Präzise und kostengünstige Sensoren für die Bodenfeuchtigkeit machen den volumetrischen Wassergehalt (VWC) des Bodens zu Recht zu einer beliebten Messgröße, die jedoch nicht für jede Anwendung die richtige ist. Das Wasserpotenzial (oder der Bodensog), das den Energiezustand des Wassers im Boden misst, sagt mehr über die Wasserverfügbarkeit aus, darüber, ob sich das Wasser bewegen wird und wohin es fließt.
Das Wasserpotenzial ist die Energie, die pro Wassermenge erforderlich ist, um eine infinitesimale Wassermenge von der Probe zu einem Referenzpool aus reinem, freiem Wasser zu transportieren. Das Wasserpotenzial wird oft mit der Temperatur verglichen. Beide gelten als "intensive" Variablen, die die Intensität oder Qualität von Materie oder Energie beschreiben. Der thermische Zustand einer Substanz kann zum Beispiel sowohl durch den Wärmeinhalt als auch durch die Temperatur beschrieben werden. Die Temperatur ist ein offensichtlicher Weg, um die Intensität des Wohlbefindens eines Menschen zu definieren.
Der Wärmeinhalt definiert nicht die Behaglichkeit, da der Wärmeinhalt bei einem bestimmten Komfortniveau in einem großen Raum höher und in einem kleinen Raum niedriger sein wird. Die Temperaturmessung definiert den Komfort, ohne dass andere Variablen in die Gleichung eingehen.
Ähnlich wie der Wärmegehalt ist der Wassergehalt eine Menge. Er ist eine umfassende Variable. Er ändert sich je nach Größe und Situation. Betrachten Sie die folgenden Paradoxa:
In diesen und vielen anderen Fällen sind die Daten zum Wassergehalt verwirrend, weil sie nicht vorhersagen, wie sich das Wasser bewegt. Das Wasserpotenzial misst den Energiezustand des Wassers und erklärt so die Realitäten der Wasserbewegung, die sich sonst der Intuition entziehen. Wie die Temperatur bestimmt auch das Wasserpotenzial das Wohlbefinden einer Pflanze. Ähnlich wie bei der Raumgröße für die Temperatur kann man, wenn das Wasserpotenzial bekannt ist, vorhersagen, ob Pflanzen in jeder Umgebung gut wachsen oder gestresst sein werden.
mehr erfahren über intensive vs. extensive Variablen in diesem Kreidevortrag des Bodenphysikers Dr. Colin Campbell.
Der Wassergehalt ist kein Indikator für das Wohlbefinden der Pflanzen, denn der Bodentyp spielt eine Rolle. Erde, Lehm, Sand, Blumenerde und andere Medien speichern das Wasser unterschiedlich. Stellen Sie sich einen Sand mit einem Wassergehalt von 30% vor. Aufgrund seiner geringen Oberfläche ist der Sand für ein optimales Pflanzenwachstum zu nass, die Wurzeln werden nicht ausreichend belüftet und die Erde droht zu übersättigen. Betrachten Sie nun einen feinkörnigen Lehm mit demselben Wassergehalt von 30%. Der Lehm scheint nur feucht zu sein und liegt weit unter dem optimalen "Komfort" für eine Pflanze, da die Oberfläche des Lehms das Wasser bindet und es für die Pflanze weniger verfügbar macht.
Die Messung des Wasserpotenzials gibt einen klaren Hinweis auf das verfügbare Wasser in der Pflanze, und im Gegensatz zum Wassergehalt gibt es eine einfache Referenzskala -das optimale Pflanzenwachstumreicht von etwa -2-5 kPa, was auf der sehr feuchten Seite liegt, bis zu etwa -100 kPa, dem trockeneren Ende des Optimums. Darunter haben die Pflanzen ein Defizit, und ab -1000 kPa beginnen sie zu leiden. Je nach Pflanze führen Wasserpotenziale unter -1000 bis -2000 kPa zu dauerhaftem Verwelken.
Tabelle 1 veranschaulicht die einfache Referenzskala für einige Arten von Pflanzen. Die Pflanzen werden nicht gestresst und bringen mehr Ertrag, wenn sie innerhalb dieses Komfortbereichs des Wasserpotenzials gehalten werden.
Obwohl das Wasserpotenzial ein besserer Indikator für das verfügbare Wasser in der Pflanze ist als der Wassergehalt, ist es in den meisten Situationen sinnvoll, sowohl Wasserpotenzialsensoren als auch Bodenfeuchtesensoren zu verwenden. Die Intensität der Messung des Wasserpotenzials lässt sich nicht direkt in die Menge des gespeicherten oder benötigten Wassers übersetzen. Informationen über den Wassergehalt werden auch für Anwendungen wie das Bewässerungsmanagement und Wasserbilanzstudien benötigt.
Für weitere Informationen lesen Sie bitte: "Wann bewässern - Doppelte Messungen lösen das Rätsel".
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Die meisten Menschen betrachten die Bodenfeuchtigkeit nur als eine Variable - den Wassergehalt. Aber es sind zwei Arten von Variablen erforderlich, um den Zustand des Wassers im Boden zu beschreiben.
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