auf die Porositätsveränderung von Ton-Staub- und Sandböden

Oxf.: 114. 14

Über die künstliche Veränderung physikalischer Bodenfaktoren

Von Felix Richard und Jean-Samuel Chausson Schweizerische Anstalt für das forstliche Versuchswesen

INHALTSVERZEICHNIS

Seite

1 D.ie Bedeutung der Porosität für den Wasser- und Lufthaushalt im Boden 1 2 Der Einfluß von Krilium auf die Porositätsveränderung von Ton-Staub-

und Sandböden 2

21 Wahl der Versuchsböden 4

22 Vorbereitung der Bodenproben

23 Die Veränderung der Porengrößenverteilung (Sorptionskurve) 5

24 Die Veränderung der Aggregatgrößen . 11

241 Aggregatveränderung als Funktion der Bodentextur . 11 242 Aggregatveränderung als Funktion des Säuregrades im Boden 17 25 Die Veränderung der gesättigten Wasserdurchlässigkeit 20

3 Folgerungen 23

4 Zusammenfassungen 5 Literaturverzeichnis

1 Die Bedeutung der Porosität für den Wasser- und Lufthaushalt im Boden

25 31

Auch bei genügender Nährstoffversorgung ist im Boden ein normales Pflanzenwachs- tum in der Regel nur dann möglich, wenn die Struktur ein tiefgründiges, allseitiges Wur- zelwachstum erlaubt.

Eigenschaften, die eine günstige Bodenstruktur schaffen, sind: Lockerheit, genügende Durchlüftung (Wurzelatmung), normale Durchlässigkeit, hinreichende Wasserversor- gung, keine wasserstauende Bodenschichten und hohe Krümelstabilität.

In der Schweiz sind schlechte Bodenstrukturen in der Regel auf zu hohe Boden - dichte zu kleine Wasserpermeabilität (Wasserstau) und mangelhafte Durch- 1 ü f tun g zurückzuführen. Solche Zustände findet man besonders in ton- und staubrei- chen Böden der Bündnerschiefer-Flysch- und Rißmoränegebiete.

Die Dichte, die W asserpermeabilität und die Durchlüftung eines Bodens sind vom Po- renvolumen und ganz besonders von der Poren g r Ö ß e n ver t e i 1 u n g abhängig. Je kleiner das Porenvolumen und je kleiner die Anzahl der sogenannten Grobporen sind (Richard 1955), um so schlechter ist die Bodendurchlüftung, da ein zu großer Anteil des Porenvolumens ständig mit Wasser gefüllt ist.

1

In einer früheren Arbeit (Richard 1956) ist dargestellt worden, wie die beschrie- benen ungünstigen Struktureigenschaften des Bodens das Keimlingswachstum hemmen, die Bodenerosion beschleunigen und die Bodenverkrusti:ing erhöhen. Am gleichen Ort wurde mitgeteilt, wie in jüngster Zeit künstlich hergestellte Verbindungen (Bodenkondi- tionierungsmittel) zum Verkauf gelangten, die in kleinen Mengen verdichteten Ton- und Staubböden beigemischt, unter bestimmten Voraussetzungen eine beträchtliche Struktur- verbesserung erzeugen.

In dieser Arbeit untersuchen wir die Wirkung von Krilium ^{1 (} ein Abkömmling der VAMA-Gruppe [vgl.Richard 1956]) auf die Veränderung des Porenvolumens, der Porengrößenverteilung, der Aggregatgrößen, der Aggregatfestigkeit und der gesättigten W asserpermeabilität. Gelingt es, mit Konditionierungsmitteln diese Bodeneigenschaften so zu verändern, daß für das Pflanzenwachstum günstigere physikalische Bedingungen geschaffen werden, so können in vielen Pflanzgärten, Aufforstungen und Verbauungen in wesentlich kürzerer Zeit als bisher bessere Wuchserfolge erzielt werden.

Bodenkonditionierungsmittel haben in der Bodenkunde auch rein wissenschaftliche Bedeutung. Da nur geringe Mengen nötig sind, um die Struktureigenschaften bestimmter Böden grundlegend zu verändern, ohne dabei den Chemismus zu beeinflussen, sind diese Substanzen für zahlreiche bodenphysikalische und ökologische Experimente sehr gut ge- eignet.

2 Der Einßufi von Krilium

auf die Porositätsveränderung von Ton-Staub- und Sandböden

21 Wahl der Versuchsböden

Damit die Versuche grundlegende,Bedeutung erhalten, wählten wir in verschiedenen Gebieten der Schweiz neutrale und saure Ton-Staub- und Sandböden aus. Durch diese Auswahl wird es möglich, die Wirkung von Krilium auf die Strukturveränderung von Böden mit verschiedener Korngrößenzusammensetzung und verschiedenem Säuregrad zu studieren.

Um die strukturverbessernde Wirkung des Humus so viel als möglich auszuschalten, wurden bei der Probenahme praktisch humusfreie Mineralerdehorizonte ausgesucht. Der Humusgehalt der Versuchsböden ist in Tabelle 1 zusammengestellt (Methode W a 1 k 1 e y und B 1 a c k in Pipe r 1950) . Der hohe Humusgehalt des Bodens « Fopp » ist wie folgt zu erklären: Die Bodenprobe stammt aus dem Anreicherungshorizont eines vor der im

1 « K r i 1 i u m , F o r m u 1 a t i o n 6 » ist ein Produkt der Monsanto Chemical Company, St. Louis, Mo., USA. Der Handelsname «Kr i 1 i um, Form u 1 a t i o n 6 » wird in vorlie- gender Arbeit nur zur Identifikation des Produktes verwendet. Das will nicht heißen, daß Kri•

lium anderen Handelsprodukten gleicher oder ähnlicher Zusammensetzung vorzuziehen sei.

Jahre 1956 durchgeführten Versuchsaufforstung als Mahdwiese bewirtschafteten Eisen- podsol-Bodens. Das Gebiet war früher mit Wald bestockt. Der Humus im B-Horizont ist zum Teil auf die ehemals unter Wald erfolgte Eisensol-Einschwemmung, zum Teil aber auch auf die durch die Mahdwiese erhöhte biologische Durchmischung der Bodenhori- zonte zurückzuführen. Im gewachsenen Boden war es nicht möglich, humusärmere Pro- ben zu entnehmen.

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Kohlenstoff- und Humusgehalt der Versuchsböden (nach Walkley und Black) Tabelle 1

Versuchsboden 1

C-Gehalt 1

Humusgehalt 1 (g C/100 g Bo) (g/lOOgBo) pH

•Zugerberg• 0,27 0,47 7,0

•Fort l• 0,46 0,80 7,3

«Kühstelli• 0,42 0,73 4,4

•Fopp• 2,64 4,28 5,6

Figur 1

Korngrössenanalyse

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10 100 1000 2000

Te//chendurchmesser, µ

Zur Untersuchung gelangten folgende Böden:

1. «Zugerberg», ein karbonatfreier, staubig-toniger Lehm (36% Ton, 48%

Staub, 16

%

Sand), pH 7,0, mit starker Verdichtungstendenz.

2. «Fort l», ein karbonathaltiger neutraler Staublehm (8% Ton, 71% Staub, 21

%

Sand), pH 7 ,3, mit sehr schwacher Aggregierung.

3

Figur 2

100

Fraktionen

SAND ; ,, 2.0 - 0.05 mm STAUS : p 0.05 - 0.002 mm

TON · ~ ( 0.002mm

95 l00

3. « K üh s telli», ein saurer Staublehm (18

%

Ton, 49

%

Staub, 33

%

Sand) pH 4,,4, mit starker Verdichtungstendenz.

4. «Fopp», ein saurer, sandiger Lehm der Versuchsaufforstung in Davos ( 11 % Ton, 17

%

Staub, 72

%

Sand), pH 5,6

Die Korngrößenzusammensetzung wurde mit Aräometern bestimmt, die Resultate sind in Figur 1 zusammengestellt. Die Benennung der Bodenarten erfolgte nach dem in Fi- gur 2 wiedergegebenen Korngrößenverteilungsdreieck.

22 V orhereitung der Bodenprobe

Zur Untersuchung verwendeLen wir lufttrockene Feinerde ( (/)

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2 mm). Sie wurde mit einer verdünnten Kriliumlösung so konditioniert, daß Proben mit 0,05, ·o,l, 0,2 und 1,0

%

Krilium zur Verfügung standen. Für den Erfolg der Konditionierung spielt die dem Boden zugeführte Wassermenge eine entscheidende Rolle. Um reproduzierbare Werte zu erhalten, gaben wir unter ständiger mechanischer Mischung Wasser bis zur unteren Plastizitätsgrenze des Bodens zu. Mit lnfrarolstrahlern wurden die Proben ge- trocknet. Eine obere Abgrenzung der Krümeldurchmesser war mit Rücksicht auf eine möglichst gute Standardisierung der Versuchsproben nolwendig. Zur Untersuchung der Porengrößenverteilung und der W asserdurchsickerung wählten wir eine obere Krümel- durchmessergrenze von 2,0 mm, und zur Bestimmung der wasserstabilen Aggregate eine von6,0mm.

Die Wirkung der Konditionierung wurde mit dem Zustand im unbehandelten Boden ( 0-Versuch) verglichen.

23 Die Veränderung der Porengrölienverteilung (Sorptionskurve)

Wir erwarten von Bodenkonditionierern, daß sie in feinporenreichen, stark verdich- teten Ton- und Staubböden das Gefüge so verändern, daß wesentlich mehr Grobporen ge- bildet werden. Diese erhöhen die W asserpermeabilität und verbessern die Durchlüftung.

Ein einfaches Mittel, die Porengrößenverteilung des Bodens zu bestimmen, ist die So rp - t i o n s kurve. Mit Hilfe dieser Kurve, die für einen gegebenen Boden einen charakte- ristischen Verlauf hat, können wir die für das Pflanzenwachstum wichtigen drei Poren- größenklassen bestimmen: die praktisch ständig mit Luft erfüllten Grobporen, die verwertbares Wasser führenden Mittelporen und die in unseren humiden Klima- regionen ständig mit nicht verwertbarem Wasser gesättigten Fein p o r e n. Über die weitere bodenphysikalische und pflanzenphysiologische Bedeutung der Sorptionskurve vergleiche man Ba ver (1956) und Richard (1953, 1955).

Im Zusammenhang mit der Untersuchung über die Wirkung von Krilium auf die Po- rengrößen verfolgen wir auf der Sorptionskurve besonders die Veränderung des Grob·

p o r e n an teils. Innerhalb bestimmter Grenzen wird in einem verdichteten, wasser- gesättigten Boden die Drainagewirkung und die Durchlüftung um so besser, je mehr Grobporen vorhanden sind.

Die Untersuchungsergebnisse sind statistisch untersucht und die Durchschnitte mit dem Test von W i l c o x o n bzw. t-Test geprüft worden. Die Resultate sind in den gra- phischen Darstellungen (Figuren 3, 4, 5 und 6) zusammengestellt. Der Buchstabe «W»

bedeutet Test nach Wilcoxon, der Buchstabe «t» bedeutet t-Test. In Figur 3 findet man zum Beispiel den Wert W L 0,03, das heißt der Unterschied zwischen den Konzentratio- nen 0,0 % und 0,1 % ist bei einem Saugdruck von 0,690 atü mindestens auf der 3-%-Basis gesichert.

Wir benennen die Sicherheitsschwellen wie folgt:

Gesichert auf der Basis> 0,10 nicht gesichert (0) Gesichert auf der Basis 0,10 = wahrscheinlich gesichert (+) Gesichert auf der Basis 0,05 = ^{gesichert (*)} Gesichert auf der Basis 0,01 stark gesichert (**) Gesichert auf der Basis 0,001 sehr stark gesichert (***)

«Zugerbe r g » : Innerhalb unserer Versuchsserie repräsentiert dieser Testboden ei- nen tonreichen, neutral reagierenden Typ mit so kleiner W asserpermeabilität, daß der Boden im Felde während langer Zeit des Jahres mit Wasser gesättigt bleibt.

Die durch Krilium erreichte Veränderung der Porengrößen und damit der Wasser- bindung bzw. Luftführung sind in Figur 3 ul!d Tabelle 2 zusammengestellt. Verglichen mit dem unbehandelten Boden hat die 0, 1-% - Kr i l i um b eh an d l u n g bei allen zwi- schen 0,020-15,00 atü untersuchten Unterdrucken den Wassergehalt verkleinert. Pro 100 g Boden sind 8-19 % mehr Grobporen gebildet worden, was zur Folge hat, daß um den gleichen Betrag mehr Luft in den Boden eindringen kann. Im Bereich der ver-

5

wertbares Wasser führenden Mittelporen ist ebenfalls eine 9-13

%

ige W assergehaltsver- minderung eingetreten, ein Hinweis, daß die Kriliumgabe auch in diesem Saugdruck- bereich eine Reduktion der Wassergehalte erzeugt hat. Da die Feinporen in unserem hu- miden Klima ständig mit Wasser gefüllt sind und deshalb zur Bodendurchlüftung nichts beitragen, haben wir diese Porenklasse nicht weiter untersucht (Richard, 1955).

Tabelle 2

Saugdruck (atü)

0,020 0,040 0,080 0,160 0,345 (F. C.)

0,690 15,00 (PWP)

>

^15,00

log.atü.

100 50 15 10

0,690

1,0

0,345 0,160 0.080 0,040 0.020 0,010 O

Versuchsboden •Zugerberg»

Einßu.6 von Krilium auf die Porengrö.6enverteilung

Poren- Wassergehalt, Pw (g/l00 g Bo) Wassergehalt, relativ Porenklasse durchm,

(µ) O·Versuch 10,1°/o Kri

l

1,0 °/o Kri 0-Versuch 10,1°/o Kri

l

^{1,0 °/o Kri}

Luftführen de 150,0 39,1 35,9 28,0 1 0,92 0,72

Grobporen 73,5 35,9 31,4 26,8 1 0,87 0,75

i

^{36,8 18,3 8,5 34,6 31,3 26,6 29,4 26,0 21,6 25,6 22,9 22,1 1 1 1 0,85 0,83 0,81 0,74 0,73 0,83}

Verwertbares 4,3 22,6 19,6 21,9 1 0,87 0,97

Wasser

führende 0,2 13,7 12,4 14,5 1 0,91 1,06

Mittelporen

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Feinporen <0,2 - - -

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Figur 3

Sorpt ionskurven "Zugerberg"

mit o.o/Q1/1.00fo KRILIUM

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Die 1,0-%-Krilium-Konzentration hat im Vergleich zur 0,1-%-Gabe eine grundsätzlich andere Wirkung auf die Porengrößenverteilung des Bodens:

Der Wassergehalt in der Grobporenklasse ist noch stärker, das heißt um 17-28 % ge- genüber dem 0-Versuch verringert und der Luftporenanteil um denselben Betrag ver- größert worden. Im Bereich der das verwertbare Wasser führenden Mittelporen ist aber der Wassergehalt erhöht worden ( vgl. Figur 3) . Die hohe Kriliumkonzentration von 1,0 % hat durch die Erhöhung der Anzahl Grobporen die Bodendurchlüftung verbessert.

Im Bereich der Mittelporen ist aber eine D i spe r gier u n g, das heißt eine Porenver- kleinerung eingetreten, so daß zum Teil mehr Wasser gebunden wird als beim 0-Versuch

( Figur 3, Wassergehalt bei :::::,,. 0,690 atü) .

«Fort 1 » : Dieser Typ repräsentiert einen Staub 1 eh m, der im Vergleich zum

«Zugerberg» 28 % weniger Ton, dafür 23 % mehr Staub enthält. Da pro Gewichts- einheit die Summe der aktiven Bodenoberflächen kleiner ist als im «Zugerbe r g », ist auch eine schwächere Wirkung des Kriliums zu erwarten.

Die im Boden durch Krilium verursachte Veränderung der Wasserbindung und der Porengrößenverteilung sind in Figur 4 und Tabelle 3 dargestellt.

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100 50 10 15

0.690

1.0

0,345

Figur 4

Sorpt ionskurven "Fort I"

mit 0.0/0.1/7,0°to KRILIUM

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10 20 30 40 50 Pw (gH0Hl100g8ol

Verglichen mit dem 0-Versuch hat die 0, 1- % -Krili u mb ehan dl u ng die Was- serbindung und damit die Porengrößenverteilung nicht grundsätzlich verändert. Trotz- dem die errechneten Wassergehalte mit Ausnahme der 0,16.0-atü- und der 15,0-atü-Stufe gesichert bis stark gesichert sind, muß aus dem Verlauf der 0,1-%-Kurve geschlossen werden, daß diese Konzentration, praktisch gesehen, keinen Effekt auf eine für das Pflan- zenwachstum bessere Bodendurchlüftung gehabt hat.

7

Versuchsboden • Fort l •

Tabelle 3 Einflufi von Krilium auf die Porengrößenverteilung

Saugdruck ^Poren- Wassergehalt, Pw (g/100 g Bo) Wassergehalt, relativ Porenklasse durchm.

(atü) (,u) 0-Versuch 1 0,1 °/o Kri

l

1,0°/o Kri 0-Versuchj 0,1°/oKri j 1,0°/oKri

0,020 Luftführen de 150,0 43,8 44,9 37,3 1 1,03 0,85

0,040 Grobporen 73,5 44,9 42,6 32,4 1 0,95 0,72

0,080

i

^{36,8 42,2 39,7 30,9 1 0,94 0,73}

0,160 18,3 35,7 35,5 28,2 1 0,99 0,79

0,345 (F. C.) 8,5 24,7 26,1 26,9 1 1,06 1,09

0,690 Verwertbares 4,3 23,0

Wasser 19,0 24,2 1 0,83 1,05

15,00 (PWP) Mittelporen führende 0,2 3,8 3,6 14,0 1 0,95 3,68

1

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^{15,00 Feinporen} 't' ^{< 0,2 - - - - - -}

Dagegen hat die 1, 0 - % - Be h an d l u n g eme bedeutende Vermehrung der luft- erfüllten Grobporen ergeben. Im Bereich von 0,020-0,080 atü sind 15-28 % weniger Wasser gebunden, der Grobporenanteil hat sich um denselben Betrag erhöht. Im Bereich der Mittel- und Feinporen ist wie im «Zugerberg» eine Zunahme der Wasserbin- dung eingetreten, ein Zeichen, daß auch hier das Krilium dispergierend, das heißt poren- verkleinernd, gewirkt hat. Am permanenten W elkepunkt ist zum Beispiel gegenüber dem 0-Versuch der Wassergehalt von 3,8 % auf 14,0 % oder um das 3, 7fache gestie- gen. Durch die !-%-Behandlung ist der Anteil an luftführenden G roh p oren, wie oben erwähnt, um 15-28 % größer geworden, der Anteil an verwertbarem Wasser führenden Mittelporen hat um 5-268% abgenommen, und der Anteil an Feinporen, die mit nicht verwertbarem Wasser gesättigt sind, hat um etwa 268 % zugenommen (Tabelle 3).

In einem Staublehmboden vom Typus «Fort 1 » konnte eine wesentliche Zunahme an luftführenden Grobporen nur mit 1 % Krilium erreicht werden, eine Konzentration, die in den meisten praktischen Fällen gegenwärtig aus finanziellen Gründen im Felde kaum angewendet werden kann.

« K ü h s t e 11 i » : Der Boden charakterisiert wie «Fort 1 » einen Staublehm. Im Ge- gensatz zu diesem ist er sauer (pH 4,4).

Verglichen mit der Sorptionskurve des 0-Versuches wurde mit der 0, 1- % - Kr i - liumbehandlung (mit Ausnahme der gröbsten Poren äquivalent der 0,020-atü- Stufe), der Wassergehalt überall herabgesetzt. Die Wirkung ist ebenso günstig wie beim

«Zugerberg». Der statistische Vergleich zwischen 0% und 0,1% zeigt, daß die Unterschiede zwischen den Wassergehalten der einzelnen Saugdrucke und damit der Porengrößenverteilung mit wenigen Ausnahmen gesichert bis sehr stark gesichert sind.

Im Porenbereich der Grob- und Mittelporen ist der Wassergehalt je nach Druckstufe (Tabelle 4) um 16-30 % kleiner. Durchlüftung und Wasserpermeabilität werden da- durch begünstigt. Im Kapitel 24, wird gezeigt, wie im sauren Boden die durch Krilium

erzeugten Krümel weniger stabil sind als im neutralen; wie sie im Wasser zerfallen und unwirksam werden.

Saugdruck (atü)

0,020 0,040 0,080 0,160 0,345 (F. C.)

0,690 15,00 (PWP)

>

^15,00

log.atü.

100 50 10 15

0,690

1,0

0,345 0.160 0,080 0.040 0.020 0,010 0

Versuchsboden •Kühstelli•

Einflu.6 von Krilium auf die Porengrö.6enverteilung Tabelle 4 Poren~ Wassergehalt, Pw (g/100 g Bo)

Porenklasse durchm.

(u) 0-Versuch 1 0,10/o Kri 11,0'/o Kri

Luftführen de 150,0 36,7 36,9 33,3 Grobporen 73,5 34,0 28,4 29,4

i

^{36,8 18,3 8,5 32,3 26,9 22,7 25,6 19,8 17,0 26,0 20,7 17,5}

Verwertbares 4,3 18,0 14,7 15,3 Wasser

führende

0,2 10,9 7,6 10,7

Mittelporen

Feinporen -r < 0,2 - - -

Figur 5

Sorptionskurven "Kühsteffi

„ mit 0.0/0.1/1.0 °lo KR!LIUM

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1 0,84 0,87

1 0,79 0,80

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1 0,75 0,77

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1 0,70 0,98

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50 Pw (gH0H/100g8ol

Auffallenderweise konnte der Wassergehalt mit 1,0

%

Krilium, verglichen mit 0,1

%,

nicht verringert werden. Vielmehr ist der Boden wieder dispergiert worden, ein Effekt, der wie beim «Zugerbe r g » und «Fort 1 » um so größer wird, je kleiner die Poren-

2 9

J

durchmesser sind (Figur 5). Die statistische Prüfung der eng beisammen liegenden 0,1-%- und 1,0-%-Kurven ergibt in den meisten Fällen wahrscheinlich bis stark ge- sicherte Unterschiede (Figur 5).

«Fopp» : Der Boden repräsentiert einen sauren (pH 5,6), sandigen Lehm der Versuchsaufforstung in Davos. Er stammt aus dem Anreicherungshorizont eines ehemals unter Wald entstandenen Eisenpodsols (Kapitel 21).

Durch die 0,1-%-Kriliumbehandlung (Figur 6, Tabelle 5) ist der absolute Wassergehalt im Vergleich zum 0-Versuch im gesamten Bereich der luftführenden Grob- poren und der verwertbares Wasser führenden Mittelporen verkleinert worden. Auffal- lend ist die sehr geringe Reduktion des Wassergehaltes bei den niederen Saugdrucken von 0,020 und 0,040 atü. Wir schließen daraus, daß es nicht möglich war, die für die Durchlüftung und Sauerstoffdiffusion besonders wichtigen gröbsten Poren ( (/) 150 bis 73 µ) zu vermehren. Der steile Anstieg der 0,0-%-Sorptionskurve zwischen 0,040 und 0,080 atü weist auf ein Fehlen von Poren mit Durchmessern von 37-73 ft hin (Richard 1953). Der Versuchsboden muß in der Grobporenklasse eine einseitige Porengrößen- zusammensetzung haben mit Vorherrschen gröbster Poren bzw. Kanäle von :::::,,,, 73 µ Äquivalentdurchmesser. über die Stabilität der gebildeten Aggregate vgl. Kapitel 24.

log.atü.

100 50 15 10

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0,345 0,160 0,080 0,040 0.020 0.010 0

Figur 6

Sorptionskurven

mit 0,0/0,1/1,0 % KR/L/UM

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40 50 Pw{gH0H/100g8o1

Der Effekt, daß im sauren Boden 1,0 % Krilium im Vergleich zur 0,1-%-Behandlung nicht nur im Bereich der Mittelporen, sondern auch im Bereich der Grobporen dispergie- rend und damit p o r e n v e r k 1 einer n d gewirkt hat, ist im Versuchsboden «Fopp »

Versuchsboden «Fopp•

Einßu.6 von Krilium auf die Porengrö.6enverteilung Tabelle 5

Saugdruck ^Poren~ Wassergehalt, Pw (g/100 g Bo) Wassergehalt, relativ Porenklasse durclun.

(atü) _(u)

0-Versuchl 0,1°/oKri l 1,0°/oKri 0-Versuch 1 0,1°/o Kri l 1,0°/o Kri

0,020 Luftführen de 150,0 34,8 30,7 26,1 1 0,88 0,75

0,040 Grobporen 73,5 26,3 25,2 23,9 1 0,96 0,91

0,080

i

^{36,8 26,2 19,8 23,3 1 0,76 0,89}

0,160 18,3 22,5 18,0 21,1 1 0,80 0,94

ü,345 (F. C.) 8,5 20,9 17,2 18,6 1 0,82 0,89

0,690 Verwertbares 4,3 18,7 14,2 16,6 1 0,76 0,89

Wasser 15,00 (PWP) führende

0,2 10,9 6,5 8,6 1 0,60 0,79

Mittelporen

>

^{15,00 Feinporen} 't' <0,2 - - - ^-

feststellbar. Eine Ausnahme finden wir beim 0,020- und 0,040-atü-Druck, wo die Zahl der Poren mit(/) 150-73 µ um 13 bzw. 5 % zugenommen hat.

Die statistische Prüfung der Ergebnisse zeigt, daß die meisten der errechneten Unter- schiede stark gesichert sind (Figur 6).

24 Die Veränderung der Aggregatgrö.&en 241 Aggregatveränderung als Funktion der Bodentextur

Die Ergebnisse über den Einfluß von Krilium auf die Porengrößenverteilung der Ver- suchsböden zeigen, daß mit 0,1 % im Bereich der Grob- und Mittelporenklasse eine Re- duktion des Wassergehaltes und somit auch eine Zunahme der luftführenden Grobporen erreicht worden ist. Die 1,0-%-Konzentration hat teilweise im selben Sinne gewirkt, zum Teil ist aber eine deutliche Dispergierung, das heißt Porenverengerung eingetreten, was zur Folge hat, daß im Vergleich zur 0,1-%-Behandlung die Menge luft- führender Grobporen abgenommen hat. Für bestimmte Bodenarten wird es eine be- stimmte optimale Kriliumkonzentration geben, die der Verbesserung der Bodendurchlüf- tung besonders förderlich ist.

Die Veränderung der Sorptionskurve eines Bodens durch Krilium und namentlich die Zunahme der luftführenden Grobporen kann aber nicht ein endgültiges Urteil über die günstige Wirkung des Konditionierers auf den Wasser- und Lufthaushalt eines pflan- zentragenden Bodens erlauben. Da im Felde Form und Größe der Krümelaggregate zur Hauptsache die Struktur und somit auch die Porengrößenverteilung bestimmen, kann zum Beispiel eine gegebene Strukturveränderung nur dann für das Wurzelwachstum von Bedeutung sein, wenn die neu entstandene Struktur gegenüber Regenaufschlag und an- deren mechanischen Deformationskräften stabil bleibt.

11

Die neu gebildete Struktur ist auf ihre Formbeständigkeit zu untersuchen. Von vielen Möglichkeiten, die Formfestigkeit der Bodenstruktur zu messen, wählen wir die Naßsieb- methode nach Dutt ( 1948) und bestimmen M e n g e und F es t i g k e i t der Aggregate mit Durchmessern von 0,25-6 mm. Vor allem in feinporenreichen Böden, wie sie auch für unsere Versuche ausgewählt wurden, ist diese Durchmesserklasse zur Beurteilung der Durchlüftung und W asserpermeabilität eines vegetationsbesetzten Bodens besonders wichtig (Richard 1956), da in feinporenreichen, verdichteten Böden in der Regel ein Überschuß an Feinaggregaten ( (/)

<

0,25 mm) vorhanden ist.

Damit im Verhältnis zur 50-g-Einwaage die zur Analyse gelangende Krümelanzahl nicht zu stark schwankte und damit die Streuung der Mittel- und Einzelwerte nicht unnö- tig vergrößerte, wurden keine Aggregate mit mehr als 6 mm Durchmesser in die Unter- suchung eingeschlossen. Wollte man auch größere Aggregate untersuchen, dann müßte

die Versuchsapparatur so groß dimensioniert werden, daß sich ihr Bau im Verhältnis zur etwas vollständigeren Erfassung aller vorhandenen Aggregatgrößen nicht gelohnt hätte.

Da bei praktischen Anwendungen im Felde in der Regel Konzentrationen von 0,05 bis 0,2

%

(Gewicht) angewendet werden, und da zur Kenntnis der Wirkung auch sehr hohe, in der Praxis kaum anwendbare Konzentrationen nötig sind, konditionierten wir für die Aggregatanalyse alle Versuchsböden mit 0,0

% ;

0,05

% ;

0,10

%

und 1,0

%

Krilium.

«Zugerbe r g » : Die Menge wasserstabiler Aggregate mit (/) 0,25-6,0 mm sind in Figur 7 und Tabelle 6 zusammengestellt. Analog der starken Grobporenvermehrung stel- len wir bei steigender Kriliumkonzentration auch eine große Zunahme wasserstabiler Aggregate fest. Ein verdichtungsbereiter, tonreicher Boden vom Typ «Zugerbe r g »

Figur 7

Aggregatanatyse Zugerberg pH 7,1

100

relativ: 9.5 :5,8 :4.1 :1

...

E E c::, 75

IQ'

,:, V C: :::,

~ 50

c::,·

-b .,2 0

~ 1:1

2'

....

'<( ~ 25 N

0 7.00/o 0,10/o 0,050/o 0.00/o Kriliumkonz.

Einfluß von Krilium auf die Aggregatbildung von Böden

mit verschiedenem Ton-Staub- und Sandgehalt und verschiedenem Säuregrad Prüfung der Durchschnitte nach dem t-Test Tabelle 6

.!: Aggregate (/J > 0,25 und < 6 mm / lJ Aggregate (/J > 0,25 u. < 6 mm

in 0/o relativ

Versuchsboden pH

Kriliumkonzentration (g/100 g Bo) 0,00

1 0,05

1

0,10

1 1,00

1

0,00

1 0,05

1 0,10

1

1,00

«Zugerberg» 7,0 7,8

1

32,7

1

47,7

1

76,3 1 4,2 6,1 9,8 Feldprobe

l-**-1-**-l-**-I (staubig-toniger [ - - * * - - [

Lehm) ** _{- - -}- - -^{- - -}

«Zugerberg» 4,4 9,5

1 13,9

1 15,7

1 23,7 1 1,5 1,7 2,5 Feldprobe ange-

l - * - 1 - 0 - 1 - * * - I säuert

(staubig-toniger 1 - - - * - I

1 - - * * - I Lehm)

** ¹

«Fort l» 7,3 10,5

1 37,9

1 39,8

1 72,3 1 3,6 3,8 6,9 (Staublehm) 1-* * - 1 - * - l - * * - I

[ - - - * * - - [

1 **

«Kühstelli» 4,4 30,0

1

31,6

1

37,6

1

45,4 1 1,1 1,4 1,6 Feldprobe

1 - - 0 - 1 - 0 - 1 - * - I [ - - + - - [

* - - -- - - -

«Kühstelli» 6,8 27,0

1 52,0

1 52,1

1 70,0 1 1,9 1,9 2,6 Feldprobe

1-* * - 1 - - ü - l - * *-1 neutralisiert

(Staublehm) 1 - - - * * - - I

[ - - * * - 1

**

«Fopp» 5,6 23,2

1 -

1 27,0

1 26,6 1 ^- 1,2 1,2

(sandiger Lehm)

l - 0 - - - 1 - 0 - 1

1

Legende:

t

>

0,10 = O = nicht gesichert t = 0,05 = * = gesichert

t = 0,10 = + = nicht gesichert t = 0,01 = **=stark gesichert

13

kann unter den herrschenden Versuchsbedingungen schon bei 0,05 % 4,lmal und bei 1,0 % Krilium etwa 9,5mal mehr Aggregate mit (/)

>

0,25 mm bilden, was auf Kosten der bodenverdichtenden Feinaggregate mit (/)

<

0,25 mm geht. Die praktische Bedeu- tung dieses Ergebnisses ermißt man aus den in Figur 7 dargestellten Werten: Beim 0-Ver- such sind nur 8 % der Aggregate gröber als 0,25 mm, während bei steigender Krilium- konzentration 33 bzw. 48 bzw. 76 % der Aggregate größere Durchmesser als 0,25 mm hatten. Wie wir weiter unten feststellen werden (Kapitel 25), ist im Versuchsboden

«Zugerbe r g » durch die Konditionierung die W asserdurchsickerungsgeschwindigkeit erhöht und damit die Bodendurchlüftung wesentlich begünstigt worden.

Die statistische Prüfung der Durchschnitte zeigt, daß die Unterschiede zwischen allen Behandlungsarten stark gesichert sind (Tabelle 6).

«Fort 1 » : Im neutralen, karbonathaltigen Staublehm «Fort 1 » aus dem Rhone- delta des Lac Leman ist, im Gegensatz zum «Zu g e r b er g » die Zunahme der Aggregate mit Durchmessern von 0,25-6,0 mm bei steigender Kriliumkonzentration d i s k o n t i- n u i er I ich. In Figur 8 und Tabelle 6 sind die Ergebnisse zusammengestellt. Der nicht behandelte Boden « Fort 1 » ist reich an vornehmlich wasserbindenden Feinaggregaten mit (/)

<

0,25 mm: nur 10 % der Aggregate waren größer als 0,25 mm. Kriliumgaben von 0,05 und 0,10 % hatten angenähert dieselbe Wirkung: es sind 38 % bzw. 40 % oder 3,8- bis 4,0mal mehr Aggregate der Durchmesserklasse 0,25-6,0 mm gebildet worden.

Praktisch hat die 0,1-%-Konditionierung gegenüber der 0,05-%-Behandlung die Aggre- gatvergröberung nicht verbessert. Erst die hohe Kriliumkonzentration von 1,0 % stei- gerte die Menge wasserstabiler Aggregate auf 72 %- Im Vergleich zum 0-Versuch sind

Figur 8

Aggregatanatyse Fort I pH 7,9

100 ~ - - - -- - - ,

relativ: 7,2 : 4 :3,8 : 1

75

so

25

0

1,00/o 0,10/o D,DS°lo 0,00/o Kriliumkonz.

auf Kosten der für die Durchlüftung zu kleinen Aggregate ( (/)

<

0,25 mm) 7,2mal mehr Aggregate mit 0,25-6,0 mm Durchmesser gebildet worden. Während im 0-Versuch 90

%

der Aggregateinwaage das 0,25-mm-Sieb passierten, sind bei 1,0

%

Krilium nur noch 28

%

durchgegangen. Durch die Kriliumbehandlung sind im Versuchsboden « Fort 1 » wesentlich mehr luftführende Aggregate geschaffen worden. Sie können das Pflanzen- wachstum begünstigen und die Wasserpermeabilität beschleunigen.

« K ü h stell i » : Der Versuchsboden ist wie «Fort 1 » ein Staublehm. Er ist aber im Unterschied zu diesem sauer und stammt aus der stark verdichteten und wasserstauenden Rißmoräne des Mittellandes (Langenthal). Beim 0-Versuch gingen bereits 28

%

der Bodenprobe nicht durch das 0,25-mm-Sieb (Figur 9, Tabelle 6). Der saure «Küh- s t e II i »-Staublehm hat 18

%

mehr Aggregate in der Durchmesser klasse 0,25-6,0 mm als der neutrale Staublehm« Fort 1 ». Der wesentliche Unterschied vom « K ü h stell i »- zum «Fort l»-Staublehm liegt in der geringen Kriliumwirkung bei allen Ver- suchskonzentrationen: die Zunahmen der die Durchlüftung fördernden gröberen Aggre- gate mit Durchmesser 0,25-6,0 mm verglichen mit dem 0-Versuch stehen bei steigenden Kriliumkonzentrationen im Verhältnis 1 :1,1 :1,4 :1,6.

Figur 9

Aggregatana/yse Kühstelli pH4,7

100

75 ^{relativ : 1,6 : 1,4 : 1.1 : 1}

50

25

0 1.00/o 0,10/o 0,050/o Q0°lo Kriliumkonz.

Trotzdem der saure « K ü h s t e II i »-Staublehm 10

%

mehr Ton enthält als der neu- trale Staublehm «Fort 1 », ist die Aggregierung kleiner. Wie wir weiter unten zeigen, spielt der Säuregrad für die Aggregatbildung des Bodens eine wichtige Rolle.

Die statistische Prüfung der Durchschnitte zeigt, daß, bezogen auf die 0-Behandlung, mit 1

%

Krilium ein gesicherter Unterschied in der Aggregatvermehrung feststellbar 15

war. Dasselbe trifft zwischen den Konzentrationen 0,1 % und 1,0 % zu, während alle anderen Unterschiede nicht oder nur wahrscheinlich gesichert sind (Tabelle 6).

«Fopp» : Der sandige Lehm der Versuchsaufforstung «Fopp» in Davos enthält 72 % Sand und 11 % Ton. Durch den geringen Tongehalt ist die Zahl kolloid-chemisch reaktionsfähiger Bodenoberflächen sehr klein; wir vermuten, daß in dieser Bodenart Kri- lium nur eine schwache aggregatvermehrende Wirkung hat. Über den Einfluß des Säure- grades auf die aggregierende Wirkung des Kriliums siehe weiter unten.

Die Versuchsresultate sind in Figur 10 und in Tabelle 6 zusammengestellt. Der nicht mit Krilium behandelte 0-Versuch hat 23 % Aggregate mit größeren Durchmessern als 0,25 mm. Ursache zu dieser überraschend hohen Anzahl gröberer Bodenkrümel ist ver- mutlich der Humusgehalt von 4,28 %, da Humus Bodenteilchen zu Aggregaten verkitten kann. Alle verwendeten Kriliumkonzentrationen waren praktisch wirk u n g s 1 o s : so- wohl 0,1 % wie 1,0 % Krilium erhöhten die Summe der Aggregate mit (/)

>

^{0,25 mm}

um nur 4 %- Bezogen auf den 0-Versuch verhält sich bei Kriliumkonzentrationen von 0,0 %, 0,1 % und 1,0 % die Aggregatzunahme wie 1 :1,2 :1,2.

Figur 10

Aggregatanalyse Fopp pH5.9

100

....

E E

C eo· 75

,:, V

C: relativ: 1,2 : 1.2 ^{. 1}

:::,

c· ~ .! 50

0 ~

~ ~

~ 25 27

'q: ~

N

0

1,0°lo 0,1% 0.0% Kriliumkonz

Die Wirkungslosigkeit des Kriliums im Versuchsboden «Fopp» kommt auch in der statistischen Prüfung der Durchschnitte zum Ausdruck (Tabelle 6). Die Unterschiede der Aggregatsummen waren selbst auf der 10-%-Basis nach dem t-Test nicht gesichert.

Ein Boden vom Typ «Fopp» ( hoher Sandgehalt, kleiner Tongehalt, schwach saure Reaktion) kann durch Krilium in seiner Aggregatzu ammensetzung praktisch nicht ver- ändert werden.

242 Aggregatveränderung als Funktion des Säuregrades im Boden

Vergleicht man die in den Staublehmböden « F o r t 1 » und « K ü h s t e 11 i » erreichte Aggregatvermehrung (Figur 8 und Figur 9), dann ist die Kriliumwirkung im Versuchs- boden« K ü hs te lli » wesentlich kleiner. Hier verhalten sich die Aggregatzunahmen wie 1 :1,1 :1,4 :1,6, während bei gleichen Kriliumzugaben sich im «Fort l»-Boden die Aggregatvermehrung verhält wie 1 :3,8 :4 :7,2

Da «Fort l» schwach alkalisch (pH 7,3) und «Kühstelli» sauer (pH 4,4) rea- giert und beides Staublehme sind, lag die Vermutung nahe, daß die Aggregationsfähig- keit von Krilium unter sonst vergleichbaren Bedingungen vom Sä u reg r ad des B o - dens abhängig ist. Wenn das der Fall ist, dann muß bei gleicher Korngrößenzusam- mensetzung und unter sonst vergleichbaren Bedingungen ein saurer Boden schlechter koagulieren als ein neutraler oder schwach alkalischer 2 •

Zur Prüfung dieses Effektes wurde der saure Staublehm « K ü h s t e 11 i » mit n/1-Ca- Acetat perkoliert und bis pH 6,8 neutralisiert. Der neutralisierte Boden wurde mit 0,05

% ,

0,10

%

und 1,0

%

Krilium behandelt und naß gesiebt. Die Aggregatbildung nach der Neutralisation wurde mit jener vor der Neutralisation verglichen.

Leider war es praktisch nicht möglich, den schwach alkalischen Staublehm «Fort 1 » anzusäuern, da mit der Entfernung des im Boden enthaltenen Karbonates (10

% )

auch die Korngrößenzusammensetzung verändert wird. Der Staublehm vor der Ansäuerung wäre mit jenem nach der Ansäuerung nicht mehr vergleichbar gewesen.

Damit dennoch an ein und demselben Boden der Einfluß der Ansäuerung auf die Aggregatbildung untersucht werden konnte, wurde der neutrale, jedoch karbonatfreie Tonboden «Zugerbe r g » mit n/1-Essigsäure perkoliert und bis pH 4,4 angesäuert. Der Vergleich der Aggregatbildung vor und nach der Ansäuerung erfolgte analog der für den Staublehm « K ü h s t e 11 i » beschriebenen Methode.

Im sauren Staublehm « K ü h s t e 11 i » sind mit steigender Kriliumgabe folgende Aggregatmengen gemessen worden:

0,0

%

Kri :0,05

%

:0,10

%

:1,00

%

= 1 :1,1 :1,4 :1,6

Nachdem der Boden neutralisiert wurde, stieg die Aggregatmenge in folgendem Ver- hältnis:

0,0

%

Kri :0,05

%

:0,10

%

:1,00

%

= 1 :1,9 :1,9 :2,6

Wird der neutral reagierende Staublehm « K ü h s t e 11 i » mit Krilium konditioniert, dann verbessert sich die Aggregatbildung im Vergleich zum sauren wie folgt:

Bei 0,05

%

Krilium 1,9 (neutral) :1,1 (sauer) = 1,7 Bei 0,10

%

Krilium 1,9 (neutral) :1,4 (sauer) = 1,4 Bei 1,00

%

Krilium 2,6 (neutral) :1,6 (sauer) = 1,6

2 Wir danken Herrn Prof. Dr. H. De u e I, Vorstand des Agrik.-chem.-Inst. ETH, für die Beratung und für die Benützung des Laboratoriums.

3 17

FJgur 11

Aggregatanalyse Kühstelli pH 6,8

100

relativ .- 2,6 1,9 : 1,9 :, 1

0 1,00/o 0,10/o 0,050/o 0,0 0/o Kriliumkonz.

Die Fähigkeit eines Staub 1 eh ms vom Typ « K ü h s t e 11 i » gröbere Aggregate zu bilden, ist nicht nur vom Tongehalt, sondern auch vom Säuregrad des Bodens abhängig:

ein saurer Boden bildet weniger wasserstabile, gröbere Aggregate als ein neutraler.

Vergleicht man (Figur 7/12) im neutralen und angesäuerten «Zugerberg» die Aggregatmenge ( (/)

>

0,25 mm) der unbehandelten 0-P rohen, dann ist sie in beiden Fällen ungefähr gleich groß (8

%

bzw. 9

% ) .

Durch Anlagerung von Wasserstoffionen an die Bodenteilchen ist im untersuchten Durchmesserbereich die Aggregatmenge nicht verkleinert worden.

Im neutralen Tonboden «Zugerbe r g » stehen <lie Aggregatmengen als Funktion steigender Kriliumkonzentration in folgendem VerhälLnis:

0,0

%

Kri :0,05

%

:0,1

%

:1,0

% =

1 :4,,1 :5,8 :9,5 im angesäuerten Boden dagegen :

0,0

%

Kri :0,05

%

:0,1

%

:1,0

%

= 1 :1,6 :1,8 :2,7

Gegenüber dem neutralen «Zugerbe r g » war die Aggregatbildung im angesäuerten abgeschwächt (Figur 7/12):

Bei 0,05

%

Krilium 1,6 (sauer) :4,1 (neutral) = 0,4, Bei 0,10

%

Krilium 1,8 (sauer) :5,8 (neutral) = 0,3 Bei 1,00

%

Krilium 2,7 (sauer) :9,5 (neutral) = 0,3

Figur 12

Aggregatana/yse Zugerberg pH 4,4

100 . . - - - ,

....

~- ~

⁷⁵

't:I V

relativ: 2.7 ^{: 1,8}

: 1.6

: 1

c:: ::,

~ C::i 50 .!

-.!?

0

~ _t:,

e

~ 25

~

V\J

0 .._ _ _

1.00/o 0.10/o 0,050/o Q0°lo Kriliumkonz.

Die Bereitschaft eines tonreichen Bodens vom Typ « Z u gerb er g » gröbere Aggre- gate zu bilden, ist wie beim Staublehm « K ü h s t e 11 i » nicht nur vom Tongehalt, son- dern auch vom Säuregrad des Bodens abhängig: ein saurer Boden bildet wesentlich we- niger wasserstabile gröbere Aggregate als ein neutral oder schwach alkalisch reagie- render.

Im Vergleich zum ebenfalls neutralen Staublehm «Kühstelli» werden im tonrei- chen «Zugerbe r g » infolge des größeren Tongehaltes mehr Grobaggregate gebildet.

Nachdem experimentell festgestellt wurde, daß selbst bei hohem Tongehalt die Aggre- gatbildung vom Säuregrad des Bodens abhängig ist, wurde die Viskosität des hochpoly- meren Krilium im neutralen und sauren Milieu untersucht. In Figur 13 ist die Abhängig- keit der Kriliumviskosität vom pH dargestellt. Mit zunehmendem Säuregrad nimmt die Viskosität stark ab. Dieses Verhalten hängt mit der Struktur des Kriliums zusammen.

Im sauren Milieu sind die sauren Gruppen am hochpolymeren Kriliumteilchen schwach dissoziiert, das Kriliumteilchen zieht sich zusammen und hat eine knäuelartige Struktur. Durch die K n ä u e 1 s t r u kt ur kommt die große Kettenlänge sehr schlecht zur Auswirkung, die Klebkraft ist entsprechend klein. Im neutralen und schwach alkalischen Gebiet sind die sauren Gruppen stärker dissoziiert, sie stoßen sich gegenseitig ab und strecken die Kriliumkette. Durch die ausgezogene Ketten s t r u kt u r kommt die Kleb- kraft besser zur Auswirkung.

Bei der aggregierenden Wirkung des Kriliums kommt es nicht nur auf das pH an, son- dern auch auf die Art der Gegenkationen. Das Na-Salz des Kriliums ist wasserlöslich, das

19

Figur 13

Kriliumviskosität als f (pHJ.

-.: ⁰

~ 40

~

35

~

~ r

o

~

32

/

f

28

J

I

24

t

I

20

I

I

15

I

J

12

I

o /

8

/

/

4

/

I"""""

0

2 3 4 5 6 7 8

pH

Ca-Salz ist wasserunlöslich. Die bessere aggregierende Wirkung des Kriliums in den neu- tralen bis schwach alkalischen Böden ist wohl auch auf den Ca-Gehalt zurückzuführen.

25 Die Veränderung der gesättigten W asserdurchJässigkeit

Für die Beurteilung des Oberflächenabflusses spielt nicht nur die Wasserkapazität des Bodens, sondern auch die gesättigte Wasserdurchlässigkeit eine besondere Rolle. Je grö- ßer sie ist, um so mehr Niederschlagswasser kann pro Zeiteinheit in den Boden einsik- kern, um so weniger Wasser wird oberflächlich abfließen und so die Bodenerosion för- dern.

Die gesättigte Wasserdurchlässigkeit beträgt nach dem Gesetz von D a r c y :

Die pro Zeiteinheit durch einen bestimmten Bodenquerschnitt in laminarer Strömung durchfließende Wassermenge, Q (cm³/sec), ist proportional dem Durchlässigkeitskoeffi- zienten k (cm/sec), dem hydraulischen Gradienten i (Druckabfall pro durchflossene Län- geneinheit) und der Größe der Querschnittsfläche ( cm2 ). Der Durchlässigkeitskoeffi- zient k, kurz k-Wert genannt, ist die Proportionalitätskonstante zwischen der Filter- geschwindigkeit und dem Gradienten i eines Bodens. Da die Filtergesch'Yindigkeit eines Bodens besonders von der Struktur, das heißt vom Porenvolumen und der Porengrößen- verteilung abhängig ist, ist der k-W ert eine wertvolle Charakteristik der Durchlässigkeits- geschwindigkeit eines gegebenen Bodens.

Einßui von Krilium auf die gesättigte Wasserdurchlässigkeit ( k-W ert nach Dar c y) von Ton-Staub- und Sandböden der Schweiz Tabelle 7

Kriliumkonzentration (g/100 g Bo).

Versuchshoden pH 0,00 1 0,10

1 1,00 1

0,00 1 0,10

1 1,00 1

0,00 1 0,10

1 1,00 k-Werte • (10·4 cm/sec) k-Werte, Streuungs ⁰/o k -Werte, relativ

«Zugerberg» 7,0 0,243 1 17,4 1233,0 1 rv 72 ~959

staubig-toniger

1-**-I 28,8 21,2 19,8

Lehm 1--** _ _ ,

«Fort 1 » 7,3 2,35 1 4,5

1 67,6 1 ^rv 2 ~ 29

Staublehm

l-**-1 19,6 15,7 10,2 1 - - * * - I

«Kühstelli» 4,4 1,70 1 10,6 1 48,6 1 ~6 ~ 29

Staublehm

l-**-1 13,0 14,0 19,1 l--**--1

Legende:

t

>

^0,10

=

0

=

nicht gesichert t

=

^0,05

=

^*

=

gesichert

t

=

^0,10

= + =

wahrscheinlich gesichert t

=

^O,Ol

=

**

=

stark gesichert

Die Veränderung der k-Werte durch Krilium ist in Figur 14 und Tabelle 7 zusammen- gestellt. Aus Erfahrung ist manchem Praktiker die geringe Wasserdurchlässigkeit des

«Zugerberg»-Bodens bekannt. In k-Werten ausgedrückt, erhalten wir Durchlässig- keitsgeschwindigkeiten von k

=

0,243 • 10-⁴ cm/sec, mit 0,10

%

bzw. 1,0

%

Krilium be- handelt, steigt er auf 17,4 bzw. 233 • 10-⁴ cm/sec. Die Durchlässigkeitsgeschwindigkeit ist verglichen mit dem unbehandelten Boden 72- bzw. 959mal größer. Im Staublehm

«Fort 1 » und im Staublehm « K ü h s t e 11 i » war die Wirkung bedeutend kleiner und in beiden Fällen ungefähr gleich groß. Die statistische Prüfung der k-Werte ergab stark gesicherte Unterschiede (Tabelle 7).

21

Figur 14

WASSER - DURCHSICKERUNG

(k- Werte)

-··---

10' _ / '

-

/ ,. _KÜHSTEU/

/

_/ ~ /

10 ^{. /}

-

^{~ /}

^-

,

/

/

V

a1 o.o 0.1 1.0 g Kr/1/um / 100 g Bo.

Wie sehr Krilium die Wasserdurchlässigkeit eines Bodens begünstigt, zeigt die auf Grund der k-Werte errechnete Wassermenge (in Liter), die pro Stunde und Quadrat- meter Oberfläche durch den Boden fließen kann (Tabelle 8) :

Durchlässigkeit (Liter/m²/Stunde) in wassergesättigten Versuchsböden

Tabelle B als Funktion der Kriliumkonzentration

Kriliumkonzentration 0,00

1

0,01

1

1,00 0,00

1

0,10

1

1,00 0,00

1

0,01

1

1,00 (g/100 g Bo)

Versuchsboden •Zugerberg• •Fort l• •Kühstelli•

staubig-toniger Lehm Staublehm Staublehm

Durchlässigkeit

Q (l/m2/h) 0,875 62,64 838,8 8,46 16,27 24,3,36 6,12 38,1 174,96 - - -

Q (l/m²/h) relativ 1 "'72 ~ 959 1 ~ 2 ~29 1 ~6 ~29

Während im unbehandelten Boden «Zugerbe r g » pro Stunde nur 0,9 Liter/m² (= 0,9 mm Niederschlag) durch den gesättigten Boden sickern, gehen in derselben Zeit bei 0,1

%

bzw. 1,0

%

Krilium 63 bzw. 839 Liter/m² durch. Fällt zum Beispiel ein intensiver Gewitterregen von 30 mm/h, dann werden im unbehandelten Boden «Zuge r · berg» 97

%

des Niederschlages oberflächlich abfließen; mit 0,1

%

bzw. 1,0

%

Kri- lium behandelt, würde entsprechend der viel höheren Durchsickerungsmenge aller Regen vom Boden aufgenommen. Es würde kein Wasser oberflächlich abfließen und keine Ero- sion eintreten.