Fragen im Zusammenhange mit dem Bodenfeuchtehaushalt [1. Aufl.] 978-3-662-23682-6;978-3-662-25770-8

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Fragen im Zusammenhange mit dem Bodenfeuchtehaushalt (O. Krol)....Pages 48-73

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Mitteilungen aus dem Bundesversuchsinstitut für Kulturtechnik und Technische Bodenkunde

Krol Oswald

Fragen im Zusammenhange mit dem Bodenfeuchtehaushalt

ISBN 978-3-662-23682-6 ISBN 978-3-662-25770-8 (eBook) DOI 10.1007/978-3-662-25770-8

Fragen im Zusammenhange mit dem Bodenfeuchtehaushalt 1 Von Reßierungsrat Dipl.-Ing. Dr. O. Krol Leiter des Sachgebietes Wasserversorgung und Bewässerung der Landeshaudirektion Linz

Aus dem Bundesversuchsinstitut für Kulturtecbnik und tecilDische Bodenkunde in Petzenkirchen, NiederösterreiclI (Leiter: Sektionschef Priv.·Doz. DipI.-Ing. Dr. B. Ramsauer) Mitteilung Nr. 9 Mit 6 Textabbilduogen

In den beiden vorangegangenen Jahren 1950 nnd 1951 wurden an der Bundes-Versuchsberegnungsanlage Leonding (0.-0.) Beob· achtungen auogefiihrt, welche die Aufgahe hatten, den Zusammenhang zwiscben Wasserverbrauch und Ernteertrag einiger landwirtschaftlicher Kul· tlIrpflanzen aufzudecken. Die Beobachtungen be· zogen sich auf die Bodenfeuchte, den natürlichen lind künstlichen Niederschlag im Bereiche nicht· beregneter, mäßig. und starkberegneter Flächen sowie auf den Ernteertrag dieser Flächen (1). Im laufenden Jahre wurden die Untersuchungen noch auf zwei weitere Fragen ausgedehnt, welche mit dem Bodenfeuchtehaushalt im Zusammenhange stehen. Ramsauer hat in seinen Schriften (2,3,4) die Febtstellung der im Hinblick auf den Ernte.ertrag optimalen Bodenfeuch· te OF sowie Iieren Ganglinie wiederholt als dac, erstrebenswerte Endziel aller Bodenfeuchteuntersuchungen bezeichnet und wünscht in Ver· folgung dieses Gedankens die künstliche Was· ser7ufuhr auf Grund der jeweiligen opti. 1

la~

Berimtet auf dem 7.0sterreimismen Kulturbauämtel'-

1952 in PlIrh.d..

malen Bodenfeuchte zu regeln, d. h. bei Beregnung die Zusallregenhöhe h dem jeweiligen Bodenfenchtemangel Ll F = OF - F anzupassen. Dies bedingt zwangsläufig, daß die bodenfeuchtesteigernde Wirkung des künstlichen Niederschlages hzw. das mengenmäßige Verhältnis zwischen künstlichem Niederschlag hund Bodenfeuchtezunahme LlF bekannt sein muß. Um dieses Verhältnis h: Ll F, welches jeden. falls>] ist, festzustellen, wurden über Anregung von Sektionschef Ramsauer Beregnungsvers u ehe vorgenommen, welche darauf abzielten, jenen Teil Ll h des künstlichen Niederschlages zahlenmäßig zu erfassen, welcher den Pflanzenhestand bene\jl. ohne deli Boden der Beregnungs· fläche zu erreichen. Außerdem wurden aus eigener Initiative Beobacbtungen ausgefiihrt, um zahlenmäßige Angaben iiber die Bodenv.erdunstung zu erhalten, weiche den Bodenfeuchtehaushalt bekanntlich weitgehendst beeinflußt. Diese Beobachtungen verfolgten den besonderen Zweck, festzustellen, wie sich die Bodenverdunstung unter der Einwir· kung äußerer {Tmstände gestaltet.

Fragen im Zu.ammenhange mit dem Bodenfellchtehau.halt

Jabrpac 5. Bell 3

Die Beregnungsversuehe Sowohl bei natürlichem wie auch bei kÜWltli· chem, durch Beregnung erzeugtem Niederschlag dringt bloß ein Teil desselben in den Boden ein, um dort den Bodeufeuchtevorrat anzureichern, während der restliche Teil des Niederschlages an den oberirdischen Teilen des Pflanzenbestandes haften bleibt und dort verdunS'let, d. h. für den Boden verloren geht. Die Höhe des "Niederschlagsabganges" ist - abgesehen von der Art und Beschaffenheit des Pflanzenbestandes - von allen jenen Faktoren abhängig, welche die Ver· dunstung beeinflussen, also von der Temperatur de~ Niederschlagswassers, dem Sättigungsdefizit der Luft und von der Windgeschwindigkeit. Wird die Zusabregenhöhe auf Grund des sogenannten Regenbedürfnisses der Pflanzen hemessen und hiebet angenommen, daß zwischen natürlichem und künstlichem Niederschlag hin. sichtlich der Höhe des Niederschlagsabganges kein Unterschied besteht, dann ist es gleichgültig, wie groß der Niederschlagsabgang ist. Glaubt man aber diesen Unterschied, welcher wahrscheinlich vorhanden sein dürfte, berücksich· tigen zu müssen, oder wird die erforderliche Zu· sabregenhöhe auf Grund des Bodenfeuchte· mangels ermittelt, dann muß in ersterem Falle der Niederschlagsabgang des natürlichen und künstlicben Niederschlages, im zweiten Falle bloß der des kiinstlichen Niederschlages bekannt sein. Den Gegen&tand det" vorliegenden Untersu· chung hildet bloß der Niederschlagsabgang des künstlichen Niederschlages, welcher durch die Beregnungsversuche als Differenz zwischen Zusatzregenhöhe und Bodenfeuchtezunahme erfaßt wurde. War gelegentlich eines Beregnungsversuches die Zusabregenhöhe h, die vor bzw. nach der Beregnung festgestellte Bodenfeuchte Fe bzw. Fa' dann ergab sich die Bodenfeuchtezunahme

F'

aUB

49

Die Beregnungsversuche wurden an Rüben, Kartoffeln und an einer Kunstwiese mit dürftiger Grasnarbe vorgenommen, wobei die Benebungsflächen eines Drehstrahlregners die Versuchsflächen bildeten.

Z(/.Ir1/~regenltijlte mm [~II/etlerscll/II§.IIIO§r1R§

c:=J 4ooen/evt'ItIeLvlh1nme

mm mm

Abh. 1. ßcregnung,ver,um am 6. 8. 1952 Frumtart: Rübe, 40 bis 50 cm hom Beregnungsdauer: 9,10 uhr bis 10,10 = 60 Min. I,ufttemperatur: 25' C Relative Lultfeumtigkeit: SO'/, Windverhältnisse: 0,2,8 m/s Zur Messung der Zusatzregenhöhen dienten Meßgefäße, welme längs der heiden aufeinander senkremt stehenden Durmmesser der Beregnungsflämen in Abständen von 5, 15 und 25 m von der RegnersteIlung (0) aufge,tellt wurden.

F'=Fa-Fe,

der Niederschlagsabgang l!. haus l!.h=h-l!.F' und der Niederschlagsabgang in v.-H.- Teilen der Zusatzregenhöhe ~h

P=h· Der Wert p ist - wie die BeregnuDgsversuche zeigten - je nach Fruchtart und deren Entwicklungsstadium verschieden und für diese charakte· ristisch. Wollte man durch Beregnung eine bestimmte Bodenfeuchte,zunahme l!. F erzielen, hätte man die erforderliche Zusa\iregenhöhe haus

h=~.!... I-p

zu berechnen'. • h

-~F+~h, ~b-ph,

h(I-p)

o~F,

h=oCiF+ph,

~F

IJ----. I-p

Z(/.uÜre.genltonel1Jml~ IIleoerscllla.9sabpn§ mm c:::::::J ßorlenteuddezurmllme mm

Abb. 2. Beregnungsver,um am 7.8.1952 Frumtart: Kartoffel, 40 cm hom Ileregnung,dauer: 9,05 Uhr bis 9,40 Uhr = 35 Min. l,ufttemperatur: 22' C Relative Luftfeuchtigkeit: 65 0/, Windverhältnisse: W, 2,0 rnls

Zur Feststellung der Bodenfeuchtezunahme wurden im Bereid.f' der Beneuungsflämen unmittelbar vor und oam erfolgter Bere(l:llung aus der obersten IO.. cm-Boden,mimte mit einem Hohlbnhrer 18 mm I. W. Bodenproben entnommen, Auf jedes der früher erwähnten MeßgeläBt"

O. Krol:

50

entfielen fünf Entnahm..telleD, weldle \'on jenen 1 m entfernt wareD. Das von je

fünf zusammengehörigen Bohrungen stam-

mende Boh'1!ut wnrde in ein Pulvergla. gefüllt und dann

in der gewohnten Weile die Bodenfeuc:hte zunäd18t in Ge-

widlt'Bnteiien und ,dJlieSlidl in VolUl'leiubeiten (mm) be-

.tintmt.

Erwähnt sei, daS zur Entnahme der durdl die Beregnung anger.uchteten Bodenproben an Stelle d.. Hohlbobren eine BodeDlonde Die h t verwendet werden kann, da dies-

Ölteneiebi,che W.'lerwin..:b.ft

wiese mit spärlicher Grasnarbe sogar nur 15,7 v. H. Dies bedeutet, daß man in den bezeichneten Fällen, um eine bestimmte Bodenfeuchteanreicherung zu e~zielen, bei Rüben bzw. Kartoffeln und einer gleichgearteten Kunstwiese zu einer gleichhohen Zusa\jregenhöhe noch einen Zuschlag von 86,S bzw.46,5 und 18,6 v. H. der gewünschten Bodenfeuchtezunabme machen müßte. Es wäre natürlich wüDAichenswert, nicht nur den Niederschlagsabgang des kÜDAitlichen, sondern auch den des natürlichen Niederschlages sowie den Niederschlagsabgang bei weiteren Fruchtarten in ve1'l!cbiedenen Entwiddungsstadien zu ermitteln. Du beschriebene Verfahren hat sich hiefür als geeignet erwiesen.

Die Verdunstun,;sbeobachtunr;en Die ausgeführten Verdunstungsbeobachtungen erstreckten sich nicht auf die Gesamtverdunstung, alBo Pflanzen- und Bodenverdunstung, sondern nur auf die B 0 d en W 25 15 5 0 5 15 25m 0 verdunstung. Zu den Beobachtungen veranlaßte zunächs,t der Umstand. daß hinsichtlich der BodenAbb. 3. Beregnung.versuch am 13.8. 1952 verdunstung nur geringe Erfahrungen und vor Frucht•• t: Kun8twieoe,12 bis 20em boch, sehr schütterer Gr..wuch. allem wenig zahlenmäßige Angaben vorliegen. Beregnung.duuer: 9,40 Uhr bio 10,35 Uhr = 55 Min. Die Ursache hiefür dürfte in erster Reihe Lufttemperatur: 25' C Relative Luftfeuchtigkeit: 50'10 .Jarin zu suchen sein, daß außer den kostspieWindverhältnisse: W, 2,0 m/s ligen und schwerfälligen Lysimeteranlagen, mit welchen in der Regel nur die Gesamtverfall. da. tro.xent. Bodenmaterial J.idlt au. der Sonde glei.Junhtung gemessen wird, - wenigstens meines tet. wäbrend da. .tark durdlfeudltete Material haften WiS8ens nach - keine Instrumente vorhanden bleibt. woraus .i~ für die Bodenfeudltezunabme zu hohe sind, welche die Bodenverdunstung allein zu reWerte ergeben. gistrieren vermöchten. In den Abb. 1 bis 3 sind die Ergebnisse der Außerdem mußten in unserem Falle auch die Beregnungsvenmche, bezogen auf die beiden aufgeplante künstliche Bewässerung der Weiser einander senkrecht stehenden Durchmesser, darHeide Bodenverdunstungsbeobachtungen wüngestellt, während die Tab. 1 die diesbezüglichen sehenswert erscheinen lassen, da die BodenZahlenangaben enthält. Wie nicht anders zu erverdun&tung im Wasserhaushalte des dürren warten war, ist der Niederschlagsabgang in v.-H.Heidebodens eine empfindliche Verlustpost darstellt. Tabelle I. Ergebnisse der Beregnung.versuche Ich habe nun versucht, zur Feststellung der Bodenverdunstung in Stechzylindern befindZusatz· Nieder· BOden-I feuchteschlag.regen· liche Raumproben zu verwenden, welche dem Ach.e Fruchtart I menge I zunahme ab~ang Heideboden entnommen und für kurze Zeit (acht mm mm 10 bis zwölf Stunden) an Stellen, wo die Bodenverdunstung erkundet werden sollte, den atmosphä9,9 N-S 20,9 52,6 15,1 39,6 9,1 W-O rilu.chen Einflüssen ausgese\jt wurden, wobei sich Rübe die Bodenverduru3tung aus der Gewichtsabnahme 17,6 46,6 9,4 Durchschnitt .Jer verwendeten Raumproben ergab. Kartoffel

KUD8twie.e

w-o

N-S

12,7 12,2

8,3 8,7

34,4 28,7

Durchschnitt

12,5

8,5

31,7

N-S W-O

8,9 10,1

7,2 8,7

19,1 14,0

Durchschnitt

9,6

8,1

15,7

Teilen bei der Beregnung vou Rüben infolge der großen Blätter am beträchtlichsten (46,6 v. H ), bei der Beregnung von Kartoffeln schon geringer (31,7 v. H.) und "ci der Beregnung einer Kunst-

Ein Mangel dieses VCl'fahrens ist zweifellos, daß fortlaufende Verdunstungsbeohachtungen bei Verwendung ein

und derselben Raumprobe nicht möglim .ind. Infolge der

zunehmenden Erschöpfung des F eUlnte\'orrates der ,Raumprobe \\oürde sidt nämlidt smließlidt eine Verdunstung ergebf'n~ welche tIer na tür I ich e n BodenverduDstung keines. falls mehr entspredten würde.

Da .Jie yerwendeten Raumproben aber nur kurz,e Zeit unter dem Einfluß der Atmosphä~i1ieu .tanden, kann die Feuchtezufuhr aus den unteren in die oberste Schichte .Jer Raumproben währelHl des Verdunstungsvorganges un.J die Verdunstung seIhst als normal, d. h. den natiirlichen Verhält-

Fragen im Zu.ammenhange mit dem Bodenfeuchtebaushalt

ni,ssen entsprechend angesehen werden. Die durch die Beobachtungen erhaltenen Verdunstungswerte geben daher von der natürlichen Bodenverdunstung ein richtiges Bild. Für die Richtigkeit dieser Annahme sprechen die Beobachtungsergebnisse selbst, welche mit der Erfahrung übereinstimmen und sogar Bodenverllunstungsunterschiede "a u f kleinstem Raume" erkennen lassen. Die R8umpro,hen wurden im Zuge der Beohamtungen, namdem ihr Gewicht unmittelbar vor Beginn derselben bestimmt worden war, an den Beobadttungsstellen, ao welmen man die BodenverdllDstung ermitteln wollte, ausgelt":gt.

Während der ßeob.,htllngszeit wurdrn lediglim die Wind·

ricLtung und die Wind5esmwindigkeit von Zeit zu Zeit

feotgealellt. Unmittelbar nam Ablauf der ßeobamtung8Zeit wurden dann die Raumprohen neuerlich gewogen 80wie

namträglim all, den Aufzeimnungen eine. Thermohydro.

gewimt r, da!' Porellvoluwen n.f., der Feumtegrad FO/05 und der kritisd:te Wassergehalt 'Wkr der8elben bestimmt,

wodurm die phy,ikali,men Eigen.marten der verwendeten

Rlmmproben weitgehf"ndst festgelegt sind.

Ziel der Beobachtungen war, neben der Erprohung de,s beschriebenen Verfahrens den Einfluß der Fruchtart und ihrer Beschaffenheit (Höhe und Dichte des Pflanzenbestandes), des Pflanzenbestand randes, der künstlichen Wasserzufuhr und des Waldrandes auf die Bodenverdunstung zahlenmäßig zu erfassen. Gleichzeitig gaben die Be· obachtungen aber auch Gelegenheit, die erhalteI,eu Bodenverdunstungswerte mit den Angaben des Ramsauerschen Verdunstungsmessers zu vergleichen. (FoTtsetzung folgt) GT

g1'8phen der Gang der Lufuemperatur sowie der relativen

Luftfeumtigkeit während der Beohamtung,zeit ermittelt, Eben.o wurde die Sonnen.meindauer fe,tgestellt, Nadtdem die Raumprohen hei 105' C dnrm zwölf Stunden getrod