Tensiometer (Bodenfeuchte)

Tensiometer dienen zur kontinuierlichen Messung der Bodenfeuchte, auch Saugspannung genannt. Je trockener ein Boden ist, desto größer sind die Potentiale der Adsorptions- und Kapillarkräfte, die das Wasser im Boden binden. Tensiometer können bauartbedingt Saugspannungen von 0 bis ca. -850 hPa erfassen.

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Messprinzip

Eine wassergefüllte, poröse Zelle („Keramik-Kerze“) (1) mit maximalen Porendurchmessern von ca. 1 µm wird luftdicht abgeschlossen, mit einem Manometer oder Drucksensor (4) verbunden und in Bodenkontakt gebracht. Es stellt sich sehr schnell ein Potentialgleichgewicht zum umgebenden Bodenwasser ein. Der entstehende Unterdruck wird angezeigt oder kann mittels Drucksensor elektronisch weiterverarbeitet werden.

Anwendungen

Bei bodenphysikalischen Untersuchungen kann mittels Tensiometern in verschiedenen Tiefen der Wasserhaushalt im Boden kontinuierlich gemessen werden. In Landwirtschaft und Gartenbau werden Tensiometer bei der Automation von Bewässerungsanlagen verwendet. Hierbei kann die Wassermenge so gesteuert werden, dass die Pflanzen optimal mit Wasser versorgt werden, ohne dass Wasser und Nährstoffe in den Untergrund ausgeschwemmt werden.

Vorteile

Die Messung erfolgt unabhängig vom Salzgehalt (zum Beispiel durch Düngesalze) im Boden oder Pflanzsubstrat und misst direkt die Verfügbarkeit des Bodenwassers für die Pflanzen am Standort. Das Verfahren ist nicht direkt abhängig von der Bodenbeschaffenheit, Temperatur und von weiteren Einflussgrößen - auch unabhängig von der absoluten Wassermenge – und bietet damit eine gute Messgröße für die automatische Steuerung von Bewässerungsanlagen.

Nachteile

Tensiometer messen lediglich punktuell. Die Bodenfeuchtigkeit kann in einer andernen Tiefe oder einige cm weiter weg völlig anders sein. Damit ist die Wahl eines repräsentativen Messortes entscheidend. Gegebenenfalls muss bei Tensiometern Wasser nachgefüllt werden. Dies gilt besonders für Messungen in trockenen Böden oder Substraten. Bei Anwendungen im Außenbereich sind ganzjährige Messungen nur in frostsicherer Tiefe möglich oder bei Zusatz von Stoffen wie Polyethylenglykol (PEG).

Eine weitere Einschränkung liegt im begrenzten Messbereich von Tensiometern mit Wasserfüllung. Zur Erweiterung des Messbereichs werden daher osmotische Tensiometer mit semipermeabler Membran und PEG als Füllung eingesetzt.

Siehe auch

• Tensio-Schalter oder Schalt-Tensiometer
• Bewässerung
• Tröpfchenbewässerung
• Lysimeter
• Kapillarimeter

Quellen

• F.-W. Frenz: Steuerungsmöglichkeiten von Bewässerungsanlagen. In: Bewässerung im Gartenbau; KTBL-Schrift, Nr. 328, 1988, S. 115–124
• F. Möckel: Entwicklung eines elektronischen Tensiometers mit analogem Ausgang und nachgeschaltetem Schaltverstärker unter Berücksichtigung bodenphysikalischer Kriterien; Diplomarbeit an der FH Weihenstephan 1989
• S.L. Rawlins: Measurement of Water Content and the State of Water in Soils. In: Kozlowski, T.T.: Water Deficits and Plant Growth; Volume IV, New York 1976, S. 1–47