Albrecht-Thaer-Archiv: Band 4, Heft 5 [Reprint 2022 ed.] 9783112656822

Table of contents :
INHALT
Über die Bewegung von dampfförmigem Wasser im Boden der wechselfeuchten Tropen
Ertragssteigerung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen durch Bodenbedeckung mit organischen Stoffen
Ermittlung des Ertrages in Feldversuchen mit Großparzellen durch Stichprobenernte
Über Wirkungsweise und Kosten des Stalldüngers
Hinweise für die Anfertigung von Manuskripten

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DEUTSCHE AKADEMIE D E R L A N D W I R T S C H A F T S W I S S E N S C H A F T E N ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten Bodenkunde Pflanzenernährung Acker- und Pflanzenbau

Band 4 • Heft 5 1960

A K A D E M I E - V E R L A G

•

B E R L I N

Herausgegeben von der Deutschen Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin

Schriftleitung: Prof. Dr. agr. habil. E. PLACHY Redaktion: Dipl.-Landw. R. STUBBE Begründet von der Landwirtschaftlich-Gärtnerischen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin

Das Albrecht-Thaer-Archiv erscheint in Heften mit einem Umfang von je 5 Druckbogen (80 Seiten). Die innerhalb eines Jahres herausgegebenen 8 Hefte bilden einen Band. Das letzte Heft jedes Bandes enthält Inhalts- und Sachverzeichnis. Der Bezugspreis beträgt 5,— D M je Heft. Die Schriftleitung nimmt nur Manuskripte an, deren Gesamtumfang 25 Schreibmaschinenseiten nicht überschreitet und die bisher noch nicht, auch nicht in anderer Form, im In- oder Ausland veröffentlicht wurden. Jeder Arbeit ist ferner eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Ergebnissen, wenn möglich auch in russischer und englischer bzw. französischer Sprache beizufügen. Gegebenenfalls erfolgt die Übersetzung in der Akademie. Manuskripte sind zu senden an die Schriftleitung, Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin, Berlin W 8,. Krausenstr. 3 8 - 3 9 . Die Autoren erhalten Fahnen- und Umbruchabzüge mit befristeter Terminstellung. Bei Nichteinhaltung der Termine erteilt die Redaktion Imprimatur, Das Verfügungsrecht über die im Archiv abgedruckten Arbeiten geht ausschließlich an die Deutsche Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin über. Ein Nachdruck in anderen Zeitschriften oder eine Übersetzung in andere Sprachen darf nur mit Genehmigung der Akademie erfolgen. Kein Teil dieser Zeitschrift darf in irgendeiner Form — durch Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren — ohne schriftliche Genehmigung der Akademie reproduziert werden. Jeder Autor erhält unentgeltlich 160 Sonderdrucke und ein Honorar von 40,— D M für den Druckbogen. Das Honorar schließt auch die Urheberrechte für das Bildmaterial ein. Dissertationen, auch gekürzte bzw. geänderte, werden nicht honoriert. Verlag: Akademie-Verlag GMbH, Berlin W l , Leipziger Str. 3 - 4 , Fernruf 22 0441, Postscheckkonto: Berlin 35021. Bestellnummer dieses Heftes: 1051/4/5« Veröffentlicht unter der Lizenz-Nummer ZLN 5014 des Ministeriums für Kultur, Hauptverwaltung Verlagswesen. Herstellung: Druckhaus „Maxim Gorki", Altenburg. All rights reserved (including those of translations into foreign languages). No part of this issue may be reproduced in any form, by photoprint, microfilm or an other means, without written permission from the publishers. Printed in Germany.

DEUTSCHE

AKADEMIE

DER LANDWIRTSCHAFTSWISSENSCHAFTEN

ZU B E R L I N

ALBRECHT-THAER-ARCHIV Arbeiten aus den Gebieten

Bodenkunde Pflanzenernährung Acker- und Pflanzenbau

Schriftleitung : Prof. Dr. agr. habil. E . P L A C H Y

BAND 4 • HEFT 5 i960

AKADEMIE-VERLAG • BERLIN

INHALT PA GEL, H.: Über die Bewegung von dampfförmigem Wasser im Boden der wechselfeuchten Tropen 325 RAUHE, K., und I. L E H N E : Ertragssteigerung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen durch Bodenbedeckung mit organischen Stoffen 346 E H R E N P F O R D T , V.: Ermittlung des Ertrages in Feldversuchen mit Großparzellen durch Stichprobenernte 369 PAASCH, E.-W.: Über Wirkungsweise und Kosten des Stalldüngers

382

325

Eingegangen: 18. 12. 1959

I. E i n l e i t u n g Lange wurde der Bewegung des dampfförmigen Wassers im Boden eine geringe Bedeutung zugesprochen. Schon vor der Jahrhundertwende lag aber experimentelles Material darüber vor. Hier sollen nur die Untersuchungen L E B E D E W s in den Jahren 1896—1898 angeführt werden. Er faßte seine Ergebnisse wie folgt zusammen: „Die Kondensation ist ein allgemeiner Vorgang und findet in allen Zonen und unter verschiedenen Bodenverhältnissen statt" ( L E B E D E W , 1). Z U N K E R bestreitet diese Feststellung. Nach diesem Autor sollen „Dampfströmungen wenigstens in gemäßigtem Klima keine beachtliche Rolle gegenüber der Versickerung spielen" ( Z U N K E R , 2). Erst in letzter Zeit wurde wiederum auf die Bedeutung der Wasserdampf bewegung im Boden hingewiesen ( T R E N E L , 3; W E B E R , 4; L I N D N E R , 5). So konnte gezeigt werden, daß das dampfförmige Wasser in Trockenzeiten von erheblicher Bedeutung für das Pflanzenwachstum sein kann ( T R E N E L , 6). L I N D N E R (5) bewies, daß durch Bewegung des Wasserdampfes das Bodenwasser innerhalb des Profils verlagert wird. Schließlich wird von diesen Autoren auf die Wasseranreicherung im Boden durch die Kondensation des atmosphärischen Wasserdampfes hingewiesen. T R E N E L (3) gibt als Mindestwert hierfür 30 mm/Jahr, L I N D N E R (5) 0,013 bis 0,077 mm/Tag an. T H O R N T H W A I T E und H O L Z M A N N (7) geben für die Verhältnisse in Arlington 46 mm in 10 Monaten an. In der vorliegenden Arbeit soll nun die Bedeutung der Wasserdampfbewegung unter den Bedingungen des wechselfeuchten tropischen Klimas untersucht werden. Die Möglichkeit dazu bot sich dem Verfasser während seines Aufenthaltes in der Demokratischen Republik Vietnam. Tabelle 1 Meßpunkt 120 cm über dem Boden 1 cm über dem Boden 1 cm Bodentiefe 8 cm Bodentiefe 28 cm Bodentiefe 85 cm Bodentiefe 25 :

Temperaturen in ° C Minimum

Maximum

Differenz

23,1 23,0 24,0 24,8 27,6 28,9

42,0 54,0 53,4 45,0 33,6 29,9

18,9 31,0 29,4 20,2

6,0 1,0

326

PAGEL, Bewegung von dampfförmigem Wasser im Boden

II. B e d i n g u n g e n der W a s s e r d a m p f b e w e g u n g 1. Temperaturverhältnisse a) Die maximalen Temperaturschwankungen während der Versuchsperiode vom 17. 8. 1959 6 Uhr bis zum 22.8.1959 12 Uhr in verschiedenen Höhen über dem Boden bzw. in verschiedenen Bodentiefen sind in Tabelle 1 wiedergegeben. b) Die Temperaturdifferenzen in vertikaler Richtung (120 cm Höhe bis 85 cm Tiefe) zu einer bestimmten Zeit betrugen minimal 2,0° C (um 14 Uhr an einem Regentag) und maximal 24,4° C (um 10 Uhr an einem heißen Schön wettertag). In Abhängigkeit vom Sonnenstand variieren diese Differenzen wie folgt (Tabelle 2): Tabelle 2 Zeit Temperaturdifferenz

6 7,0

8 8,5

10 24,4

12 20,6

14 23,5

16 19,9

18 8,9

20 5,5

22 3,5

2 Uhr 7,5° C

c) Während eines Schönwettertages verhielten sich die Temperaturdifferenzen im Boden (von 1 bis 85 cm Tiefe) wie in Tabelle 3 : Tabelle 3 Zeit Temperaturdifferenz

6 4,7

8 4,1

10 9,8

12 20,6

14 23,5

16 20,0

18 8,9

20 5,5

22 3,5

2 Uhr 4,0° C

Daraus geht das Auftreten erheblicher Temperaturdifferenzen im Bodenprofil hervor. Deshalb ist unter bestimmten Bedingungen (Trockenheit) eine bedeutende Wasserdampfbewegung im Boden zu erwarten. 2. Die relative Luftfeuchtigkeit a) Die maximale Schwankung der relativen Feuchte während der Versuchszeit betrug 120 cm über der Bodenoberfläche 48% (von 52—100%). Sie variierte an einem Schönwettertag zwischen 52% und 95% (Differenz = 43%), an einem Regentag zwischen 89 und 99% (Differenz = 10%). Im Boden (in 50 cm Tiefe) schwankte die relative Feuchte zwischen 98 und 100%. b) Die Differenzen zwischen den Hygrometerwerten der Atmosphäre (120 cm Höhe) und der Bodenluft (50 cm Tiefe) an einem Schönwettertag sind in Tabelle 4 zusammengefaßt: Tabelle 4 Zeit Differenz

6 5

8 45

10 48

12 42

14 38

16 39

18 38

20 17

22 15

2 Uhr 13%

In den Monaten April bis Oktober liegt die mittlere relative Feuchte der Atmosphäre (140 cm Höhe) unter 80% und sinkt im Juni, Juli und August unter 70%. Während der kühleren Winterzeit erreicht sie nicht selten 100%.

327

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 4, Heft 5, 1960

3. Niederschlags Verteilung

a) Die Demokratische Republik Vietnam liegt im wechselfeuchten Tropengebiet (mittlere Jahrestemperatur 22—24° C und mittlerer Jahresniederschlag 1550 mm) und wird durch die Meeresnähe einerseits und durch die Nähe hoher Gebirgskämme andererseits beeinflußt. Regen- und Trockenzeit wechseln miteinander ab. Im Untersuchungsgebiet fallen im 10jährigen Mittel 1390 mm Niederschlag, davon 93,8% während der „Regenzeit" von Mai bis November und 6,2% während der „Trockenzeit" von Dezember bis April. Da die „Trockenzeit" mit der kühleren Jahreszeit zusammenfällt, ist 6s während dieser Zeit wegen der hohen relativen Feuchte der Luft (85—100%) keineswegs trocken. Ebenso ist es während der „Regenzeit" nicht immer naß, sondern wegen der höheren Intensität der Niederschläge und wegen der starken Verdunstung häufig sehr trocken. b) Außerdem unterliegen die Niederschlagsmengen großen Schwankungen, wie aus folgender Zusammenstellung hervorgeht (Tabelle 5): Tabelle 5 Abgeleitet aus 10jährigen Messungen. Angaben in mm Monat Mittlerer Niederschlag Maximum Minimum Differenz

II

III

IV

V

VI

VII VIII

IX

X

XI

XII

15,3

18,3

47,4

123

124

252

190

376

156

55

29

15 6

32 5

42 3,5

103 11

231 68

286 13

417 24

333 30

518 175

392 18

150 8

51 3

9

27

38,5

92

163

273

393

303

343

382

142

48

I 5,5

Hinzu kommen in Mittelvietnam sogenannte „Laoswinde" mit Temperaturen von 35—45° C und einer relativen Feuchte von 40%. c) Somit ergibt sich, daß trotz relativ hoher Niederschläge die Wasserfrage das entscheidende Problem der Landwirtschaft ist. Ferner geht daraus hervor, daß starke Austrocknung des Bodens keine Seltenheit ist. 4. Boden Die Untersuchungen wurden in einer stark laterisierten tropischen Roterde durchgeführt, in der sich ab 65 cm Tiefe kompakter Laterit bildet. Dieser Lateritpanzer ist zwar noch durchwurzelt, hemmt aber bereits die normale Wasserbewegung, wie aus dem Strukturdiagramm (Abb. 1) hervorgeht. Dieser auf Basalt gebildete sehr fruchtbare Boden hat ein mittleres PV von 65% und eine Hygroskopizität von 8%. Seine optimale Struktur ist porös und stabil. Der Gehalt an abschlämmbaren Teilen (Ton und Schluff) variiert im Profil zwischen 88 und 96%. Bei einem T-Wert von 18— 22 mval beträgt der Sättigungsgrad (V) 50—55%. Das hohe PV dieser Böden begünstigt eine Wasserdampfbewegung wesentlich. Der Grundwasserstand beträgt ca. 10—12 m.

328

P A G E L , Bewegung von dampfförmigem Wasser im Boden

X

Profi/jc/>ema WKo/%

I - Volumtnaewicht ucht 1

j • Vofamengew/chf trocken

Abb. 1. Schema der Versuchsanlage

III. M e t h o d i k In Anlehnung an die von T R E N E L (3) und W E B E R (4) angegebene Methode wurde ein 1,1 m tiefes Profil in den oben skizzierten Boden gegraben. An der nach SW gerichteten Seite der Profilgrube wurden in verschiedenen Tiefen 40 cm tiefe Schächte ausgehoben, die mit Holz und Stoff abgedichtet werden konnten. In diese Schächte (vgl. Abb. 1) wurden zwei mit Krumenboden gefüllte, durch ein feines Baumwollnetz verschlossene Zylinder aus Aluminium einÖffnung der Zylinder nach Tiefe der Zylinder gesetzt und deren Gewicht in cm unten oben durch Wägung verfolgt (Inhalt der Zylinder 60,0 cm 3 ). 8 1 6 A 2 AX J e ein Zylinder war mit der 20-30 B2 Öffnung nach oben und nach 38-46 C2 Q unten gerichtet. Es ergibt sich 52-60 DI D2 nebenstehende Übersicht. 75-85 E2 ET

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 4, Heft 5, 1960

329

Die nach unten geöffneten Zylinder hatten durch das Netz unmittelbaren Kontakt mit dem umgebenden Boden, während dieser Kontakt bei den nach oben geöffneten Zylindern nur über die gasförmige Phase bestand. So konnte das Aus- und Einströmen des Wasserdampfes in diese Zylinder durch Wägung verfolgt werden. Die Profilgrube wurde während der Versuchszeit mit Bambusmatten zum Schutz gegen Einstrahlung abgedeckt. Der Boden über den Zylindern war unbewachsen und der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Die Berührung des Bodens mit flüssigem Niederschlagswasser wurde durch Abdeckung der Versuchsparzelle während des Regens verhindert. In 5 m Entfernung von der Profilgrube wurden Temperaturmessungen in 120 cm über der Bodenoberfläche 1 cm über der Bodenoberfläche 1 cm Bodentiefe 8 cm Bodentiefe 8 cm Bodentiefe und in 85 cm Bodentiefe durchgeführt. Zur Kontrolle der relativen Luftfeuchtigkeit wurde in 50 cm Tiefe in die Profilwand ein Haarhygrometer eingelassen. In 120 cm Höhe war ein chinesisches Aspirationspsychrometer stationiert. Das Ablesen der Thermometer und Wägen der Zylinder erfolgte in der Zeit vom 17. 8. 1959 6 Uhr bis zum 22. 8. 1959 12 Uhr (von 6 bis 22 Uhr in zweistündigem Intervall, 22 bis 6 Uhr im Abstand von 4 Stunden). Der Wassergehalt des Bodens in den Zylindern betrug 8,4 Gew.-%. Der letzte Regen fiel am 6. 8. 1959 mit 7,6 mm. Insgesamt fielen in der Dekade vom 1.—10. 8. 1959 26,4 mm, so daß der Boden in den 10 Tagen vor Beginn der Untersuchungen stark oberflächlich austrocknete. Sein Wassergehalt im Profil betrug: ( 0 — 5 cm Tiefe 5 - 1 5 cm Tiefe 1 5 - 5 0 cm Tiefe 5 0 - 6 5 cm Tiefe über 65 cm Tiefe

4,1%) Sonderprobe 8,4% 17,5% 20,8% 30,4%

Die oberste Bodenschicht hatte bei Versuchsbeginn einen Wassergehalt von 4,1%. IV. E r g e b n i s s e Im folgenden werden drei typische Tage ausgewählt und besprochen: ein Schönwettertag (17. 8. 1959) ein trüber Tag (18. 8. 1959) und ein Regentag (20. 8. 1959). 1. Ergebnisse an einem Schönwettertag Dieser Tag ist durch wolkenlosen Himmel bis 17 Uhr und spätere schwache Bewölkung gekennzeichnet.

330

PAGEL, Bewegung von dampfförmigem Wasser im Boden

A b b . 2. Temperaturkurven am 17. 8. 1959, Schönwettertag

a) Die Temperaturkurven und die Werte der relativen Luftfeuchtigkeit sind in der Abbildung 2 dargestellt. Schon in 28 cm Bodentiefe sind die Temperaturen praktisch während des Tages konstant. In 85 cm Tiefe ist kaum noch eine Veränderung nachweisbar. Die höchsten Temperaturen treten 1 cm über dem Boden und in 1 cm Bodentiefe auf. Gleichzeitig sind hier die größten Temperaturdifferenzen nachweisbar, wie aus folgender Zusammenstellung hervorgeht (Tabelle 6): Tabelle 6 Maximale Schwankung der Temperatur in °C 120 cm über dem Boden 1 cm über dem Boden 1 cm Bodentiefe 8 cm Bodentiefe 28 cm Bodentiefe 85 cm Bodentiefe

25 -- 4 2 25,5-- 5 4 27,3--53,4 29,4--45,0 32,0--33,5 29,0--29,9

= = = = = =

17,0 28,5 26,1 15,6 1,5 0,9

Außerdem ist die Umkehr des Temperaturgefälles beim Vergleich von Tag und Nacht zu erkennen : am Tage haben die tieferen Bodenschichten die geringste, in der Nacht die höchste Temperatur. Im einzelnen treten aber erhebliche Unterschiede auf. Deshalb ist in der Abbildung 3 das Temperaturgefälle zu verschiedenen Zeiten dargestellt. Daraus wird die laufende Änderung des Temperaturgefälles deutlich: Es .ist um 6 Uhr aus dem Boden in die Atmosphäre, um 8 Uhr bereits aus der bodennahen Luftschicht in den Boden gerichtet. Die Tendenz bleibt bis nahe 12 Uhr aufrechterhalten. Während dieser Zeit wäre — nur unter Berücksichtigung des Temperaturgefälles — das Einströmen von Wasserdampf aus der Atmosphäre in den Boden möglich. Wegen der geringen relativen Luftfeuchtigkeit von 50—55% (Saugkraft

331

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 4, Heft 5, 1960

der Atmosphäre etwa 1000 Atm.) ist das jedoch sehr unwahrscheinlich. Das Temperaturmaximum verlagert sich ab 12 Uhr aus der bodennahen Luftschicht zunächst in die Bodenoberfläche (12—16 Uhr) und später bis in 28 cm Tiefe (2 Uhr). Während dieser Zeit trocknet die Bodenoberfläche stark aus. Ab 18 Uhr liegt das Temperaturminimum 1 cm über der Bodenoberfläche. Zusammen mit dem schnellen Anstieg der relativen Luftfeuchtigkit führt das zur starken Taubildung an der Bodenoberfläche. Der stark ausgetrocknete Boden kann sich jetzt durch Sorption entgegen dem

Tiefe 6 Uhr

gUhr

70 Uhr

KMr

74 Uhr

76Uhr

7g Uhr

20Uhr

¿2 Uhr

2 Uhr

W3sserdä/ppfeinsfromt//jgjusd0Wasjercbrnpfstrom aus oberer Wie 12- 74-Ohr und Taub'/7duno ander ßodenober Ausstr&Mwg Atmosphäre \ mög/Jch fläche\Was$erdamp%strömung fus tieferdpSc/n'chtm Sode/isch/cht in die Atmosphäre

Abb. 3. Gemessenes Temperaturgefälle, Dong-Hieu 17. 8. 1959 (6 U h r ) - 1 8 . 8 . 1 9 5 9 (2 Uhr), sehr heißer Schönwettertag

Abb. 4. Wasserdampfbewegung im Boden während eines Schönwettertages, Dong-Hieu am 17. 8. 1959

332

P A G E L , Bewegung von dampfförmigem Wasser im Boden

Temperaturgefälle mit Wasser anreichern, sofern seine Saugkraft größer ist als die der angrenzenden Atmosphäre. Da sich bei der Wasserdampfbewegung also die Bewegung entsprechend dem Dampfdruckgefälle und die Bewegung durch sorptive Kräfte überlagern, kann nicht in jedem Fall Übereinstimmung zwischen den Temperaturmessungen und Wägungen bestehen. b) Das Ergebnis der Wägungen ist in der Abbildung 4 dargestellt. Die ausgefüllten Säulen an der linken Seite der Nullinie geben jeweils die Abnahme des Zylinders in g, die der rechten Seite die Zunahme der Zylinder in g gegenüber der letzten Wägung bzw. gegenüber dem Anfangswassergehalt an. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden zunächst nur die nach unten geöffneten Zylinder dargestellt. Die gezeichneten Pfeile zeigen das Temperaturgefälle an. Die Gewichtszunahmen um 8 Uhr sind noch stark durch die Gleichgewichtseinstellung der Zylinder mit dem umgebenden Boden beeinflußt. Bis um 8 Uhr sind die nach oben gerichteten Zylinder am Boden taufeucht und haben einen geringen Gewichtsverlust aufzuweisen. Beide Tatsachen weisen auf den aufwärts gerichteten Wasserdampfstrom hin. In Übereinstimmung mit dem Temperaturgefälle, das ab 8 Uhr aus der Bodenoberfläche in tiefere Schichten und in die Atmosphäre gerichtet ist, kehrt sich der Wasserdampfstrom um. Das beweisen die bis 16 Uhr zunehmenden Verluste der oberen, die Gewinne der unteren Zylinder. Die obere Bodenschicht trocknet jetzt stark aus, unterschreitet jedoch in keinem Fall den hygroskopischen Wassergehalt. Zu bemerken ist allerdings, daß der obere Zylinder immer noch in 8—16 cm Tiefe angeordnet ist. Es ist also nicht ausgeschlossen, daß die oberen 2—5 cm bis unter ihre Hy austrocknen können. Für den nach unten gerichteten Wasserdampfstrom spricht auch die Kondensation am Boden der nach unten gerichteten Zylinder. Mit der Verlagerung des Temperaturmaximums in tiefere Schichten (ab 18 Uhr) können sich die oberen Schichten auf Kosten der tieferen mit Wasser anreichern, wie die Abbildung zeigt. Da außerdem zwischen 18 und 21 Uhr die stärkste Taubildung in Bodennähe auftritt (vgl. Abb. 3), kann der Gewinn der oberen Zylinder mit auf Wasseranreicherung durch Sorption zurückzuführen sein. Es ist immer zu berücksichtigen, daß sich bei der sehr porösen Struktur der tropischen Roterden der Einfluß der Atmosphäre in tiefere Bodenschichten erstreckt als in gemäßigtem Klima. Um 2 Uhr gibt der obere Zylinder bereits wieder Wasserdampf an die Atmosphäre ab. Das ganze Profil ergibt also nur von 13—16 Uhr eine negative Bilanz, während der übrigen Zeit wurde eine positive Bilanz ermittelt. Wassergewinn aus der Atmosphäre kann eintreten. Dieser ist aber kaum durch das Dampfdruckgefälle, sondern ausschließlich durch sorptive Kräfte des Bodens bedingt. c) Bilanz: Bei der Errechnung der Wasserbewegung im untersuchten Profil wurde vom Zylinderinhalt ( = 60,6 cm3) auf das Volumen der entsprechenden Schicht je m 2 geschlossen. Es ergibt sich: 0,01 g Gewichtsdifferenz/Zylinder = 16,5 g/m 2 • 10 cm Tiefe Die Addition der Gewinne und Verluste der einzelnen Zylinder während des Versuchstages ergibt für die nach unten geöffneten Zylinder folgende Ergebnisse (Tabelle 7):

333

Albrecht-Thaer-Archiv, Band 4 , H e f t 5, 1960

Tabelle 7 Zylinder A B C D E

Gewichtsdifferenz/ Zylinder + 0,15 + 0,60 + 0,60 -0,10 + 0,85

g g g g g

Tiefe in cm

Gewichtsdifferenz der Schicht/m 2

0-20 20-30 30-50 50-70 70-90

+ 495 g + 990 g + 1880 g - 330 g + 2805 g

Summe

5,84 kg

Das Profil nahm von 6 Uhr bis 2 Uhr bis zu einer Tiefe von 90 cm insgesamt 5,84 kg Wasser bzw. 5,84 mm/Tag auf. Es ist nicht ausgeschlossen, daß ein Teil des Wassers als Wasserfilm aus tieferen Schichten (höherer Wassergehalt) nach oben wanderte (geringerer Wassergehalt), also nicht in Dampfform, da die nach unten geöffneten Zylinder unmittelbaren Kontakt mit dem umgebenden Boden hatten. Deshalb sollen als Vergleich dazu die nach oben geöffneten Zylinder herangezogen werden, da hier diese Möglichkeit nicht besteht. Die gleiche Berechnung der nach oben geöffneten Zylinder ergibt eine Zunahme des untersuchten Profils von 6,658 kg/m 2 , das sind 6,6 mm. D i e s e W a s s e r m e n g e m u ß s i c h u n b e d i n g t als D a m p f i m B o d e n b e w e g t haben. Die Versuchsanstellung erlaubt es nicht, genaue Angaben über den aus der Atmosphäre stammenden Anteil zu machen, da der Wassergehalt in der oberen Bodenschicht (0—5 cm) sowie die relative Feuchte unmittelbar über dem Boden nicht bestimmt werden konnten. Nur unter Berücksichtigung des Temperaturgefälles konnten das maximal 0,9 mm oder 15,6% der Gesamtzunahme sein. Die geringe relative Feuchte der Atmosphäre in 120 cm Höhe zwischen 8 und 11 Uhr spricht nicht dafür. Die ermittelte Wasserdampfbewegung kann zur Erklärung der Tatsache dienen, daß die Pflanzen trotz starker Trockenheit und extrem höher Temperatur bei einem der Hygroskopizität entsprechendem Wassergehalt des Bodens keine Welkeerscheinungen zeigen, sofern nicht falsche Kulturmaßnahmen durchgeführt werden. 2. Ergebnisse an einem trüben Tag Nach dem nächtlichen Gewitter (5,8 mm Regen) zeigte sich bis um 930 Uhr schwache Bewölkung ohne direkte Sonneneinstrahlung. Um 10 Uhr kam die Sonne etwas durch die Wolkendecke und verursachte eine unangenehme Schwüle. Von 1030 Uhr bis 1530 Uhr war es wieder trübe und ab 1545 Uhr lockerte sich die Wolkendecke schnell auf. a) Die Temperaturkurven, in der Abbildung 5 dargestellt, sind die Folge der genannten Einstrahlungsbedingungen. Auch hier zeigt sich die Umkehr des allgemeinen Temperaturgefälles zwischen 8 und 9 Uhr und ab 20 Uhr. Infolge der Bewölkung liegen die Temperaturmaxima wesentlich niedriger als bei schönem Wetter, durch die wechselnde Einstrahlung sind zwei Maxima (um 10 und 16 Uhr) an-

334

P A G E L , B e w e g u n g v o n d a m p f f ö r m i g e m Wasser im B o d e n

A b b . 5. Temperaturkurven am 18. 8. 1959, trüber T a g

g e d e u t e t . A u c h die T e m p e r a t u r d i f f e r e n z e n sind u m ca. 10° C g e r i n g e r , wie aus f o l g e n d e r Z u s a m m e n s t e l l u n g h e r v o r g e h t ( T a b e l l e 8) : Tabelle 8 Maximale Temperaturschwankung in ° C 120 1 1 8 28 85

cm cm cm cm cm cm

z t e \

über dem Boden über dem Boden Bodentiefe Bodentiefe Bodentiefe Bodentiefe

s

AussfrjJr/uog

IO \ 12 I £>nstròman von H&&S&dampf mqg/JCs?

24,0-- 3 5 , 5 24,5-- 4 2 , 0 27,0-- 3 8 , 4 28,6-- 3 4 , 9 32,0-- 3 3 , 0 29,1-- 2 9 , 9

== 11,5 == 17,5 == 11,4 == 6,3 == 1,0 == 0,8

76 \ 1S \ 20 \ 22¿Jfir\ Zunehmende 7juò//f

Abb. 8. Temperaturkurven, am 20. 8.1959, „Regentag" tur in 28 cm Bodentiefe gemessen. Die relative Luftfeuchtigkeit sinkt nur um 10 Uhr unter 80% und variiert sonst zwischen 85 und 100%. In der folgenden Übersicht sind die maximalen Temperaturdifferenzen zusammengestellt (Tabelle 10): Tabelle 10 120 cm über dem Boden 1 cm über dem Boden 1 cm Bodentiefe 8. cm Bodentiefe 28 cm Bodentiefe 85 cm Bodentiefe

23,8 - 3 4 , 5 24,0 - 4 0 , 0 24,8 - 3 2 , 6 26,8 - 3 0 , 5 29,8 - 3 1 , 0 29,0 - 2 9 , 6

= 10,7° C = 16,0° C = 7,8° C = . 3,7° C = 1,2° C = 0,6° C

Diese Differenzen entsprechen praktisch den Verhältnissen des „trüben T a g e s " . Abbildung 9 zeigt, daß auch die Veränderung des Temperaturgefälles in ähnlicher Weise erfolgt. cm Höht 120

100 SO ee to

20 to 20

10 60-

Abb. 9. Temperaturgefälle am 20. 8.1959, „Regentag"

s Ausstrahlung

10 \ Ii Einströmen von Wasser- Htesjertfe/TM?strömt ooerftäche dempfmog/ich

| zur

22 Uhr Boden-

338

PAGEL, Bewegung von dampfförmigem Wasser im Boden

Temperaturminimum und -maximum wechseln an der Bodenoberfläche um 8 Uhr und 13 Uhr. einander ab. Damit wechselt die Richtung des Temperaturgefälles. b) Dem entsprechen im allgemeinen auch die Gewichtsveränderungen der Zylinder (Abb. 10). Die Wasserdampfbewegung ist mit dem Temperaturgefälle aus den mittleren Zylindern nach unten und oben gerichtet. Um 22 Uhr wird die Wasserdampfabgabe an die Atmosphäre so stark, daß eine negative Bilanz auftritt.

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Tcmperrn Bedeckungsmaterial

1954

1956

1958

3 jähriges Mittel

1954

1956

1958

3 jähriges Mittel

Stroh Kartoffelkraut Stallmist

105 113 105

108 111 117

107 110 120

107 111 114

96 113 106

101 106 112

103 109 117

100 109 112

GD 5% GD 1% G D 0,1%

6,7 9,3 12,8

4.6 6.7 9,7

7,1 9,9 13,6

12,1 17,4 27,8

16,8 24,2 35,5

18,2 26,1 38,4

Es ist deutlich zu erkennen, daß auch im zweiten Jahr eine Nachwirkung der Bodenbedeckung vorhanden war. Bei den Kornerträgen finden wir hinsichdich der Bedeckungsvarianten die gleiche Reihenfolge wie bei den Hauptfrüchten. Auf die Stroherträge hatten nur Kartoffelkraut und vor allem Stallmist eine Nachwirkung. Zusammenfassung Auf einem grundwasserfernen, trockenen, lehmigen Sandboden wurde in einem Dauerversuch der Einfluß einer Bedeckung mit organischen Stoffen auf Temperatur, Struktur und Feuchtigkeit des Bodens sowie auf den Pflanzenertrag geprüft. Die Bedeckung erfolgte über Winter (Oktober bis Anfang Mai) mit Stroh, Kartoffelkraut und Stallmist. Folgende Ergebnisse wurden bisher erzielt: 1. Die Bedeckung bewirkte einen weitgehenden Ausgleich der täglichen und jahreszeitlich bedingten Temperaturschwankungen im Boden (5 cm Tiefe). 2. Bei Lufttemperaturen unter 4° C war unter den bedeckten Parzellen eine geringere Wärmeabgabe, d. h. höhere Bodentemperatur als bei „unbedeckt", bei zunehmender Erwärmung im Frühjahr eine niedrigere Bodentemperatur festzustellen. Der Unterschied betrug Anfang Mai bei den Mittagstemperaturen bis zu 8°C. 3. Den stärksten Einfluß auf die Bodentemperatur hatte das Stroh, den geringsten der Stallmist, während das Kartoffelkraut zwischen beiden lag. 4. Strukturuntersuchungen ergaben keine eindeutigen Unterschiede, ein höheres Porenvolumen war unter den bedeckten Parzellen nur angedeutet.

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Albrecht-Thaer-Archiv, Band 4, Heft 5, 1960

5. Die Untersuchungen der Bodenfeuchtigkeit zeigten, daß in Jahren mit geringen Frühjahrsniederschlägen durch die Bedeckung bis zu 25% mehr Winterfeuchtigkeit gespeichert wurde. KHOCTB IIOHBBI, a TaKHie Ha y p o w a f t p a c T e H H ä . ÜOHBa ÖBiJia B TE^EM-IE 3HMH (C OKTHÖPH n o Matt) n o n p H T a COJIOMOH, K a p TOejIBHOH ÖOTBOH H HaB030M. NOJIYIEHHBIE AO CHX n o p PE3YJIBTATBI M o r y T ÖBITB CBG^ÖHBI K CJIEßYIOMEMY: 1.

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366

R A U H E und L E H N E , Bodenbedeckung mit organischen Stoffen

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