Bodenwasserpotential / Bodenfeuchte

Bodenwasserpotential, auch Bodenfeuchte genannt, ist eine Messgröße, die in der Landwirtschaft und in der Pflanzenforschung verwendet wird. Sie gibt die Verfügbarkeit von Wasser für Pflanzen an einer bestimmten Stelle im Boden an. Es ist ein Maß für die Wasserbindungskraft des Bodens. Das Formelzeichen dafür ist der griechische Buchstabe Ψ (psi).

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Dazu braucht man die Kenntnis des Bodenwasserpotentials:

• Weil die absolute Wassermenge im Boden z. B. in Liter/m³ nicht genügt, wenn man den Einfluss des Wassers im Boden aufs Pflanzenwachstum untersuchen möchte.
• Weil es für Pflanzen entscheidend ist, wie stark das Wasser im Boden gebunden ist und ob es den Haarwurzeln gelingt, das Wasser und damit auch die wasserlöslichen Nährstoffe vom Boden aufzunehmen.
• Weil die Wasserverfügbarkeit laufend quantifiziert ( zahlenmäßig angegeben) werden muss, wenn man beispielsweise untersuchen will, welche Mechanismen bei Pflanzen als Reaktion auf Trockenstress wirken.
• Weil Qualität und Ertrag von Nutzpflanzen in der Landwirtschaft vom jeweiligen Bodenwasserpotential während der Wachstumsphase entscheidend abhängen.
• Weil das aktuelle Bodenwasserpotential eine wichtige Steuerungsgröße für die Bewässerung bzw. das Wassermanagement insgesamt ist.

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Messgeräte und Maßeinheiten für das Bodenwasserpotential:

Die Maßeinheit für das Bodenwasserpotential ist dieselbe Einheit, die man auch beim Druck (z.B. dem Wasserdruck oder dem Luftdruck) verwendet.

Es ist 1 Pa ( 1 Pascal) bzw. davon abgeleitet 1 hPa (1 Hektopascal = 100 Pa), 1 kPa (1 Kilopascal = 1000 Pa) oder 1 MPa (1Megapascal = 1 000 000 Pa). Auch verwendet man oft die Einheit 1 mbar( 1 Millibar = 1 hPa).

Wasserpotentiale verschiedener Böden:

• Der Referenzwert Ψ=0 liegt definitionsgemäß bei reinem Wasser vor. Weil Wasser von selbst von einer Stelle mit hohem Potential zu einer Stelle mit niedrigem Potential fließt, hat das Bodenwasserpotential negative Ψ-Werte. Je trockener ein Boden ist, um so niedriger (große Zahl, negatives Vorzeichen) ist sein Ψ-Wert.
• Feuchte Boden haben Werte von um die – 60 hPa ( = – 60mbar)
• Gemüsepflanzen wachsen in Böden mit Ψ-Werten um die – 80 mbar optimal; das hängt im Einzelnen aber auch von der Bodenzusammensetzung und der Nährstoffversorgung ab.
• Trockene Böden haben Werte von Ψ = – 300 hPa bis Ψ= – 800hPa.
• Bei Ψ-Werten von – 15 000 hPa können Pflanzen überhaupt kein Wasser mehr aus dem Boden ziehen. Hier welken Pflanzen und sterben irreversibel (unumkehrbar) ab.

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So setzt sich das Bodenwasserpotential zusammen:

Das Bodenwasserpotential setzt sich aus folgenden Teilpotenialen zusammen:

• Matrixpotential (hängt von der Bodenzusammensetzung ab)
• Osmotisches Potential (weist auf die Menge der im Boden gelösten Stoffe hin)
• Druckpotential ( berücksichtigt den Atmosphärendruck am Boden)
• Gravitationspotential (berücksichtigt den Einfluss der Schwerkraft am Boden)

Der wichtigste Teil ist das Matrixpotential. Hier spielen die Größe der Bodenteilchen, die Teilchenoberfläche, die Größe der Bodenporen (Teilchenzwischenräume) eine entscheidende Rolle. Denn sie beeinflussen die Stärke der Kapillarkräfte, der Adsorptionskräfte und der Adhäsionskräfte, die das Wasser letztlich entgegen der Schwerkraft vor dem Abfließen hindern und im Boden festhalten.

Was bedeutet Saugspannung?

In älterer Literatur findet man häufig den Begriff „Saugspannung“ als Maß für die Bodenfeuchte. Hier liegt die Vorstellung zu Grunde, dass die Wurzeln das Wasser ansaugen und dass es dazu einer gewissen Spannung oder Anspannung bedarf. Der Zahlenwert für die Saugspannung entspricht dem Betrag (Zahl ohne Vorzeichen) des Wertes des Bodenpotentials.

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