Wasser- und Luftgehaltes im Boden auf das Wachstum von Fichtenkeimlingen

(1)

Über den Einfhm des

DK Oxf.: 114.13 181.33

Wasser- und Luftgehaltes im Boden auf das Wachstum von Fichtenkeimlingen

Von Felix Richard

Schweizerische Anstalt für das forstliche Versuchswesen INHALTS VERZEICHNIS

1 Einleitung und Versuchsfrage . 2 Methodik .

21 Wahl des Versuchsbodens . 22 Standardisierung der Bodenstruktur 23 Kontrolle des Wassergehaltes . 24 Bestimmung der Bodendurchlüftung 25 K!im:i.konditionierung

26 Versuchsanlage und Überwachung 27 Statistische Auswertung . 3 Wachstum der Fichtenkeimlinge

31 Keimung und Keimlingsentwicklung 32 Wurzelentw.icklung

321 Mittlere Gesamtwurzellänge . 322 Mittlere Hauptwurzellänge 323 Mittlere Seitenwurzellänge 33 Höhenwachstum .

34 Repräsentative Fichtenkeimlinge 4 Bodendurchlüftung

5 Folgerungen .

Resume - Riassunto - Summary Literaturverzeichnis

1 Einleitung und Versuchsfrage

Seite

243 245 245 245 247 247 249 250 251 251 251 252 252 253 255 257 257 258 261 262 264

Zu den wichtigen bodenkundlichen Problemen der schweizerischen Forstwirtschaft gehört das Studium des Wasser- und Lufthaushaltes schlecht durchlässiger, verdichteter Wald- und Weideböden. Solche kommen im Voralpengebiet auf Zehntausenden von Hek- taren vor und entstehen auf Unterlagen wie Bündnerschiefer, Flyschsedimente, Molasse- tone und Rißmoränen. Um ein befriedigendes Baumwachstum zu ermöglichen, sind viele dieser Böden zu feinkörnig, zu dicht und zu wenig durchlüftet. Die Ursache für den schlechten Bodenzustand liegt weniger in der ungenügenden Nährstoffversorgung als in den ungünstigen physikalischen Eigenschaften der Böden. Bodenphysikalische Forschung wurde vor dem Ersten Weltkrieg im Ausland schon systematisch betrieben. Erwähnt seien hier die Arbeiten von W olln y (1884), Briggs (1897), Bu cki ngh am (1904), Briggs und Mitarbeiter (1907, 1912), Atterberg (1911), Ramann (1911)

«Mitteilungen der Schweizerischen Anstalt für das forstliche Versuchswesen, Bd. 35, Heft l»

(2)

und Kopecky (1914). Engler (1919) hat im Zusammenhang mit den Wassermeß- stationen im Emmental für spezielle schweizerische Verhältnisse auf die Bedeutung der Bodenphysik in bezug auf die Standortsbonität aufmerksam gemacht und vor allem ein intensiveres Studium des Wasser- und Lufthaushaltes empfohlen. Auch Wie g n er (1920) kommt durch einen chemisch-analytischen Vergleich von Buchenwaldböden bester Bonität des Sihlwaldes mit produktionsarmen Biglen-Armenwaldböden zum sel- ben Schluß. Es war naheliegend, daß die Eidg. forstliche Versuchsanstalt derartige Untersuchungen aufnahm. Es galt, geeignete Methoden zu entwickeln und zu prüfen.

Burg er studierte systematisch die Methodik und veröffentlichte seine Ergebnisse und Vorschläge in einer viel beachteten Arbeit (Burg er, 1922) . Es folgte die Untersuchung natürlich gelagerter Waldböden im Gelände (Burger, 1938, 1946, 1952). Lange Zeit war diese Methode für physikalische Bodenuntersuchungen auch außerhalb der Ver- suchsanstalt wegleitend. Heute, wo die Bodenphysik stark erweitert und die Zusammen- hänge zwischen Bodenfaktoren und Pflanzenwachstum zum Teil nach anderen Gesichts- punkten verfolgt werden, hat dennoch die «Burger-Methode» bei bestimmten Unter- suchungen entscheidende Bedeutung. ·

Beim Studium des Wasser- und Lufthaushaltes gilt cs unter den besonderen schweizerischen Verhältnissen zuerst experimentell das Porenvolumen, die Porengrößenvertei- lung, das Wasserbindevermögen, den Luftporenanteil im gewachsenen Profil unvollkom- men durchlässiger Waldböden zu untersuchen. Um über den Wasserhaushalt im Boden Klarheit zu erhalten, sollten noch heute vermehrt kontinuierliche Studien über die Ver- änderung der Wassersättigung im Verlaufe der Jahreszeiten durchgeführt werden. Von den Wassergehaltsänderungen ist ferner die Luftporenverteilung reziprok abhängig: mit zunehmendem Wassergehalt nimmt der Luftanteil ab und umgekehrt.

Zu den reinen Bodenuntersuchungen reiht sich die Frage nach der Reaktion der Baumarten auf die gegebenen Bodenfaktoren. Wieviel Wasser muß z. B. aus einem verdichteten Boden dauernd weggeführt werden, damit die Bodendurchlüftung für ein gutes Baumwachstum wieder genügt. Da der Waldbaum von der Keimung an sich mit dem Boden auseinandersetzen muß, ist das Wachstum in jeder Altersstufe für das Studium der Ökologie unserer Waldbäume wichtig.

Um einen Beitrag zum Studium des Zusammenhanges zwischen Keimlingswachstum und Bodendurchlüftung zu leisten, legten wir den in dieser Arbeit enthaltenen Versuch mit Fichten an. Die Fichte ist eine jener Baumarten, die in vernäßten, primär häufig unprciduktiven Böden des schweizerischen Voralpengebietes angebaut wird.

Die spezielle Versuchsfrage lautete: Wie verändert sich vor allem die Wurzelbildung von Fichtenkeimlingen, wenn in einem an sich verdichteten, vernäßten und sauerstoH- a;-men Boden (Typ «Zugerberg III») durch Wasserenlzug bzw. durch Krümelvergröbe- rung die Bodendurchlüftung erhöht 'Yird.

Bei der Vorbereitung und Anlage des Versuches hat Herr Forstinspektor Chausson mitgeholfen, seinerzeit Praktikant an der forstlichen Versuchsanstalt. Herr Dr.

P. S eh m i d hat uns bei der statistischen Auswertung beraten. Fräulein Lew i s hat den Versuch gewissenhaft überwacht und die umfangreiche statistische Auswertung durchgeführt. Allen danken wir herzlich für die Mitarbeit.

(3)

2 Methodik 21 Wahl des Versuchsbodens

Als Versuchsboden wählten wir «Zugerberg III», ein schwer durchlässiger Boden, der bei hohem Wassersättigungsgrad eine für das Keimlingswachstum ungenügende Menge Luftporen enthält. Seine Korngrößenzusammensetzung ist in Figur 1 dargestellt:

24,5

%

Ton; 35,5

%

Staub; 4,0,0

%

Sand. Der Boden gehört zu der Klasse «Lehm».

4

2

0 0 5

Figur 1

Korngrössenanalyse "Zugerberg ^{111 "}

70

,P'

~-

/

^C)

V

^~^C\I

_'JI

^-

_-

/

^~

/

^C)^~

i"

, /

_-

~ -

I

Tonfraktion : 24.5 %

Staubfraktion: 35.5 % - Sandfraktion : 40.0 %

-

I

^Prädikat ^{: Lehm}

=

1 1 1 1

~ W

H

~ ß ~

U

~

"

~ ~

Gewichts%

22 Standardisierung der Bodenstruktur

Der Versuchsboden lag in drei verschiedenen Strukturformen vor, die wir durch eine Beimischung von 0,0

%

(nachfolgend «Standard» genannt); 0,02

%

und 0,2

%

«Kri- lium»1 normierten (Tabelle 1). Die durch diese Behandlung erhaltenen Bodendichten,

Qa, sind 1,30 g/cm3 ; 1,11 g/cm³und 1,08 g/cm3• Mit zunehmender «Krilium»-Konzen-

1 «Krilium, Formulation 6» ist ein Mittel, mit dem die Bodenstruktur künstlich verbessert werden kann. Es ist ein Produkt der Monsanto Chemical Company, St. Louis, Mo. USA. Der Handels- name «Krilium» wird in vorliegender Arbeit nur zur Identifikation des Produktes verwendet. Das will nicht heißen, daß «Krilium» anderen Handelsprodukten gleicher oder ähnlicher Zusammen- setzung vorzuziehen sei.

(4)

Dichte Qa; Porenvolumen Vp; permanenter Welkepunkt PwP; Feldkapazität FC;

verwertbares Wasser Wv und Sättigungsgrad Sw;

Tabelle I bei bestimmter Saugspannung des Versuchsbodens •Zugerberg III•

• Zugerberg III•

•Krlllum•- Dichte Porosl- Poren- Poren- Permanenter Feld- Verwertbares W nssergehnlt Pw Sättigungsgrad

Konzen- tät volumen volumen Welkepunkt kapazltät Wasser (gHOHtl00g Bo) nie f (Snugspannuog) Sw tratron

Qa ^E ^Vp ^Vp ^PwP FC wv

(cm3/ (cm3/ (g HDH/ (g HDH/ (g/tOO g 0,020 1 0,080 1 0,160 0,020 1

0,080 1

0,160

. , .

LBo) tOOg Bo) 100g Bo) 100g Bo) Bo) atü atü atü atü atü atü

0,00 1,30 0,50 500 38 9,5 30,2 20,7 36,7 33,6 31,9 96 87 82 0,02 1,11 0,57 570 51 8,9 21,1 12,2 29,0 27,0 25,0 56 52 48 0,20 1,08 0,59 590 55 8,9 20.5 11,6 27,5 24,9 24,3 50 46 45

Figur 2

0 10 20 Jo •40 sd • so

Pw rgHOH/100g

80.J

tration nimmt die Dichte ab, der Boden erhält ein größeres Porenvolumen. Die Poren•

größenverteilung wird gleichzeitig so verändert, daß der Anteil an luftführenden Grob- poren zunimmt, was dem Boden eine bessere Durchlüftung geben soll ( Figur 2). Im Vergleich zum «Standard» wurden durch die «Krilium»-Beimischungen Strukturen er•

zeugt, die wesentlich mehr Grobporen haben (Richard, 1953).

(5)

23 Kontrolle des Wassergehaltes

Ausgehend vom Zustand nahezu vollständiger Porensättigung, wo die Wurzeln sich unter sehr ungünstigen Luftverhältnissen entwickeln mußten, wurde der Wassergehalt zwecks besserer Bodendurchlüftung, auch auf zwei niedrigeren Stufen konstant gehalten. In Tabelle 1 sind die Sättigungsgrade Sw angegeben. Damit sind auch die Was- ser/Luftverhältnisse für die drei Stufen bestimmt. Damit die Verwertbarkeit des Boden- wassers bei allen drei Strukturformen des Versuchsbodens gleich blieb, wurden, wie schon in früheren Arbeiten (Richard, Chausson und Surber, 1958), die Wasser- gehalte so festgelegt, daß jeder Wassergehalt einer bestimmten und konstant gehaltenen Saugspannung entsprach. Wir wählten die Saugspannungen 0,020 atü; 0,080 atü und 0,160 atü. Im «Standard»-Boden waren z.B. bei einer Saugspannung von 0,020 atü 96

%

des Porenraumes (Tabelle 1) mit Wasser gesättigt, während die mit 0,02

%

bzw.

0,20

%

«Krilium» behandelten Böden nur zu 56

%

bzw. 50

%

gesättigt waren. Diese Unterschiede im Sättigungsgrad zeigen, daß die mit «Krilium» behandelten Böden schon bei kleinen Saugspannungen einen wesentlich größeren Luftporenanteil haben, als der

«Standard». Sie bieten schon bei sehr niedriger Saugspannung, bei unserem Versuch 0,020 atü, für die Wurzelentwicklung günstigere Voraussetzungen. Das Analoge gilt für die höheren Saugspannungen von 0,080 atü und 0,160 atü.

Um für die im Versuche verwendeten Bodenstrukturformen des «Zugerberg III» das Verhältnis Wassergehalt/Wasserbindung vom Zustand der Bodensättigung bis zum per- manenten Welkepunkt zu kennen, wurden die Sorptionskurven bestimmt (Figur 2) (vgl.

auch Richard, 1955). Aus der Sorptionskurve wurden die den gewählten Saugspan- nungen entsprechenden Wassergehalte für jede der drei Bodenstrukturformen entnommen, auf die eingewogene Bodenmasse umgerechnet und mit einer Pipette dem ofentrok- kenen Boden langsam zugegeben. Während des V ersuch es konnte die Konstanz des Was- sergehaltes und damit die Konstanz der Wasserbindung nur gewichtsmäßig kontrolliert werden. Dies geschah jeden Tag. Durch Stichproben, die nach 9, 28, 55, und 70 Versuchs- tagen entnommen wurden, konnte die Konstanz der Wasserverteilung in mehreren Boden- tiefen der Versuchsdosen kontrolliert werden. Mit Ausnahme kleiner, vorübergehender Verdunstungen an der Bodenoberfläche, war die Wasserverteilung im Boden homogen.

In Tabelle 2 ist als Beispiel die Wasserverteilung nach 70 Versuchstagen wiedergegeben.

24 Bestimmung der Bodendurchlüftung

Damit Pflanzen gut wachsen können, benötigen sie in der Regel einen gut durchlüfte- ten Wurzelraum. Gut durchlüftet soll heißen, daß die Wurzeln nachhaltig in genügender Menge neue Luft erhalten. Die Bodenluft ist ein Gasgemisch. Für das Wurzelwachstum ist es nicht die gesamte Bodenluft, sondern der darin enthaltene Sauerstoff, der eine entscheidende Rolle spielt. Ohne genügende Sauerstoffzufuhr im Boden können die meisten unserer Baumarten nicht befriedigend wachsen. Wenn man allgemein von Bodendurch- lüftung spricht, so denkt man zur Hauptsache, ohne es besonders zu erwähnen, an die

(6)

Tabelle 2 Wassergehalt in den Versuchsdosen nach 70 Versuchstagen

Wasser- Schichttiefe Wassergehalt in den Versuchsdosen der Probe-

Saug- _nahmen

0,0 °/o cKrilium• 0,02 °/o •Krilium• 0,2 °10 •Krilium•

spannung in der

(atü) Vesuchs-

P„ 1 P¹⁰ P„

1 Pw Pw ₁ Pw

<lose

Sollwert im Versuch Sollwert im Versuch Sollwert im Versuch

0- 2 cm 36,2 29,9 27,4

4- 6 cm 35,5 26,5 26,7

0,02

8- 10 cm 37,1 30,7 27,0

Gesamtprofil 36,7 36,3 29,0 29,0 27,5 27,0

0- 2cm 33,6 29,9 26,0

4-6cm 33,9 26,3 24,6

0,08

8- 10 cm 34,3 30,1 25,2

Gesamtprofil 33,6 33,9 27,0 28,8 24,9 25,3

0- 2 cm 32,9 26,4 25,0

4- 6cm 31,8 24,5 24,4

0,16

8- 10 cm 33,6 24,6 23,9

Gesamtprofil 31,9 32,8 25,0 25,2 24,3 24,4

Sauerstoffversorgung. Viele Pflanzenarten benötigen den SauertofI für die Wurzel- atmung.

Um Zusammenhänge zwischen der Sauerstoffversorgung und der Wurzelentwicklung zu finden, müssen jene Vorgänge im Boden untersucht werden, die quantitativ die Sauer- stoffzufuhr im Boden kontrollieren. Annähernd 9/10 des Sauerstoffes im Boden werden durch die Diffusion transportiert. Andere Vorgänge wie Luftdruckschwankungen, Tem- pcraturgradiente, Wind, Regen, wirken diskontinuierlich und machen nach Ba ver (] 956) zusammen nur ca.1/10 der gesamten Sauerstoffbewegung im Boden aus. Mit Hilfe der SauerstoHdiHusion können wir deshalb mit großer Annäherung die gesamte Sauerstoffzufuhr im Boden und damit die «Bodendurchlüftung» messen.

Penman (194.0) und Taylor (1949) haben gezeigt, daß zwischen der Sauerstoff- diffusion und der Bodenporosität ein linearer Zusammenhang besteht. Ran e y ( 1949, 1950) entwickelte eine im Felde und im Laboratorium anwendbare Methode, die Sauer-

$toffdiffusion im Boden zu messen: Ein unten mit einem Ventil versehenes Rohr wird im Boden in die gewünschte Bodentiefe gesteckt (Figur 3). Dieses Rohr (= Sonde) wird mit Stickstoff gefüllt. Das Ventil wird geöffnet und je nach Sondengröß.e läßt man 30 bis 90 Minuten diffundieren. Nach Ablauf dieser Zeit wird die Sonde geschlossen, an ein 02-Meßgerät angeschlossen und der Partialdruck des 02 im System gemessen. Aus diesem Werte kann die Diffusionsgeschwindigkeit im Boden, Db, berechnet werden.

(7)

Figur 3

Versuchsdose mit Diffusionssonde und Messchema

Voose ~ 1.1 lt

Umwälzpum e

~ •••••••■ ^- •••••••••L:

Versuchsdose Oz-Diffusionssonde Oz·Analysator

(PorHoldruclcmtssung>

Um eine für alle Messungen günstige Vergleichsgröße zu haben, werden die Sonden geeicht, indem ihre Diffusionsgeschwindigkeit in Luft, Dz, bestimmt wird.

Bildet man für jede Diffusionsmessung im Boden den Koeffizienten

F ,

D so erhält

l

man die für einen bestimmten Boden charakteristische relative Diffusionsgeschwindig- keit, bezogen auf die Diffusion in Luft. Dieser Koeffizient ist immer kleiner als 1,0. Je kleiner er ist, um so kleiner ist die Sauerstoffdiffusion im Boden.

Technisch gingen wir wie folgt vor: In 36 Versuchsdosen wurde je eine aus Plexi- glas speziell hergestellte Sonde seitlich eingesteckt ( Figur 3) . Der Boden wurde in die Dose eingepackt, und entsprechend den angestrebten Wassersaugspannungen bewässert.

Wie weiter oben beschrieben, wurden anschließend die Samen ausgesät. In unregel- mäßigen Abständen wurde die Sauerstoffdiffusion gemessen.

Lufttemperatur:

Relative Luftfeuchtigkeit:

Lichtstärke:

25 K.limakonditionierung min. 19,8° C; max. 23,2° C;

85%

+

95%

3000

±

100 Lux

Mittel 21,5° C

±

1,7°

Mittel 90 %

±

5 %

Lichtquellen: Philipps Leuchtröhren TL 40 W/33

=

1 TLF 40 W/33

=

2 TL 40 W/29 = 3 TLF 40 W/29

=

4

(8)

Reihenfolge der Röhren:

vom 5. 3.-30. 3. (26 Tage) : 2-2-3-l-2-3-1-2-3-2-1-3-l-l-4-2 vom 31. 3.-22. 5. (53 Tage): l-l-l-l-2-l-l-l-l-l-l-l-2-1-1-2

Versuchsanfang: 5. 3. 58; Versuchsende: 22. 5. 58; Versuchsdauer: 79 Tage; Tages- periode: 15 Stunden.

26 Versuchsanlage und Überwachung

Als Versuchsgefäße wählten wir verzinkte Blechdosen von ca. 1,1 ---,--- 1,2 Liter Nutz- inhalt, die mit einem seitlichen Stutzen zum Einführen der Diffusionssonde versehen waren (Figur 3). Die physikalischen Daten der Böden sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Maßgebend für die Anzahl der Wiederholungen war die Genauigkeit, mit der die Versuchsergebnisse geprüft werden. sollen. Wir nahmen an, daß Wuchsunterschiede von 25 % noch stichhaltig sein sollen. Pro Bodenstrukturform und Wassergehalt waren vier Versuchsdosen mit je 25 Fichtensamen notwendig. Wir hatten drei verschiedene Wassergehalte und drei verschiedene Bodenstrukturen. Bei je vier Wiederholungen be- nötigten wir zusammen 36 Versuchsdosen. Hinzu kamen 36 Dosen für die Wassergehalt- kontrollen, so daß total 72 Versuchsdosen nötig waren. Die Samen wurden vor der Saat mit «Ceretan»¹(30 g Samen / 0,2 g «Ceretan») trocken gebeizt, mit einer Schablone gesät und leicht dem Boden angedrückt. Um während des Versuches Keimlingskrank- heiten zu vermeiden, gaben wir jede Woche dem Wasser eine 0,4-%-Lösung «M 555»² bei.

Während des Versuches wurden alle Dosen tiiglich gewogen. Das durch Verdunstung entwichene Wasser wurde bis zum Sollwert mit einer Pipette auf die Bodenoberfläche gleichmäßig verteilt, wieder zugegeben. In der Regel mußten pro Tag 5-9 cm³Wasser nachgegeben werden.

Der Keimungsverlauf wurde verfolgt; gekeimt war ein Same, wenn die Keimwurzel die Samenschale durchbrochen hatte, und 1 mm lang war.

Die Längen der oberirdischen Teile wurden nur am V crsuchsende gemessen, da er- fahrungsgemäß die Unterschiede sehr klein sind.

Da der Nährstoffgehalt des Versuchsbodens genügte, wurde keine Nährlösung bei- gefügt.

Die Wurzellängen wurden erst am Versuchsende gemessen. Der Boden wurde aus der Dose genommen. Auf einem 2-mm-Sieb entfernte man mit einem feinen Wasserstrahl die an den Wurzeln haftende Erde. Im frischen Zustand erstellten wir von jedem Keim- ling eine Kontaktphoto im Maßstab 1 :1. Sie diente als Unterlage für die statistische Auswertung.

1 «Ceretan»: Hg-haltiges Saatbeizmittel der Fa. Bayer, IG-Farbenindustrie, Deutschland.

2 «M 555»: Dithiocarbamat (ZINEB), ein org. Fungizid der Fa. Maag in Dielsdorf.

(9)

27 Statistische Auswertung

Die Prüfung des Einflusses von Wassergehalt und Bodenstruktur auf das Keimlings- wachstum wurde mit Hilfe der Varianzanalyse mit lnteraction durchgeführt. Es wurde zuerst getrennt nach Gesamt-, Haupt- und Nebenwurzeln untersucht, ob die Bodenstruk- turveränderung sehr wesentlich vom Wassergehalt abhängig ist ( lnteraction). Je nach dem Ergebnis wurde die Varianzanalyse oder der t-Test zur weiteren Prüfung benützt.

3 Wachstum der Fichtenkeimlinge

31 Keimung und Keimlingsentwicklung

Die Keimfähigkeit des verwendeten Fichtensamens beträgt ca. 92

%

^{1 •}Aus Tabelle 3 ist zu erkennen, daß weder die Wassergehalte noch die Strukturunterschiede im Ver- suchsboden eine bedeutende Abschwächung der Samenkeimung verursachten, das Keim- prozent im Boden schwankt zwischen

~

^{89 und}

~

⁹⁶

^% ^.

Wasser- Saugspannung

atü

0,02 0,08 0,16

Anzahl der am Versuchsende noch lebenden Pßanzen in Abhängigkeit des Wassergehaltes und der Bodenstruktur

Ausgedrückt in °/oder ausgelegten Samen Tabelle 3

•Standard• 0,02 O/o «Krilium• 0,20 °/o •Krilium•

Lebend 1 st.?.b-en I Gekeimt Lebend I st.?,b-en I Gekeimt Lebend · 1 st.?.b~n I Gekeimt

41 58 99 76 17 93 59 37 96

1 Test mit Filterpapier in Petrischale nach 21 Tagen. Herkunft des Fichtensaatgutes: Schlattin- gen TG, Abt. Vorötzlen (Populationssaatgut, Dr. Surber).

(10)

32 Wurzelentwicklung

321 Mittlere Gesamtwurzellänge

Die zur Darstellung kommenden Wurzellängen sind Mittelwerte pro Pflanze am Ver- suchsende, berechnet aus der Summe der am Versuchsende noch lebenden Keimlinge

(Tabelle 4,). Die statistische Prüfung ergab, daß für die mittlere Gesamtwurzellänge pro Pflanze, die Bodenstruktur wesentlich vom Wassergehalt abhing (lnteraction) . Mittlere Trieb- und Wurzellängen (mm) pro lebende Pflanze am Versuchsende (79 Tage) Tabelle 4 als Funktion der Bodenstruktur und des Wassergehaltes

Wasser- ,Staodard•-Struktur mit 0,02'/o •Krilium•-Struktur mit 0,20°/o •Krilium•-Struktur Saug-

epan-

Pflan- 1 1 1 1 z. l Pflan- 1 1 1 1 z. 1 Pflan- 1 1 1 1 Z· 1 nung atü

::::i

0.T. H.W. S.W. S.W. T.L.

::;:j

0. T. H. W. S. W. S. W. T. L.

::::i

O. T. H. W. S. W. S. W. T. L.

0,020 10,25 33 65 89 9 154 19,00 37 llO 174 12 284 14,75 0,080 ll,00 35 88 99 ll 187 18,25 35 101 147 10 248 16,25 0,160 10,25 36 76 120 ll 197 19,25 36 93 140 9 233 10,50

O.T.

=

Oberirdischer Teil; H.W.

=

Hauptwurzel; S.W.

=

Seitenwurzel;

Z.S.W.

=

Zahl der Seitenwurzeln; T.L.

=

Gesamtwurzellänge (H.W.

+

S.W.)

38 85 195 13 280 36 101 207 13 308 36 102 212 14 313

Die Charakterisierung der Versuchsböden in bezug auf Wassergehalt, Wassersätti.- gungsgrad und Porenvolumen ist in Tabelle 1 zusammengestellt.

In Tabelle 5 wird in Gruppe I die Abhängigkeit der mittleren Gesamtwurzellänge vom Wassergehalt, aequivalent den Saugspannungen 0,020 atü, 0,080 atü und 0,160 atü untersucht. Je höher die Saugspannung ist, um so kleiner ist der Wassergehalt. Im Boden mit «Standard»-Struktur sind die mit kleiner werdendem Wassergehalt zunehmenden Wurzellängen mit Wahrscheinlichkeiten von weniger als 80 % vom Wassergehalt ab- hängig. Dieselbe Beobachtung gilt für di.e Bodenstruktur mit 0,20

%

«Krilium»-Zusatz.

Im Boden mit 0,02

%

«Krilium»-Zusatz nimmt mit kleiner werdendem Wassergehalt die Wurzellänge ab. Da in diesem Feuchtigkeitsbereich di.e Wasserversorgung für die Pflanze genügt und da die Bodendurchlüftung bei abnehmendem Wassergehalt relativ besser wird, ist diese Erscheinung vorläufig schwer erklärbar.

In Tabelle 5 wird in Gruppe II das Gesamtwurzelwachstum als Funktion der Boden- struktur dargestellt. Zu diesem Vergleich wurden die Wassergehalte wieder mit Saug- spannungen von 0,020 atü, 0,080 atü und 0,160 atü konstant gehalten. Bei allen Wasser- gehalten (Ausnahme teilweise bei 0,020 atü) wurde eine starke Abhängigkeit der Wur- zellänge von der Bodenstruktur beobachtet. Dieses Ergebnis zeigt eindrücklich, wie bei gleichbleibender Wasserbindung im Boden ( gleiche Verwertbarkeit des Bodenwassers), der Luftporenanteil auf das Gesamtwurzelwachstum einen entscheidenden Einfluß hat (vgl. Richard, 1955). Je luftporenreicher der Versuchsboden war, je besser war die

(11)

Varianzanalyse der mittleren Gesamtwnrzellänge (mm)

pro lebende Pflanze am Versnchsende (79 Tage) als Fnnktion der Wasser-Saugspannung und der Bodenstruktur-Veränderung durch •Krilium• Tabelle5

Gruppe I k=4; n=2 Gruppe II

•Kri- Mittlere Gesamtwurzellänge lium•- pro Pflanze (mm) bei Zusatz

1 1

0/o 0-02 atü 0,08 ^atü 0,16 ^atü

Wasser- Mittlere Gesamtwurzellänge

Saug- pro Pflanze (mm) bei

spannung

atü 0,0 °/o 1 0,02 .,. 1 0,20 °/o

•Standard• •Krilium• •Krilium•

~x/k ^154,0

1

187,0

1

196,8 ~x/k ^154,0

1

284,3

1

280,0 - - -

0,0 1- 0 - 1 ^0,02 1-H*-I

•Stand-

0 1

ard• 1- - * * - -I

1- 0 - 1 1- 0-1

~x/k ^284,3

1

248,0

1

233,0 ~x/k ^187,0

1

248,0

1

308,5

0,02 1-***-I ^0,08 1-**-I

1- - * * * - -I l- - * * * - - -1

1-**-1 1-***-I

~x/k ^280,0

1

308,5

1

313,3 ~x/k ^196,8

1

233,0

1

313,3

0,20 1- 0- 1 ^0,16 1-**-I

0 1 1- - * * *- -I

1- 0-1 1-** - 1

Legende: F = 1% =

***

^X ⁼Mittlere Gesamtwurzellänge (mm) pro Dose

= 5% =

**

= 10 % = *

~ x /

^{k =}Mittlere Gesamtwurzellänge(mm), berechnet aus dem

= 20 % = + Mittel pro Dose am Versuchsende

>

^{20 %}⁼ ⁰

Wurzelentwicklung. Die Wurzellängen als Funktion der Bodenstruktur verhalten sich, bezogen auf den «Standard»-Boden, wie folgt:

Wassergehalt entsprechend

0,020 atü 0,080 atü 0,160 atü

•Standard•- 0,020 ^°/o^{•Krilium•-}

Struktur Struktur

1

~

^1,8

%

0,0

•Stand- ard•

0,02

0,20

Varianzanalyse der mittleren Hauptwurzellänge (mm) pro lebende Pflanze am Versuchsende (79 Tage) als Funktion der Wasser-Saugspannung und der

Bodenstrukturveränderung durch «Krilium•

Gruppe I k=4;n=2 Gruppe II

Mittlere Hauptwurzellänge

pro Pflanze (mm) bei Wasser- Mittlere lfauptwurzellänge

Saug- pro Pflanze (mm) bei

1 1

0,02 atü 0,08 atü 0,16 atü

spannung

atü 0,0°/o 1 0,02°/o f 0,20'/o

•Standard• •Krilium» •Krilium•

2x/k ^65,0

1

87,3

1

76,3 2x/k ^65,0

1

109,8

1

85,0

- - - ^{- - -}

l- * -1 ^0,02 l-***-1

h 1 1- - * - -1

1- 0 -1 1-*** -1

2x/k ^109,8

1

100,8

1

93,3 - - -

2xjk ^87,3

1

100,8

1

101,0

l- * -1 ^0,08 l- * -1

l- - * * - - 1 1- - * - -1

l-**-1 1- 0 -1

2:x/k ^85,0

1

101,0

1

101,5 '2x/lc

- - - 76,3

1

93,3

1

101,5

l -**-1 ^0,16 l- + -1

1- - -**- - -: 1- - * - -1

1- 0- I l- + -1

20% 0

In Tabelle 6 wird in Gruppe I die mittlere Gesamtwurzellänge als Funktion der Was- sersaugspannung und damit des Wassergehaltes dargestellt: Im «Standard»-Boden nimmt die Hauptwurzellänge bei Steigerung der Wassersaugspannung von 0,020 atü auf 0,080 atü (aequivalent einer Abnahme der Wassersättigung um 9

%,

Tabelle 1) um 22,3 mm ab. Diese Abnahme ist mit einer Wahrscheinlichkeit von 90

%

von der Wasserabnahme abhängig. Die übrigen Differenzen in den Wurzellängen stehen mit weniger als 80

%

Wahrscheinlichkeit im Zusammenhang mit der Wassergehaltsänderung.

Im Boden mit 0,020

%

«Krilium»-Zusatz nimmt mit steigender Wassersaugspan- nung die Wurzellänge ab. Die Wahrscheinlichkeit des Zusammenhanges zwischen diesen beiden Größen beträgt 90-95

% .

Es ist im Augenblick schwierig zu erklären, weshalb hier bei steigender Saugspannung (abnehmendem Wassergehalt) die Hauptwurzel- menge abgenommen hat.

(13)

Im Boden mit 0,20 % «Krilium»-Zusatz nimmt die Wurzellänge mit steigender Was- sersaugspannung von 0,020 atü auf 0,080 atü stark, dagegen von 0,080 atü auf 0,160 atü kaum mehr zu: im Bereiche niederer Saugspannung, d. h. bei höheren Wassergehalten (Tabelle 1) ist die Zunahme der Hauptwurzelmenge mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % von jener abhängig. Dagegen hat die Erhöhung der Saugspannung von 0,080 atü auf 0,160 atü den Wassersättigungsgrad nur um 1 %, d. h. von 46 % auf 45 % redu- ziert. Dies ist wohl der Grund, weshalb sich die Wurzellänge parallel zur Drucksteigerung nicht verändert hat; es sind praktisch auch keine Xnderungen im Wasser- und Luftgehalt des Bodens eingetreten.

In Gruppe II der Tabelle 6 ist die Abhängigkeit der Hauptwutzellänge von der Boden- struktur dargestellt: Bei einem Wassergehalt aequivalent 0,020 atü kommt der Struktur- einfluß besonders zur Geltung; im Versuchsboden mit «Krilium»-Struktur konnten sich die Hauptwurzeln in einem Porenraum mit wesentlich mehr luftführenden Grobporen entwickeln als im «Standard». Die etwas kleinere Wurzellänge im Boden mit 0,20 %

«Krilium»-Struktur ist im Augenblick schwer zu erklären.

Aber auch bei Wassergehalten aequivalent den Saugspannungen von 0,080 atü und 0,160 atü sind die Wurzellängen im luftporenreicheren Boden mit «Krilium»-Struktur größer geworden. Auch hier ist auffallend, wie der Sprung von der ungünstigen «Stan- dard»-Struktur zur günstigen 0,020 %-«Krilium»-Struktur wesentlich größer ist, als von der 0,02 %· zur 0,20 %-«Krilium»-Struktur. Durch die Erhöhung der «Krilium»•

Konzentration von 0,02 % auf 0,20 % konnte für diesen Fall keine wesentlich günstigere Bodenstruktur geschaffen werden. Bezogen auf die Wurzellänge im Boden mit «Stan- dard»-Struktur verhalten sich die relativen Wurzellängen im Boden mit «Krilium»·

Struktur wie folgt:

Wassergehalt entsprechend

0,020 atü 0,080 atü 0,160 atü

•Standard•· 0,020 °/o •Krilium•·

Struktur Struktur

1

~

^1,7

1

~

^1,2

1

~

^1,2

323 Mittlere Seitenwurzellängen

0,20

• t • •

^Krilium•-

1

Struktur mit 0;02 ⁶/p •Krilium•-Zusatz

~

^1,8

Struktur mit 0,20 ⁶/o •Krilium•-Zusatz

~2

(14)

Fjgur 4-

Haupt-, Seiten-, Gesamtwurzellängen in mm und Anzahl Seitenwurzeln repräsentativer Fichtenkeimlinge als Funktion der Wasser-Saugspannung ( atü)

und der Strukturveränderung durch «Krilium»

0,0% «Krilium»-Zusntz «Standard»

0,20 % •Krlllum•-Zusatz

Bild 7 mit 0,02 atü Bild 8 mit 0,08 atü Bild 9 mit 0,16 atü HW

I

^sw^j^Anz.

1

^GW ^HW

I

^sw

I

^Anz.

l

^GW ^HW

1

^sw

l11w l

^GW

mm mm SW mm mm mm SW mm mm mm mm

Berechnet 86,0 199,6 ~ 14 285,6 100,6 207,6 ~ 13 308,2 100,6 204,4 ~ 14 305,0 im Bild 89 217 12 306 101 210 13 3ll 100 238 13 338

HW = Hauptwurzeln; SW = Seitenwurzeln; Anz. SW = Anzahl Seitenwurzeln

>

3 mm;

GW = Gesamtwurzellängen; Berechnet= Mittel aus den am Versuchsende lebenden Keimlingen.

(15)

Figur4

(16)

t-Test der mittleren Seitenwurzellängen (mm) pro lebende Pflanze am Versuchsende (79 Tage), als Funktion der Bodenstrukturveränderung

durch •Krilium•-Zusatz

(Keine Interaction zwischen Wassergeh!Llt/Bodenstruktur) Struktur des Versuchsbodens

mit 0,20 •to

Tabelle 7

«Standard•

1

mit 0,02 °/o

cKrilium•·Zueatz 1 •Krilium••Zusatz

mittlere Seiten-

wurzellänge pro 103 184 204

Pßanze(mm)

=

11)

=

3,106

Die Beobachtung, daß für die mittleren Seitenwurzellängen keine wesentliche Ab- hängigkeit der Bodenstruktur vom Wassergehalt existiert, kann bis zu einem gewissen Grade aus dem Verlauf der Sorptionskurven (Figur 2) erklärt werden: im Bereich der angewendeten Saugspannungen von 0,020 atü, 0,080 atü und 0,160 atü verlaufen die Kurven verhältnismäßig steil. Das heißt, daß zwischen den gewählten Saugspannungen nur kleine Wassergehaltsunterschiede vorhanden sind. Damit ist auch keine große Ver- mehrung der Luftporen eingetreten, die sich auf das Wachstum gewisser Wurzelpartien eventuell hätte günstig auswirken können.

33 Höhenwachstum

Wie schon in einem früheren Versuch (Richard, Chausson und Surber, 1958) beobachtet wurde, ist bei unseren Versuchsbedingungen und bei der angewendeten Ver- suchszeit das Höhenwachstum praktisch überall gleich. Eine Tendenz zeichnet sich aber ab: der «Standard»-Boden, mit einem Wassergehalt aequivalent 0,020 atü Saugspan•

nung, war im Versuch am schlechtesten durchlüftet. Die mittlere Keimlingshöhe ist hier deutlich kleiner, als unter allen übrigen Versuchsbedingungen (Ausnahme bei 0,160 atü) (Tabelle 4).

34 Repräsentative Fichtenkeimlinge

In Ergänzung der zahlenmäßigen Prüfung des Wachstumsverlaufes der Fichten- keimlinge ist in Figur 4 für jede Bodenbehandlungsart eine Pflanze mit repräsentativer Trieblänge bzw. Gesamt-, Haupt- und Nebenwurzellänge aus der Summe aller Einzel-1

messungen ermittelt worden. fm Text zu Figur 4 erscheinen die Zahlen sub «berechnet».

.

(17)

Aus allen am Versuchsende aufgenommenen Keimlingen wurde ferner für jede Behand- lungsart jene repräsentative Einzelpflanze herausgenommen und abgebildet, die in ihrer äußeren Morphologie dem errechneten Mittel am nächsten kommt. Im Text zu Figur 4 erscheinen die Zahlen sub «im Bild».

4 Bodendurchlüftung

Wie im Abschnitt 2 erklärt wurde, bestimmen wir die Bodendurchlüftung mit Hilfe der Sauerstoffdiffusion. lm Text, in Tabellen und in Figuren kommt aber die auf die atmosphärische Luft bezogene relative Sauerstoffdiffusion im Boden zur Diskussion und Darstellung (Abschnitt 2).

In unregelmäßigen Zeitabständen wurde die Bodendurchlüftung in allen Versuchs- dosen kontrolliert. Theoretisch sollte pro Wassergehalt und pro Strukturform die Durch- lüftung, mindestens so lange die Wurzeln sich noch nicht entwickelt haben, konstant blei- ben. Aus Tabelle 8 ersehen wir aber, daß in der Regel parallel der Zunahme der Anzahl Versuchstage die Bodendurchlüftung abnahm. Im Boden mit «Standard»-Struktur war die Abnahme deutlich kleiner als in den Böden mit «Krilium»-Struktur. Absolut be- trachtet ist die Abnahme nicht groß, sie beeinflußte den Verlauf des Versuches nicht.

Wir vermuten, daß sie zur Hauptsache auf eine gegen das Versuchsende hin sich auswir- kende schwache Zunahme der Bodendichte zurückzuführen ist. Die Versuchsböden, was vor allem für die mit «Krilium» behandelten zutrifft, haben sich vermutlich nach Zu- fügen des Wassers leicht verdichtet. Nach erfolgter Wurzelentwicklung kommt zudem der Sauerstoffverbrauch des Wurzelsystems hinzu. über die Größenordnung dieses Kon- sums können wir im Augenblick nichts aussagen.

Die Bodendurchlüftung als Funktion des Wassergehaltes (Saugspannung)

Tabelle8 und der Struktur («Krilium•-Beimischung)

Wasser- Bodendurchlüftung Db / Dt

Saug·

epannung l*

1

21

1

28

1

46

1

63 1 78

1

Mittel

1 1

«Standard»-Struktur

0,020 0,03 0,07 0,06 0,08 0,07 0,06 0,06

0,080 0,09 0,13 0,14 0,09 0,11 0,10 0,11

0,160 0,15 0,13 0,12 0,10 0,11 0,09 0,12

0,02 °/o «Krilium»-Struktur

0,020 0,74 0,54 0,75 0,62 0,62 0,62 0,65

0,080 0,75 0,63 0,71 0,59 0,57 0,50 0,62

0,160 0,80 0,59 0,58 0,57 0,55 0,52 0,60

0,20 °/o «Krilium»-Struktur

0,020 0,77 0,60 0,61 0,53 0,64 0,52 0,61

0,080 0,80 0,65 0,62 0,63 0,73 0,71 0,69

0,160 0,80 0,71 0,76 0,61 0,71 0,56 0,69

* Anzahl Versuchstage

(18)

n;:

Oh

1.00 .9 .8 . '1

.s

.5

.4

.a .2 .1

Figur5

Bodendurch/üftung~ ::--_,_ol._s_Fi._un_k_h_'on_de_s Wassergehaltes und der Sfruldur.

---

Q20% "Krilium'~Struktur

-·-·-·-·-·-·

^0.02% ^" ^"

__,.4---;,Stondord-Struktur

0.02 0.08 · 0.180 atü.

Wosser.sau9spannun9

Die mittleren Durchlüftungswerte sind in Tabelle 8 und in Figur 5 zusammengestellt.

Der «Standard»-Boden ist sehr schlecht durchlüftet; der Koeffizient DiD1 ist bei allen Wassergehalten

~

0,1, d. h. die Sauerstoffdiffusion ist

~

lümal kleiner als in atmo- sphärischer Luft. Der Koeffizient Di Dz stieg durch 0,02 % «Krilium»-Zusatz auf 0,60-:- 0,65; durch 0,20 % «Krilium»-Zusatz auf 0,61-:- 0,69. Durch Veränderung der Bodenstruktur mit 0,02 % bzw. 0,20 % «Krilium», ist die Durchlüftung also wesentlich verbessert worden.

Es sei bemerkt, daß die entscheidende Erhöhung der Bodendurchlüftung durch die 0,020 %-«Krilium»-Zugabe erfolgte; während die lümal größere «Krilium»-Konzentra- tion von 0,20 % keine wesentliche, nochmalige Verbesserung erwirkte. Im Boden mit 0,02 % «Krilium»-Zusatz nimmt auffallenderweise die Bodendurchlüftung mit abnehmendem Wassergehalt leicht ab. Diese Anomalie ist möglicherweise auf die im Verlaufe des Versuches erfolgte kleine Zunahme der Bodendichte und auf die damit verbundene Abnahme der Grobporen zurückzuführen (siehe weiter oben).

Unser Versuch geht vom sogenannten «Standard»-Boden aus, der an sich und besonders beim höchsten Wassersättigungsgrad (aequivalent 0,020 atü) besonders schlecht durchlüftet ist. Die Ergebnisse haben gezeigt, daß im «Standard»-Boden der Luftporen-

(19)

Figur 6

Regression, Bodendurchlüflung / Hauptwurzellänge

r=

42x +7l70 b= 42mm

50

100

,9 ₀

50 0

0-+---ir----.--.--... -,---,---.----,----J .10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 .80 X

~ • Relative Bodendurchlüflung

Figur 7

Regression, Bodendurch/üffung / 6esomtwurzel!änge y = 186 X + 159.11

b= 186mm

50

200

50

100 +----.--....---..---r---ir----.--r---r--'

.10 .20 .30 .40 .50 .60 .70 .80 X

t ·

Relative Bodendurch/üftung anteil besonders durch Zugabe kleiner «Kriliurn»-Mengen und in der Regel auch durch Verkleinerung des Wassergehaltes, erhöht werden konnte.

Für uns ist aber die Frage wichtig, wie hat die Zunahme der Bodendurchlüftung an sich, d. h. unbekümmert, ob sie durch die Abnahme des Wassergehaltes oder durch die Strukturverbesserung verursacht wurde, auf das Wurzelwachstum eingewirkt. Um diesen Einfluß zu prüfen, untersuchteri wir mit Hilfe der Regressionsberechnung, ob die Durchlüftung des Bodens einen wesentlichen Einfluß auf die Entwicklung der Haupt- wurzeln und der Gesamtwurzeln gehabt hat oder nicht.

In Figur 6 ist die Regressionsgerade für die Beziehung Hauptwurzellänge/Boden- durchlüftung dargestellt. Die Steigung «b» der Regressionsgeraden beträgt 42 mm; wir stellen eine deutliche Abhängigkeit der Hauptwurzellänge von der Bodendurchlüftung fest; durch Zunahme der Bodendurchlüftung hat in unserer Versuchsanlage die Haupt- wurzelbildung zugenommen.

In Figur 7 ist die Regressionsgerade für die Beziehung Gesamtwurzellänge/Boden- durchlüftung dargestellt. Die Steigung der Regressionsgeraden beträgt b = 186 mm; wir beobachten auch wieder eine deutliche Abhängigkeit der Gesamtwurzellänge von der Bodendurchlüftung. Durch Zunahme aer Bodendurchlüftung ist die gesamte Wurzel- bildung stark vergrößert worden.

In beiden Regressionsgeraden fällt auf, wie die Wertpaare «Wurzellänge/Bodendurch- lüftung» in zwei Gruppen vorkommen. In der Mitte der Geraden sind keine Punkte ge-

(20)

messen worden. Dieser Umstand steht mit der Strukturverbesserung durch «Krilium»- Zusatz im Zusammenhang: die Zunahme an Grobporen erfolgte sprunghaft so, daß für eine «mittlere» Bodendurchlüftung kein Versuchsboden zur Verfügung stand. Deshalb findet man längs der Mittelstrecke der Regressionsgeraden keine Meßpunkte.

Untersuchen wir für beide Regressionsgeraden, ob ihre Steigung «b» wesentlich von 0 abweiche, so erhalten wir mit Hilfe des t-Testes folgende Ergebnisse:

- für die Regressionsgerade Hauptwurzelmenge/Bodendurchlüftung b/ Sb = t = 5,48 berechnet •

Nach der Tabelle für 34 Freiheitsgrade.t₀₀₁= 2,724

- für die Regressionsgerade Gesamtwurzel~enge/Bodendurchlüftung b/Sb = t = 7,69 berechnet

Nach der Tabelle für 34 Freiheitsgrade t0,01 = 2,724

Die Bodendurchlüftung, gemessen mit der Sauerstoffdiffusion, hat mit einer Wahr- scheinlichkeit von mehr als 99

%

einen wesentlichen Einfluß auf das Wachstum der Hauptwurzeln und der Gesamtwurzeln gehabt.

5 Folgerungen

In undurchlässigen Böden wirkt der Wasser- und Luftgehalt für die Pflanze oft wachstumsp.emmend. Ausgehend von ungünstiger Bodendurchlüftung, die wir durch schlechte Bodenstruktur und hohen Wassergehalt erzeugten, wird in vorliegender Arbeit geprüft, ob und in welchem Maß das Wachstum von Fichtenkeimlingen durch Erhöhung der Bodendurchlüftung verbessert werden kann. Die Verbesserung der Durchlüftung wird durch Verkleinerung des Wassergehaltes und durch Erhöhung des Grobporen- anteils im Boden erwirkt. Im Versuch kommen drei verschiedene Wassergehalte und drei verschiedene Strukturformen vor:

- Die Wassergehalte werden durch Wassersaugspannungen charakterisiert ( 0,020 atü, 0,080 atü, 0,160 atü). Die niedrigste Saugspannung entspricht einem hohen Wasser- sättigungsgrad im Boden, während die höheren Saugspannungen kleineren Sätti- gungsgraden entsprechen.

- Die Strukturveränderung, d. h. die Grobporenvermehrung des Bodens erfolgt durch Zugabe von 0,02

%

und 0,20

%

«Krilium». Es stehen für den Versuch zur Verfügung:

der grobporenarme «Standard»-Boden ( «Zugerberg III»); der grobporenreichere Boden mit 0,02

%

bzw. mit 0,20

%

«Krilium»-Zusatz.

Als Versuchspflanze wählten wir die Fichte. Sie ist für unsere vernäßten Waldböden eine besonders wichtige Baumart. Ihr Luft- und Wasseransprüche an den Boden werden hier untersucht.

Das Keimprozent der Samen auf den Versuchsböden ist weder durch die Wasser- gehalte noch durch die Strukturunterschiede entscheidend beeinflußt worden; es ist praktisch gleich groß wie die Keimfähigkeit des Samens.

(21)

Die mittlere Gesamtwurzellänge pro Pflanze ist durch Erhöhung des Grobporenanteils wesentlich vergrößert worden. Die Strukturverbesserung des «Standard»-Bodens hat sich für die Wurzelentwicklung günstig ausgewirkt. Die Abnahme des Wassergehaltes hat die Wurzelbildung ebenfalls deutlich, aber mit schwächerer Stichhaltigkeit be- einflußt.

Die mittlere Hauptwurzellänge pro Pflanze war im «Standard»-Boden sehr wenig, in den Böden mit «Krilium»-Struktur dagegen stärker vom Wassergehalt abhängig: mit abnehmendem Wassergehalt sind die Wurzeln länger geworden. Der günstige Einfluß einer grobporenreichen Bodenstruktur auf die Wurzelmenge kam besonders bei hohem Wassergehalt, d. h. bei niedriger Saugspannung zum Ausdruck. Das hat zur Folge, daß bei Böden mit hohem und für das Pflanzenwachstum ungünstigem Wassergehalt, durch Verbesserung der Bodenstruktur günstigere Wachstumsbedingungen geschaffen werden, als allein durch Wasserentzug. In der Praxis ist es aber so, daß z. B. durch Bodenentwäs- serung primär auch nur der Wassergehalt verkleinert wird. Als unmittelbare Folgen davon gelangt aber mehr Luft in den Boden. Ferner wird die Frostwechselwirkung er- höht und die periodische Austrocknung wird begünstigt. Durch die kombinierte Wirkung dieser Vorgänge erhält der Boden mit der Zeit eine grobporen- und damit luftreichere Struktur. Eine indirekte strukturverbessernde Wirkung des Wasserentzuges kann in sol- chen Fällen erwartet werden.

Durch die Bestimmung der Sauerstoffdiffusion kann die Bodendurchlüftung mit gro- ßer Annäherung quantitativ gemessen werden. Es wird eine im Laboratorium und im Felde verwendbare Methode beschrieben.

Innerhalb der Versuchsbedingungen besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Bodendurchlüftung und Wurzelentwicklung. Ausgehend von einem schlecht durchlüfte- ten Boden konnte durch Erhöhung der Bodendurchlüftung das Wurzelwachstum verbessert werden. Quantitativ wird angegeben, durch welche W assergehaltsabI).ahmen und durch welche Vergrößerung des Luftporenanteils im Boden diese Verbesserung mög- lich ist.

De l'influence de la teneur en eau et en air du sol sur le developpement des brins d' epicea

(Resume}

Partant d'un sol forestier mal aere du type «Zugerbcrg III» on a cherche

a

etablir l'influence de l'amelioration de la stmcture et de la diminzition de la teneur en eau sur le developpement des brins d' epicea.

La methode employee

a

cet effet consiste

a

caracteriser la teneur en eau par differentes tensions de succions et la structure par le mesurage de la grosseur des pores.

Le developpement des racines est moins influence par la diminution de la teneur en eau que par l' amelioration de la structure du sol.

(22)

On a constaJ,e une correlation directe entre l' augmentation de l' aeration du sol et le developpement de tout le systeme radiculaire, respectivement de la racine principale.

Circa l'influsso del contenuto di acqua e di aria nel terreno sulla crescita delle piantine di abete rosso nel semenzaio

( Riassunto)

L'influsso del miglioramento della struttura e della sottrazione di acqua sulla crescita di piantine di abete rosso nel semenzaio viene indagato partendo da un terreno male•

aerato, del tipo «Zugerberg III».

Si procede metodicamente nel senso ehe il contenuto di acqua viene caratterizzato da definite tensioni assorbenti e la struttura dalla misurazione della ripartizione delta gran- dezza dei pori nel terreno.

Diminuendo il contenuto di acqua non si e potuto f avorire l' accrescimento delle radici in modo paragonabile a quello ottenuto con il miglioramento della struttura del terreno.

N ell' ambito dell'impianto sperimentale e stata constatata una correlazione diretta tra aumento dell' aerazione del terreno e accrescimento totale, rispettivamente della radice principale.

The influence of water-content and aeration in soil on the growth of spruce seedlings

(Summary)

An imperfectly aerated forest soil of the «Zugerberg III» - type was used in the experiment.

The influence of structure-improvement and drainage on root and shoot growth resp. are studied ( see table 1).

W ater content of the soil is controlled by definite water tensions (0.020 atü, 0.080 atü and 0.160 atü resp.). Structure is characterized by determination of pore size distribution

(see figure 2).

Root development is only slightly in/ luenced by increasing water-tension ( see tables 5 and 6). lt is assumed that this is due to the steep slope of the sorption curve in the range concerned (see figure 2).

Structure change, i. e. increase in noncapillary pores has a greater influence on the root growth (see figure 4).

By calculating regression, we found signif icant correlation between soil aereation and root growth ( see table 4, figures 5, 6 and 7).

Aeration has been measured by W.A.Raney's 02 - diffusion chambers (see table 8, figures 5, 6 and 7).

Wasser- und Luftgehaltes im Boden auf das Wachstum von Fichtenkeimlingen

Über den Einfhm des