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Doppelmessung von Wasserpotential und Wassergehalt

Doppelmessung von Wasserpotential und Wassergehalt

Mit Doppelmessungen allen Wassergeheimnissen auf den Grund gehen.

Außer Frage steht, dass das Wasserpotential ein besserer Indikator für pflanzenverfügbares Wasser ist, als der Wassergehalt. Dennoch ist es in den meisten Situationen sinnvoll, beide Werte zu bestimmen und die Daten von beiden Sensoren zu kombinieren. Denn die Intensitätsmessung des Wasserpotentials erfolgt nicht direkt im gespeicherten Wasser. Zudem ist der Wassergehalt eine wichtige Kenngröße im Bewässerungsmanagement und bei Wasserbilanzstudien.

Doppelmessungen vereinfachen Bewässerungs-Entscheidungen.

Die Vorteile der Doppelmessung können mit Daten der Brigham Young University veranschaulicht werden. Forscher haben hier die Optimierung der Rasengras-Bewässerung untersucht. Da sich die Proben in einem sandigen Boden befanden, in denen Wasser frei verfügbar war, messen die Forscher sowohl Wasserpotential als auch Wassergehalt. Abbildung 1 zeigt, warum.

Abbildung 1: Rasen-Daten, nur Wasserpotential

Die Wasserpotentialdaten zu Beginn der Messung sehen uninteressant aus und zeigen die meiste Zeit eine ausreichende Wasserverfügbarkeit. Sie zeigen jedoch nicht, wenn zu viel Wasser verfügbar ist. Beginnt sich das Wasserpotential zu ändern, erreicht der Boden schnell einen Wasserstress-Zustand. Innerhalb von ein paar Tagen ist der Rasen gefährdet, einzugehen. Wasserpotentialdaten sind daher entscheidend, wenn man verstehen will, wann die Wassermenge kritisch wird. Misst man den Wassergehalt erkennt man diesen kritischen Punkt, bevor es zu spät ist.

Bodensensoren machen das Bild komplett.

Im Gegensatz zum Wasserpotential sind die Wassergehaltsdaten (Abbildung 2) dynamischer. Bodenfeuchte-Sensoren zeigen nicht nur kleine Veränderungen aufgrund der täglichen Wasseraufnahme, sie zeigen auch, wie viel Wasser nötig ist, um die Wurzelzone auf einem optimalen Wasserniveau zu halten.

Abbildung 2: Rasen- Daten, nur Wassergehalt

Mit Wassergehaltsdaten allein ist es jedoch unmöglich, ein optimales Niveau auszumachen. Kommt es z.B. über vier oder fünf Tage zu großen Änderungen beim Wassergehalt könnten Forscher aufgrund von Vor-Ort-Beobachtungen davon ausgehen, dass bewässert werden muss. In Wirklichkeit wissen sie jedoch nur wenig über das tatsächlich pflanzenverfügbare Wasser. Deshalb ist es sinnvoll, beide Graphen zu kombinieren (Abbildung 3).

Abbildung 3: Rasen-Daten: Kombination aus Wasserpotential und Wassergehalt

Abbildung 3 zeigt das gesamte Bodenfeuchtebild. Anhand dessen wissen Forscher, wo der Wassergehalt sinkt und bei welchem Prozentsatz Pflanzenstress beginnt. Es ist auch möglich zu erkennen, wann im Boden zu viel Wasser ist: Der Wassergehalt liegt hier oberhalb des Pflanzenstresswertes. Mit diesen Informationen lässt sich die für Rasengras optimale Range von 12% bis 17% Wassergehalt identifizieren. Unterhalb oder über diesem Bereich steht zu wenig oder zu viel Wasser zur Verfügung.

Bodenfeuchtigkeits-Freisetzungskurven erklären die Wasserverfügbarkeit

Abbildung 4: Rasen-Bodenfeuchte-Freisetzungskurve (schwarz). Andere Farben sind Beispiele für Feuchtigkeitsabgabekurven verschiedener Bodenarten.

Doppelmessungen ermöglichen auch die Darstellung von lokalen Boden Feuchte-Freisetzungskurven (wie Abbildung 4). Sie zeigen detailliert die Beziehung zwischen Wasserpotential und Wassergehalt. Nach Auswertung dieser Kurven gibt der Boden seine letzten Geheimnisse preis – auch hinsichtlich der hydraulische Leitfähigkeit und gesamten Wasserverfügbarkeit.

Für weitere Informationen zu diesem Thema lesen Sie auch die Abhandlung von Dr. Gaylon S. Campbell „Wie entwerfen Sie ein Modell des pflanzenverfügbaren Wassers?“

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