Wasserspeichervermögen

Die Eigenschaft des Bodens Wasser speichern zu können, ist für die Wasserversorgung der Pflanzen, den Grundwasser- und den Hochwasserschutz von Bedeutung. Entscheidend für das Wasserspeichervermögen eines Bodens sind die Bodenart (Korngrößen), der Porenanteil und die Porengrößenverteilung, der Humusgehalt und die Humusart, die Art der Tonminerale sowie das Bodengefüge.

Die gesamte Wassermenge, die ein Boden aufnehmen kann, wird als maximale Wasserkapazität bezeichnet, angegeben z. B. in l/m³. Wenn ein Standort nicht gerade überflutet ist, zu starker Staunässe neigt oder im Grundwasser liegt, wird die maximale Wasserkapazität wohl eher selten erreicht. Entscheidend für die Wasserversorgung der Pflanzen ist die Wassermenge, die ein Boden (definitionsgemäß) zwei bis drei Tage gegen die Schwerkraft halten kann. Diese Fähigkeit eines Bodens wird als Feldkapazität (FK) oder Speicherfeuchte bezeichnet. Das Maß für die Spannung (Energie), mit der Wasser im Boden gegen die Schwerkraft gehalten wird, ist der pF-Wert (p für Potenz von lateinisch potentia = Vermögen, Fähigkeit und F für freie Energie). Je höher der pF-Wert (in Hektopascal hPa oder bar), desto trockener ist der Boden. Bei pF 1 ist der Boden nass, bei pF 4 ist er trocken.

Bodenporen mit einem Durchmesser über 10 µm (Grobporen) oder über 50 µm (Makroporen) können das Bodenwasser nicht kapillar festhalten. Es fließt durch sie ab. Poren unter 0,2 µm (Feinporen) halten Wasser durch Adhäsionskräfte so fest, dass die Pflanzenwurzeln es nicht mehr entnehmen können. Dieses Wasser in den Feinporen wird daher als Totwasser (TOT) bezeichnet (pF >4,2). Längerfristig ist für die Pflanzen demnach das Wasser in den Mittelporen (10 bis 0,2 µm) bedeutsam. Dieser Wasservorrat ist die nutzbare Feldkapazität (nFK = FK-TOT). Trocknet ein Boden soweit aus, dass nur noch Feinporen Wasser führen (pF 4,2), ist für viele Nutz- und Gartenpflanzen der permanente Welkepunkt (PWP) erreicht. In den Leitungsbahnen der Pflanzen reißt die Wasserzufuhr von den Wurzeln her ab, die Pflanzen werden welk. In der gemäßigten Klimazone trocknen meist nur die oberen Zentimeter der Böden während längerer Trockenperioden aus.

Eine hohe nutzbare Feldkapazität haben z. B. Böden aus Löss (u. a. Parabraunerden). Eine mittlere nFK findet sich beispielsweise bei Böden aus lösslehmhaltigen Deckschichten oder Lagen (u. a. Braunerden). Bei flachgründigen und sandigen Böden (u. a. Ranker, Braunerden) ist die nFK recht gering. Für den Grundwasserschutz ist eine hohe nFK von Bedeutung, da umwelt- oder gesundheitsgefährdende Stoffe (z. B. Rückstände der Düngung in der Landwirtschaft und im Weinbau, wie Nitrat, Pflanzenschutzmittel) länger im Boden verweilen. Dadurch kann etwa Nitrat von den Pflanzenwurzeln aufgenommen werden. Andere Stoffe können an die Bodenkolloide gebunden oder von den Mikroorganismen abgebaut werden.