Wasserpotenzial

Als Wasserpotenzial bezeichnet man das Potenzial, mit dem die Verfügbarkeit von Wasser für Pflanzen erfasst wird. In diesem Zusammenhang ist ein Potenzial die Arbeit, die geleistet werden muss, um eine Einheitsmenge Wasser aus einem System in ein Referenzsystem zu transportieren. Es ist der antreibende Gradient für Wasserbewegung, wobei das Wasser vom höheren zum niedrigeren Potenzial fließt.^[1]

Teilpotenziale

Das Wasserpotenzial ψ_w ist die Summe aus Matrixpotenzial ψ_m und Osmotischem Potenzial ψ_o. Das Gaspotenzial ψ_g wird meist nicht berücksichtigt.

$\psi_w = \psi_m + \psi_o (+ \psi_g)\,$

Dabei umfasst das Matrixpotenzial ψ_m (auch: Kapillarpotenzial) alle Kräfte, mit denen Wasser von der Bodenmatrix festgehalten wird. Das Matrixpotenzial ist umso größer, je feinkörniger ein Boden strukturiert ist. Wenn der Boden langsam austrocknet, steigt das Matrixpotenzial an, bis nur noch das nicht mobilisierbare „Totwasser“ in den feinsten Poren vorhanden ist. Das Matrixpotenzial wird meist als Druck mit einem negativem Vorzeichen angegeben. Lässt man das Vorzeichen weg, entspricht es der Bodenwasserspannung.

Das Osmotische Potenzial ψ_o (auch: Lösungspotenzial) ist definiert als die Arbeit, die aufgebracht werden muss, um eine bestimmte Menge Wasser durch eine semipermeable Membran aus der Bodenlösung aufzunehmen. Es ist von der Menge an gelösten Salzen abhängig. In Trockengebieten und in den Marschen kann das Osmotische Potenzial besonders hoch sein.

Ein Gaspotenzial ψ_g müsste berücksichtigt werden, wenn der Luftdruck innerhalb des beobachteten Systems Boden - Pflanze nicht gleich wäre.^[1]

Größeneinheiten

Das Wasserpotenzial kann als Energie bzw. Arbeit in Joule/g angegeben werden, wenn es sich auf eine bestimmte Masse Wasser bezieht. Meist wählt man eine Volumeneinheit als Bezugsgröße, wodurch das Wasserpotenzial als Druck in Pascal oder MPa angegeben werden kann. Anschaulich ist auch die Angabe als Länge (cm Wassersäule), wenn es auf das Gewicht des Wassers im Kraftfeld der Erde bezogen wird.^[1]

Bestimmung

Das Wasserpotenzial eines Bodens kann mit Hilfe von Gipsblock-Elektroden direkt gemessen werden. Dabei wird ein Gipsblock in den Boden eingebaut und die elektrische Leitfähigkeit innerhalb des Blocks gemessen. Bei hohem Wassergehalt des Bodens (niedriges Wasserpotenzial) sind viele der Poren des Blocks mit Wasser gefüllt und leiten den Strom besser.

Mit Hilfe eines Tensiometers kann das Matrixpotenzial bestimmt werden. Da das Osmotische Potenzial in salzarmen Böden vernachlässigbar ist, entspricht das so gemessene Matrixpotenzial im Wesentlichen dem Wasserpotenzial.^[1]

Siehe auch

• Hydraulisches Potenzial

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d} Scheffer/Schachtschabel „Lehrbuch der Bodenkunde“, 13. Auflage, 1992, Kapitel XVI. Bodenwasser, ISBN 3-432-84773-4

Literatur

• Karl Heinrich Hartge "Einführung in die Bodenphysik", 1. Auflage, 1978, ISBN 3-432-89681-6