sich verschiedene Böden entlang der Kurve verhalten werden. Sie können kritische Fragen beantworten, wie z.B.: Wird das Wasser schnell durch den Boden abfließen oder in der Wurzelzone gehalten werden? Wasserrückhaltekurven im Boden sind leistungsstarke Werkzeuge zur Vorhersage der Wasseraufnahme von Pflanzen, der Tiefenentwässerung, des Abflusses und vielem mehr. mehr erfahren . Wie das funktioniert, erfahren Sie hier oder sehen Sie sich Soil Moisture 201.

A graph of soil water retention curves for three different soils. Vertical lines indicate field capacity and permanent wilting point
Abbildung 10. Kurven zur Wasserrückhaltung im Boden für drei verschiedene Böden. Die vertikalen Linien zeigen die Feldkapazität (links) und den permanenten Verwelkungspunkt (rechts) an.

Das HYPROP ist ein Gerät, das automatisch Wasserrückhaltekurven im Nassbereich erstellt. Sie können Retentionskurven über den gesamten Bereich der Bodenfeuchte erstellen, indem Sie die HYPROP und die WP4C.

Bodenfeuchtigkeit: Brauche ich den Wassergehalt oder das Wasserpotenzial?

Bevor Sie eine Kampagne zur Messung der Bodenfeuchtigkeit starten, sollten Sie sich diese Fragen stellen:

  • Muss ich wissen, wie viel Wasser im Boden gespeichert ist?
  • Muss ich wissen, in welche Richtung das Wasser fließen wird?
  • Muss ich wissen, ob meine Pflanzen Wasser bekommen können?
  • Muss ich wissen, wie viel Wasser im Boden für meine Pflanzen vorhanden ist?
  • Muss ich wissen, wann ich gießen muss?

Wenn Sie nur wissen wollen, wie viel Wasser im Boden gespeichert ist, sollten Sie sich auf den Bodenwassergehalt konzentrieren. Wenn Sie wissen wollen, wohin sich das Wasser bewegt, dann ist das Wasserpotenzial die richtige Messung. Um zu verstehen, ob Ihre Pflanzen Wasser aufnehmen können, müssen Sie das Wasserpotenzial messen. Lesen Sie mehr darüber in dem Artikel: "Warum die Bodenfeuchtigkeit nicht alles aussagt, was Sie wissen müssen". Wenn Sie jedoch wissen wollen, wann Sie gießen müssen oder wie viel Wasser im Boden für Ihre Pflanzen gespeichert ist, benötigen Sie wahrscheinlich sowohl den Wassergehalt als auch das Wasserpotenzial. Denn Sie müssen wissen, wie viel Wasser sich physisch im Boden befindet und ab welchem Punkt Ihre Pflanzen es nicht mehr aufnehmen können. Mehr darüber, wie das funktioniert, erfahren Sie in diesem Artikel: "Wann bewässern: Duale Messungen lüften das Geheimnis".

Welcher Wassergehaltssensor ist der beste für Ihre Anwendung?

In diesem 20-minütigen Webinar entmystifiziert Dr. Colin Campbell die Unterschiede zwischen den Methoden zur Messung des Wassergehalts im Boden . Er untersucht die wissenschaftliche Messtheorie sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden. Er erklärt auch, welche Technologie für die verschiedenen Arten der Feldforschung geeignet ist und warum es bei der modernen Sensorik um mehr als nur den Sensor geht.

Lernen Sie: 

  • Messtheorie hinter der gravimetrischen Methode, Kapazität, Reflektometrie im Zeitbereich (TDR), Transmission im Zeitbereich (TDT), Reflektometrie im Frequenzbereich (FDR), Widerstandssensoren und mehr
  • Welche Technologie eignet sich für unterschiedliche Situationen vor Ort?
  • Welche Faktoren bei der Auswahl eines Sensortyps wichtig sind
  • Warum einige Methoden nicht für die Forschung geeignet sind
  • Wie moderne Sensorik mehr ist als nur der Sensor
  • Wie Sie ein gutes Preis-/Leistungsverhältnis für Ihre einzigartige Anwendung ermitteln

Ressourcen für: Was ist Bodenfeuchtigkeit?

Kirkham, Mary Beth. Principles of soil and plant water relations. Academic Press, 2014.(Buch-Link)

Taylor, Sterling A., und Gaylen L. Ashcroft. Physikalische Edaphologie. Die Physik der bewässerten und unbewässerten Böden. 1972.(Buch-Link)

Hillel, Daniel. Grundlagen der Bodenphysik. Academic Press, 2013.(Buch-Link)

Dane, Jacob H., G. C. Topp, und Gaylon S. Campbell. Methoden der Bodenanalyse Physikalische Methoden. Nr. 631.41 S63/4. 2002.(Buch-Link)

Wie Sie Daten zur Bodenfeuchtigkeit interpretieren

Tauchen Sie ein in die Welt der Bodenfeuchtigkeit. In dem folgenden Webinar erläutert Dr. Colin Campbell, wie Sie überraschende und problematische Daten zur Bodenfeuchtigkeit interpretieren können. Er erklärt auch, was Sie in verschiedenen Boden-, Standort- und Umweltsituationen erwarten können.

Machen Sie sich ein vollständiges Bild

Wir haben diesen Artikel zu einem vollständigen Leitfaden erweitert. Erfahren Sie alles, was Sie über die Messung der Bodenfeuchtigkeit wissen müssen - alles an einem Ort.

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