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Bodenphysik

[108] Bodenphysik, die Lehre von den physikalischen Eigenschaften des Bodens und deren Beziehungen zu den chemischen Vorgängen in der Vegetationsschicht sowie zu dem Wachstum der Kulturpflanzen; von G. Schübler [1] begründet, durch W. Schumacher u.a. [2] gefördert, von E. Wollny durch Verschmelzung mit der Pflanzenphysik und Agrarmeteorologie unter der Bezeichnung »Agrikulturphysik« zu einer selbständigen Wissenschaft erhoben [3].

Die unter Benutzung exakter Methoden ermittelten Resultate der bisherigen Forschungen lassen sich in Kürze wie folgt zusammenfassen:

I. Die Hauptbodengemengteile (Bodenkonstituenten).

Als Hauptbestandteile des Bodens, die für die mechanische Beschaffenheit und das Verhalten der Gesamtmasse zum Wasser, zur Luft und zur Wärme von maßgebendem Einfluß sind, sind anzusehen: Quarz, Kalk, Ton und Humus. Unter Umständen üben die Eisenverbindungen, unter diesen in erster Linie Eisenhydroxyd und gewisse lösliche Salze, z.B. Gips und Alkalikarbonate, gleichergestalt einen Einfluß auf das physikalische Verhalten des Erdreichs aus. Insoweit die Beschaffenheit der Masse von der Größe der dieselbe zusammensetzenden Elemente bedingt ist, lassen sich die konstituierenden Bestandteile auch unterscheiden in Sand (resp. Grus), abschlämmbare Teile (Feinerde) und humose Stoffe [4], S. 45. Für die beträchtlichen Unterschiede in der physikalischen Beschaffenheit der natürlichen Böden spricht der Umstand, daß die bezeichneten Bestandteile sehr wesentlich voneinander abweichende Eigenschaften besitzen und in äußerst wechselnder Menge an der Zusammensetzung des Bodens teilnehmen. Zur Beurteilung der einschlägigen Verhältnisse hat daher die Kenntnis der besonderen Eigentümlichkeiten der einzelnen Konstituenten und ihrer gegenseitigen Beziehungen, sowie der Menge, in der sie im gegebenen Fall vorkommen, ein hervorragendes Interesse in Anspruch zu nehmen.

II. Allgemeine physikalische Eigenschaften der Bodenkonstituenten und der Bodenmasse.

1. Die Größe der Bodenteilchen. Die Größe der Bodenpartikeln schwankt innerhalb sehr weiter Grenzen; bei den plastischen Tonteilchen beträgt die Korngröße 0,005–0,0001 mm (nach [5]), bei den gröbsten Sandsorten 2 mm. Von 1–2 mm Durchmesser bezeichnet man den Sand als sehr grob, von 0,5–1 mm als grob, von 0,2–0,5 mm als fein, bei 0,2–0,05 mm Durchmesser als sehr fein. Der unterhalb der Korngröße 0,05 mm liegende Anteil bildet die feinsten Teile mit der kolloidalen Tonsubstanz [7], S. 43. Bestandteile von 2–5 mm Korndurchmesser bezeichnet man mit Kies oder Grand, von 5–10 mm mit Grus, während jene über 10 mm als Steine anzusprechen sind. Alle Bestandteile über 0,5 mm bilden das Bodenskelett, die feinkörnigeren die Feinerde. Je nach dem Ueberwiegen der betreffenden Kornsortimente unterscheidet man Stein-, steinreiche, Grus-, kiesartige, grob-, feinkörnige, staubförmige Böden. Gleichkörnig ist ein Boden, wenn seine Bestandteile annähernd gleiche Größe haben, ungleichkörnig dagegen, wenn die Partikeln in der Größe auffallend voneinander abweichen.

2. Die Form der Bodenteilchen ist eine sehr verschiedene und selten regelmäßige. Die feinsten Teilchen des Tones sind von äußerst feinschuppiger Gestalt und unmeßbarer Dünne, zum Teil auch ohne charakteristische Begrenzung. Bei den Sandsorten finden sich Formen, die sich der Kugelgestalt mehr oder weniger nähern. Insbesondere neigt Quarz zu kugeliger Abrundung. Im übrigen sind Form und Größe der gröberen Bodenelemente in erster Linie abhängig von der Beschaffenheit des Ursprungsmateriales, d.h. des unterliegenden Gesteines, das durch Verwitterung den Boden lieferte, und zugleich von der Art und Weise der Verwitterung selbst. Aus kristallinen Gesteinen hervorgegangene Böden, also Granit-, Gneis-, Glimmerschiefer, Porphyr- und ähnliche Böden bestehen aus großen und kleinen, schwach oder stark verwitterten, aber ausschließlich eckig begrenzten Gesteins- und Mineraltrümmern, die mehr oder weniger reichlich[109] vermischt sind mit den Endprodukten der Verwitterung, mit Tonsubstanz, Eisenhydroxyd und andern Stoffen. Abgerundete Mineralstücke und Steinfragmente finden sich nur da im Boden, wo das bodenbildende Gestein oder wo allgemein die bodenbildende Ablagerung derartige Elemente schon als Bestandteile enthielt, wo also der Boden hervorging aus Sandstein oder einem Konglomerate z.B. des Rotliegenden, der Triasformation, der Kreide oder der Tertiärformation oder irgend einer jüngeren Ablagerung, die unter Mitwirkung von Wasser, Eis oder Wind zustande gekommen ist.

3. Molekularkonstitution der Bodenteilchen. Soweit diese dem Mineralreich angehören, sind sie entweder kristallinisch oder amorph. Im ersteren Fall, sowie teilweise im zweiten sind sie für Wasser und Gase ganz oder beinahe undurchdringbar. Ein Teil der amorphen Bestandteile, wie z.B. die plastische Tonsubstanz, die amorphen sogenannten Bodenzeolithe, das Eisenoxyd und die Kieselsäure in gewissen Zuständen, haben in gleicher Weise wie einige bei der Zersetzung der organischen Substanzen entstehende Humusstoffe die Eigenschaften der Kolloidsubstanzen, d.h. sie quellen bei dem Benetzen mit Wasser durch Einlagerung von Flüssigkeitsmolekülen zwischen die Moleküle der Substanz auf und bilden quasi eine Gallerte, hierbei ihr Volumen bedeutend vermehrend, während sie zusammenschrumpfen, sobald ihnen das Wasser entzogen wird [6]. Diese zum größten Teil hypothetischen Stoffe sind für die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens von großer Bedeutung. [6]1 Auf diesen Bestandteilen beruht die Plastizität der Böden, die in hervorragendem Grade besonders bei den Ton- und tonreichen Bodenarten in die Erscheinung tritt. – In Zersetzung begriffene Pflanzenreste im Boden zeigen, soweit sich noch ihr Ursprung erkennen läßt, die Eigentümlichkeit, daß sie durch Zerstörung eines Teils der Gewebe porös und dadurch für Flüssigkeiten und Gase durchdringbar sind.

4. Bestimmung der Korngröße (mechanische Bodenanalyse) und der Bodenkonstituenten. Zur Bestimmung des quantitativen Mengenverhältnisses der den Boden zusammensetzenden Kornsortimente dient die mechanische Analyse, mittels der die mechanische Trennung des Bodens in die einzelnen Korngrößen durch Sieben und durch Schlämmen bewirkt wird. Hierbei wird der Boden zweckmäßig in folgende Produkte zerlegt:

Von 1–5 werden die Anteile durch Rundlochsiebe ausgeschieden, von 6–8 durch Schlämmung.

Bei der Vorbereitung der zu untersuchenden Erdprobe für die Analyse ist zunächst dafür Sorge zu tragen, daß die gröberen Sortimente von der anhaftenden Erde befreit und die vorhandenen Aggregate zerstört werden. Dies geschieht durch ein mehrstündiges – E.W. Hilgard ([3], II, 57) empfiehlt ein 10–12 stündiges – Kochen mit destilliertem Wasser. Die so behandelte Probe wird durch die Rundlochsiebe mit destilliertem Wasser, wenn nötig unter Zuhilfenahme eines Pinsels, gewaschen, die Teilchen unter 0,5 mm Durchmesser werden dagegen durch Schlämmen in die einzelnen angegebenen Produkte zerlegt. Bei letzterer Prozedur bedient man sich zweier Methoden, von denen die eine sich auf den freien Fall fester Körper in Wasser gründet, Dekantier- oder Hydrostatische Methode genannt (Davy, Schübler, Sprengel, Bennigsen-Förder, Knop, [110] Schlösing, Kühn, Osborne, Fadejeff), während bei der andern der Stoß aufwärts fließenden Wassers (Hydraulische Methode) verwendet wird (Nobel, Schöne, Ad. Mayer, Hilgard). Von der Methode der ersteren Gruppe ist die Kühnsche wegen ihrer Einfachheit bei gewöhnlichen Untersuchungen vorzuziehen; genauere und übereinstimmendere Resultate liefert jene von Fadejeff. Unter den Verfahren der zweiten Gruppe erfreut sich die Schönesche Schlämmethode einer großen Verbreitung. Die wesentlichen Bestandteile des in Fig. 1, S. 109, dargestellten Schöneschen Schlämmapparates sind Schlämmzylinder und Druckmesser (Piëzometer). Die Schlämmzylinder sind U-förmig gebogen, in dem einen zum Schlämmraum bestimmten Schenkel 5 bezw. 2,5 cm weit, während der die Zuführung des Wasserstromes besorgende andre Schenkel eng ist und ganz allmählich in den weiten Schenkel übergeht. Die Zylinder sind mit Hilfe eiserner Muffen an vertikalen Trägern befestigt und durch Gummischläuche mit dem aus einem flachen Zinkkasten begehenden Wasserreservoir verbunden. Der in der Zeichnung zum Gebrauch fertig montierte Apparat besitzt zwei Paare von Schlämmzylindern, um gleichzeitig zwei Schlämmanalysen ausführen zu können. Es sind immer ein großer und ein kleiner Schlämmzylinder miteinander verbunden. Aus dem Reservoir fließt das Wasser zuerst durch den kleinen, dann durch den großen Zylinder. Mit Hilfe eines einfach durchbohrten Gummistopfens ist letzterem der Druckmesser (Piëzometer) aufgesetzt, der am unteren Ende zweimal unter 45° gebogen, an seinem äußeren Knick mit einer seinen, 0,5 mm weiten Ausflußöffnung, in seinem senkrecht aufsteigenden, genau 1 m langen Teil mit einer Einteilung versehen ist. Unter Schlämmgeschwindigkeit versteht man in diesem Schöneschen Apparat die senkrechte Hubhöhe eines Bodenteilchens in der Sekunde. Das aus dem großen Schlämmzylinder mit einer bestimmten Geschwindigkeit in das Piëzometer eintretende Wasser fließt zum Teil bei der Oeffnung am Knick aus, steigt zum andern Teil in dem senkrechten Rohr auf und stellt sich bei einer konstanten Ausflußgeschwindigkeit auf eine konstante Druckhöhe ein. Damit wird das Piëzometer zum Indikator für die Stromgeschwindigkeit. Was diese im Schlämmraum betrifft, so ist sie in erster Linie abhängig von dem Querschnitt des Schlämmzylinders und der Größe der Ausströmungsöffnung am Piëzometer. Es ist daher der Querschnitt des Schlämmraumes (= C in Quadratmillimetern) an der Stelle, wo er genau zylindrisch gestaltet ist, sorgfältig festzustellen, sodann empirisch die in der Zeiteinheit bei einer gewissen Druckhöhe ausgeflossene Wassermenge (= Q in Kubikmillimetern). Die dieser Druckhöhe entsprechende Geschwindigkeit im Schlämmraum ist dann v = Q/C mm in der Zeiteinheit. Bestimmten Schlämmgeschwindigkeiten entsprechen bestimmte Korngrößen bei annähernd gleichem spezifischen Gewicht der zu trennenden Bodenbestandteile. Schöne hat die Schlämmgeschwindigkeiten auf Quarzkorngrößen (Quarz D = 2,65) bezogen und gefunden, daß einer Geschwindigkeit von

1. 0,2 mm	eine Korngröße entspricht von	0,01 mm und darunter;
2. 2 mm	eine Korngröße entspricht von	0,05–0,01 mm;
3. 7 mm	eine Korngröße entspricht von	0,1–0,05 mm.

Bei gleichbleibender Ausflußöffnung am Piëzometer wird die Geschwindigkeit von 7 mm nur dadurch erreicht, daß man dem weiten Schlämmzylinder einen engeren vorlegt mit nur halb so weitem Durchmesser des Schlämmraumes, wie dies auch hier geschehen. In diesen wird beim Beginn der Operation die trocken abgewogene, gut ausgekochte Bodenprobe eingebracht. Die einzelnen Fraktionen werden auf 100 der angewandten Substanz berechnet ([7] S. 31; [7], 23; Th. B. Osborne [3], Bd. 10, S. 196; E.W. Hilgard [3], Bd. 2, S. 57 und Bd. 6, S. 52; Ad. Mayer [3], Bd. 5, S. 228; W.R. Williams [3], Bd. 18, S. 225).

Bei jeder Art der Ausführung der mechanischen Bodenanalyse sind verschiedene Bedingungen zu erfüllen, wenn ein sicheres oder annähernd sicheres Resultat erlangt werden soll. Außer dem 10–20 stündigen lebhaften Kochen der Bodenprobe ist es unbedingt notwendig, bei dem Schlämmen möglichst reines (destilliertes) Wasser zu verwenden, weil in kalk- und salzhaltigem sich infolge der Flockung Aggregate bilden, die in die gröberen Produkte übergehen. Aus demselben Grunde müssen die Apparate vor allen grellen Temperaturschwankungen, vor dem Einfluß des Lichtes geschützt werden; sie erhalten daher am zweckmäßigsten Aufstellung in einem dunkeln Keller. Zur sicheren Abscheidung der Sedimente von bestimmtem hydraulischen Wert muß ferner dem Schlämmen eine Abscheidung des Tones vorhergehen, indem sonst das schwere und hydraulisch viel wirksamere Tonwasser im Anfang der Operation viel gröbere Korngrößen, als der Geschwindigkeit entsprechen, mit fortführt. Dies ist durch wiederholtes Absetzen aller Körner vom Tonboden bei 20 cm hoher Wasserschicht zu bewerkstelligen, wobei die Absetzzeit auf 24 Stunden zu bemessen ist (Hilgard). – Insoweit die physikalische Beschaffenheit des Bodens von der Korngröße abhängig ist, genügt die Trennung in die beschriebenen Sortimente, mit Ausnahme der Kolloid- und Humussubstanzen. Unter ersteren ist der kolloidale Teil des Tones der wichtigste, weil durch diesen die Plastizität des Bodens bedingt ist.2 Zur Bestimmung dieses »wirksamen« Tones kann man das vorerwähnte Verfahren Hilgards oder jenes von Th. Schlösing benutzen ([4], S. 50). Es bleiben allerdings hierbei unter Umständen noch verschiedene andre feinste Teilchen (Quarz, Eisenoxydhydrat, verschiedene Mineralien) zurück, deren Menge dann auf chemischem Wege zu ermitteln ist. Am zweckmäßigsten wird es indessen sein, den Ton direkt zu bestimmen. Die Humusstoffe sind gleichergestalt durch die chemische Analyse zu ermitteln ([7], S. 57–64), und dasselbe gilt auch von der in physikalischer Hinsicht wichtigen kolloidalen Humussubstanz (Matière noire), die am besten nach der Methode von L. Grandeau [8] festgestellt wird. – Sobald neben der Korngröße die Substanz selbst für das physikalische Verhalten des Bodens in Betracht kommt, wie z.B. der Wärme gegenüber, wird man nicht umhin[111] können, die Bodenkonstituenten mittels der chemischen Analyse zu bestimmen, weil die mechanische hierüber keinerlei Auskunft gibt ([7], S. 43–85). Unter besonderen Verhältnissen kann es auch aus gleichem Anlaß erwünscht sein, die Gemengteile der Schlämmprodukte einer mineralogischen Prüfung mit Hilfe von Lupe oder Mikroskop zu unterziehen [9].

5. Die Lagerungsverhältnisse der Bodenteilchen (Struktur) des Bodens.

a) Die Einzelkonstruktur (E.W. Hilgard). Denkt man sich den Boden in seine einzelnen Partikeln zerlegt und diese mehr oder weniger dicht aneinander gelagert, so ist die Größe der zwischen den Teilchen befindlichen und für die Wasser- und Luftbewegung maßgebenden Zwischenräume von der Größe (dem Durchmesser) und der Form der Teilchen vollständig abhängig, weshalb man diese Art ihrer Zusammenlagerung zweckmäßig mit »Einzelkornstruktur« bezeichnet. Nimmt man an, daß die Partikeln Kugelgestalt und gleiche Größe besäßen, so kann die Aneinanderlagerung entweder derart sein, daß jede Kugel in dem Zwischenraum zwischen den benachbarten Kugeln ruht (Fig. 2) oder daß die in den Berührungspunkten der Kugeln errichteten Tangentialebenen sämtlich aufeinander senkrecht stehen (Fig. 3). Die erstere Anordnung führt zum Aufbau einer drei- oder vierseitigen regulären Pyramide, bei der letzteren bilden die Kugeln zusammen einen Würfel. In jedem Fall ist die Lagerung der gleichartigen Elemente die möglichst dichte, und die Summe der Zwischenräume (Porenvolumen) beträgt 25,95% des Gesamtvolumens; in dem zweiten Falle hat man es mit der lockersten Lagerung zu tun, und das Porenvolumen beläuft sich auf 47,64% des Gesamtvolumens (J. Soyka [3], Bd. 8, S 1). Die absolute Raumerfüllung der festen Bestandteile ist in beiden Fällen von der relativen Größe der Kugeln, wenn diese innerhalb des Sortimentes eine gleiche Größe haben, unabhängig (C. Lang [3], Bd. 1, S. 109).

Die geschilderten Verhältnisse passen nur auf Böden, die aus sandigen oder sandsteinartigen Ablagerungen hervorgegangen sind, nicht aber auf Böden, deren Substrat Schiefertone, Tonmergel, Tone, kristalline Schiefer, kristalline und tonige Kalksteine sowie Eruptivgesteine aller Art bilden; sie gelten auch nicht für jene Böden, die aus weit ausgedehnten innerkontinentalen äolischen Aufschüttungen hervorgegangen sind, die wir als Löß bezeichnen. In Böden dieser Kategorien herrschen eckige Körner entschieden vor. Hier ein Schema für die Lagerung der kleinsten Teilchen anzugeben ist unmöglich. Doch lehrt die unmittelbare Beobachtung, daß die Uebereinanderlagerung der Bodenelemente eine äußerst wechselnde, bald lockere, bald dichte ist. Unter solchen Verhältnissen kann es nicht wundernehmen, daß das Porenvolumen, das einen Maßstab für die Lagerungsverhältnisse der Bodenteilchen abgibt, innerhalb weiter Grenzen liegt. Nach den diesbezüglichen Versuchen von C. Flügge [10], E. Wolff [11], s. Renk [12], E. Ramann [4] und Veitmeyer [13] schwankt das Porenvolumen bei Mineralböden zwischen 20 und 57,8%, bei Torf- und Moorböden steigt es nach Ramann ([4], S. 60) und v. Schwarz ([3], Bd. 2, S. 164) bis auf 85,2%.

b) Die Krümelstruktur (E. Wollny). In manchen Bodenarten bilden sich unter gewissen Umständen Aggregate (Krümel) durch mehr oder weniger enge Aneinanderlagerung einer größeren Zahl von Partikeln. Diese Art der Lagerung (Krümelstruktur) unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen hauptsächlich durch das Auftreten einer beträchtlichen Zahl größerer Hohlräume (Fig. 4) zwischen den Aggregaten, indem gewissermaßen durch die Krümelung die Korngröße bedeutend erhöht wird. Jene größeren Lücken zwischen den Krümeln oder Bröckchen führen sehr durchgreifende Veränderungen in der physikalischen Beschaffenheit des Bodens, besonders bezüglich des Verhaltens desselben zum Wasser und zur Luft herbei. – Die Ursachen der Krümelbildung, auch Flockung genannt, sind sehr verschiedener Art. Die Neigung zur Bildung von Aggregaten verhält sich annähernd umgekehrt wie die Größe der Teilchen und hört bei Quarzpulver ziemlich auf, wenn der Korndurchmesser ungefähr 0,2 mm übersteigt, vorausgesetzt, daß alle Körner von derselben Größe sind, denn in Komplexe kleinerer Körner gehen noch größere Teilchen als die von 0,2 mm Korndurchmesser mit ein. Die Anzahl der Körnchen, die zu einem Krümel kohärieren können, ist wesentlich demselben umgekehrten Verhältnis unterworfen. Je größer die Einzelkörner sind, desto leichter zerfallen die Aggregate. Weiter wurde nachgewiesen, daß die Neigung zur Krümelbildung sich rasch mit zunehmender Temperatur vermindert. Im Wasser nahe dem Siedepunkt ist dieselbe sehr schwach (E.W. Hilgard [3], Bd. 2, S. 441). Die Kolloidsubstanzen sind der Krümelbildung sehr förderlich, und zwar in dem Grade, als sie in größerer Menge in dem Boden auftreten. Die freien, nicht löslichen Humussäuren leisten der Bildung von Aggregaten in dem gleichen Sinne Vorschub, indem sie die Rolle eines Bindemittels für die übrigen Bodenbestandteile übernehmen [14]. Bei einem mittleren Wassergehalt (ca. 40% der Maximalmenge, die der Boden zu fassen vermag) ist die Neigung zur Krümelbildung am größten; bei höherem und geringerem Wassergehalt nimmt sie stetig ab ([3], Bd. 12, S. 239). – Von besonderer Wichtigkeit ist die Tatsache, daß die löslichen Salze des Bodens auf die Struktur desselben, selbst wenn sie in geringen Mengen auftreten, einen hervorragenden Einfluß ausüben (E.W. Hilgard in [3], Bd. 2, S. 441, und Bd. 16, S. 82; Ad. Mayer [3], Bd. 2, S. 251). Kaustische, kohlensaure und phosphorsaure Alkalien (Kali, Natron, Ammoniak) bedingen ein Dichtschlämmen des Bodens (Einzelkornstruktur) und verhindern die Krümelbildung unter Umständen vollständig, während die Mineralsäuren, Salz-, Schwefel- und Salpetersäure und deren Salze, mit Ausnahme der neutralen Alkalisulfate, die sich der erstgenannten Gruppe nähern, die Bildung von Aggregaten wesentlich fördern. Bei den Chloriden und den [112] Nitraten ist dies nur so lange der Fall, als diese sich in der Bodenlösung vorfinden; werden sie jedoch durch das in den Boden eindringende atmosphärische Wasser ausgewaschen, was um so leichter erfolgt, als bekanntlich diese Salze vom Boden nicht absorbiert werden, so tritt nachträglich ein Dichtschlämmen ein (Einzelkornstruktur). Dem Boden beigemischt, befördert Kalkhydrat (Aetzkalk) in hohem Grade, kohlensaurer Kalk in geringerem Grade die Bildung loser, flockiger Aggregate (Krümel), die allen auf ihre Zerstörung hinwirkenden äußeren Einflüssen je nach der angewendeten Substanzmenge mehr oder weniger lange Zeit widerstehen. Unter den äußeren Faktoren, die auf die Struktur des Bodens einen Einfluß ausüben, würde zunächst der Frost in Betracht kommen. Durch das zu Eis erstarrende und sich hierbei ausdehnende Wasser werden die Teilchen auseinander gerückt. Dies hat in einem zur Krümelbildung neigenden, aber dichtgelagerten Boden in der Regel die Ueberführung desselben in eine krümelige Masse (Krümelstruktur), in einem bereits mechanisch zerkleinerten oder grobkörnigen (Sand-)Boden aber eine so weitgehende Trennung der Partikeln zur Folge, daß derselbe in seine einzelnen Elemente zerfällt (Einzelkornstruktur) oder sich unter der Frostwirkung fest zusammenlagert (Sand). – Auf die Zerstörung der Krümelstruktur (in der Technik »Verschmieren« oder auch »Verstampfen« genannt) wirkt auch heftiges Schütteln mit Wasser, Kneten und Kochen der Ton- oder Erdmasse. Diese Mittel werden in der Keramik zur Vermehrung der Plastizität angewendet, die wesentlich auf der möglichst seinen Verteilung der Teile beruht. Von hervorragendem Einfluß auf die Struktur des Bodens erweist sich das atmosphärische Wasser, einerseits durch Veränderung der Lage der Bodenteilchen, anderseits durch Fortführung der feinsten Elemente in die Tiefe. Durch das eindringende Wasser wird die Krümelstruktur infolge Loslösung der Partikeln von den Bröckchen und Einschlämmen derselben in die Hohlräume vernichtet, und zwar um so schneller, je größer die einsickernden Wassermengen sind und je geringer die Neigung des Bodens zur Krümelbildung ist. Je größer die Kraft des auffallenden Wassers ist, um so eher geht der Boden in den Zustand der Einzelkornstruktur über. Daher können heftige Gewitterregen den mechanischen Zustand des Bodens innerhalb kurzer Zeit vollständig ändern, und es unterliegen hauptsächlich gleichmäßig feinsandig-tonige Bodenarten bei Schlagregen leicht einer Verschlämmung in ihren obersten Teilen, die bei der Abtrocknung des Bodens oft zu der von dem Landwirt gefürchteten Krustenbildung führt. Aus solchen Tatsachen wird gefolgert werden dürfen, daß die Niederschlagshäufigkeit unter sonst gleichen Umständen für die Struktur des Bodens von großer Bedeutung ist; häufigere aber wenig ergiebige Niederschläge sind von ungleich geringerer Wirkung als seltener erfolgende aber stärkere. Durch die Bedeckung des Bodens mit lebenden Pflanzen oder abgestorbenen Pflanzenteilen (Streu, Stroh, Holz u.s.w.) werden die geschilderten mechanischen Wirkungen der Niederschläge abgeschwächt, weil die Kraft des auffallenden Wassers gebrochen und das Eindringen desselben in den Boden verlangsamt wird. Der betreffende Einfluß der Pflanzendecke ist um so größer, je dichter die Pflanzen stehen und je kräftiger sie sich entwickelt haben. Ist der Boden mit einer Streu- oder Strohdecke versehen, so vermindert sich mit der Zunahme der Mächtigkeit derselben die Verdichtung des Erdreiches seitens des Regens (E. Wollny [3], Bd. 12, S. 31). – Strukturveränderungen können durch die Niederschläge außerdem in der Weise bewirkt werden, daß ein mehr oder weniger großer Teil der feinerdigen Bestandteile durch das nicht eingesickerte, bei geneigtem Terrain oberflächlich abfließende Wasser mitgerissen (Abschlämmung) oder durch das in den Boden eindringende Wasser in die Tiefe abgeführt wird (Ein- oder Durchschlämmung). Der Wald wirkt auf die Abschlämmung in stärkerem Maße retardierend ein als perennierende krautartige Gewächse. Ebenso schützt eine geschlossene Bodendecke gegen die aussaigernde Wirkung des Windes. Wo aber wenig geschützter Boden unter der kontinuierlich auflockernden Wirkung nächtlich eintretender Fröste, der ausblasenden Wirkung heftig wehender Winde ausgesetzt ist, wie das in ausgedehnten Steppengebieten der Fall ist, da werden die staubförmigen Anteile des Bodens im Laufe der Zeit in Ungeheuern Massen fortgeführt und an windruhigen Stellen wieder abgelagert. Vorgänge dieser Art führen zur Bildung äolischer Sedimente, die wir als Löß bezeichnen. Sie decken in Zentralasien Flächenräume von Tausenden von Quadratkilometern. In den Regionen der Ausblasung besitzt der Boden allenthalben eine grobsandig-kiesige Beschaffenheit. – Einen erheblichen Einfluß auf die Krümelbildung üben schließlich die im Boden vorkommenden Tiere – insbesondere die Regenwürmer – durch ihre grabende und wühlende Tätigkeit oder durch ihre Ausscheidungen aus (C. Darwin [15]; V. Hensen [16]; P.E. Müller [17]; E. Ramann [3], Bd. 11, S. 299; E. Wollny [3], Bd. 13, S. 382; E. Ebermayer [18]).

6. Die Volumänderungen des Bodens dokumentieren sich hauptsächlich durch Schwankungen in der Raumanfüllung bei wechselnder Anfeuchtung und Austrocknung der Böden. Sie treten im allgemeinen am stärksten bei den Kolloidsubstanzen enthaltenden Erdarten auf und sind am größten bei den Humusstoffen (Torf), denen der Ton in dieser Richtung sehr nahe steht, während sie bei dem Sande entweder gar nicht oder nur bei großer Feinkörnigkeit in mäßigem Grade beobachtet werden. Im letzteren Falle wird die Ausdehnung der Masse ausschließlich durch die Wasserhüllen bewirkt, mit denen sich die Teilchen bei ergiebiger Benetzung mit Wasser umgeben. Man kennt Böden (Haida, Erzgebirge), die äußerlich den Tonböden durch große wasserhaltende Kraft und Schwerdurchlässigkeit sehr gleichen, gleichwohl wenig Tonsubstanz aufweisen, dagegen vornehmlich aus feinstem Quarzstaub bestehen (G. Schübler [1], Bd. 2, S. 82; E. Wolff [11], S. 71; F. Haberlandt [19], S. 481.; F.A. v. Schwarz [3], Bd. 2, S. 166.) – Bei den Ton- und tonreichen Böden haben die mit der Austrocknung verbundenen Volumänderungen gewisse Spannungen in der Masse zur Folge, die sich sowohl in vertikaler als auch namentlich in horizontaler Richtung geltend machen. Der in der Oberfläche eintretende Wasserverlust bedingt zunächst eine Zusammenziehung der obersten Bodenschicht, wodurch ein Zug von unten nach oben ausgeübt wird, der in dem Grade weiter nach[113] abwärts rückt, als die Austrocknung nach der Tiefe hin zunimmt (Eintrocknungsrisse). (s. Haberlandt [20], S. 22; [3], Bd. 1, S. 148; E. Wollny [3], Bd. 5, S. 43.) Volumveränderungen werden auch bei dem Gefrieren und Auftauen wahrgenommen. Dieselben werden in jenem Fall durch die Ausdehnung des Wassers und durch die oben geschilderte Verschiebung der Bodenteilchen, bei dem Flüssigwerden des Wassers durch das Zusammenfallen der Partikeln oder Aggregate bewirkt. Je höher der Wassergehalt des Erdreiches ist, um so stärker tritt dieser Wechsel in der Raumerfüllung hervor (humus- und tonreiche Bodenarten).

7. Die Kohärenz (Bündigkeit) des Bodens, das ist die Kraft, mit der die Teilchen aneinander haften. Als Maß derselben kann der Widerstand dienen, welchen die Bodenmasse einer Trennung, sei es durch Zug (relative Fertigkeit), sei es durch Druck (absolute Fertigkeit) oder dem Eindringen eines keilförmigen Körpers (Trennungswiderstand) entgegensetzt. Die Kohärenz ist sowohl von der mechanischen Zusammensetzung und dem Feuchtigkeitsgehalt des Bodens als auch von dem Vorhandensein verschiedener Salze abhängig. Von den verschiedenen Bodenkonstituenten besitzt der Ton die größte Fertigkeit, während die Bodenteilchen bei dem Quarz, Kalk und Humus mit einer ungleich geringeren Kraft aneinander haften. Daher nimmt die Bündigkeit der Bodenarten mit dem Tongehalt derselben zu und in dem Maße ab, je größer die Menge ist, in der Quarz, Kalk und Humus auftreten. Unter sonst gleichen Verhältnissen ist die Anziehungskraft, welche die Teilchen des Bodens aufeinander ausüben, um so größer, je seiner die Partikeln sind, und ist abhängig von der Lagerungsweise der letzteren. Im Zustand der Einzelkornstruktur besitzen die Böden unter übrigens gleichen Umständen eine ungleich größere Konsistenz als bei krümeliger Beschaffenheit (Krümelstruktur); durch Zusammenpressen der Masse wird nach Maßgabe des angewendeten Druckes die Kohärenz derselben vergrößert. Der Einfluß des Wassers macht sich in der Weise geltend, daß die Kohärenz bei dem Ton und den tonreichen Bodenarten um so größer ist, je geringer deren Feuchtigkeitsgehalt, während bei dem Quarz, Kalk und Humus der Zusammenhang der Bodenelemente untereinander bei einem mittleren Feuchtigkeitsgehalt am stärksten ist, hingegen bei höherem oder niedrigerem Wassergehalt stetig abnimmt. Alle Mittel, welche die Flockung befördern, vermindern unter sonst gleichen Verhältnissen die Kohärenz. (W. Schumacher [2], S. 125; G. Schübler [1], S. 74; F. Haberlandt [20], S. 22, und [3], Bd. 1, S. 148; H. Puchner [3], Bd. 12, S. 195.)

8. Die Adhäsion (Klebrigkeit) des Bodens macht sich in der Weise bemerkbar, daß derselbe mit größerer oder geringerer Kraft an den hölzernen oder eisernen Werkzeugen der Bearbeitungsinstrumente haftet. Nach den diesbezüglichen Untersuchungen (G. Schübler [1], S. 76; F. Haberlandt [21], S. 393; J. Schachbasian [3], Bd. 13, S. 193) erweisen sich verschiedene Momente für diese Kraft maßgebend. Dieselbe ist proportional der Fläche, mit der die Erde in Berührung tritt, und wächst mit der Größe und der Dauer der Einwirkung des Druckes. Bei den sandigen Böden ist die Adhäsion an Holz und Eisen um so größer, je seiner die Bodenteilchen sind; im pulverförmigen Zustande des Bodens (Einzelkornstruktur) ist dieselbe bei einer und derselben Erdart beträchtlich größer als im krümeligen (Krümelstruktur). Von den Bodenkonstituenten besitzt der Ton die größte Adhäsion an Holz und Eisen, der Humus die geringste, während der Quarz bei annähernd gleicher Größe der Partikeln zwischen jenen beiden Bodenarten steht, sich im übrigen aber dem Humus ähnlich verhält. Der Einfluß des Wassers ist unter den in Rede stehenden Bedingungen je nach der Beschaffenheit des Erdreiches ein verschiedener. Bei den sandigen Bodenarten nimmt die bezeichnete Kraft bis zur vollen Sättigung derselben zu; bei den tonreichen Böden ist die Adhäsion von Holz und Eisen bei einem gewissen Wassergehalt am größten (80% der Maximalwassermenge), während dieselbe bei höherem oder niedrigerem Wassergehalt stetig abnimmt. Der Humus scheint sich in bezug auf die Wirkungen der Feuchtigkeit dem Quarz ähnlich zu verhalten. Im lufttrockenen Zustande ist bei allen Bodenarten die Adhäsion derselben gleich Null.

9. Die Reibung der Bodenarten an Holz und Eisen. Der Widerstand, der bei dem Gleiten der Werkzeuge über den Boden durch Reibung entsteht, wird ausgedrückt durch das Verhältnis der Kraft, die zur Ueberwindung des Reibungswiderstandes erforderlich ist, zum Gewicht des gleitenden Körpers (Reibungskoeffizient). Je nach Beschaffenheit der betreffenden Materialien schwankt der Reibungskoeffizient zwischen 0,33 bis 0,82. Er ist zunächst im feuchten Zustande des Bodens um so größer, im trockenen um so geringer, je seiner die Bodenteilchen bei sonst gleicher Beschaffenheit des Erdreiches sind. Ist die Erde feucht, so ist die Reibung hölzerner und eiserner Werkzeuge an derselben im pulverförmigen Zustande des Materials (Einzelkornstruktur) größer als im krümeligen, während bei trockener Beschaffenheit der Bodenmasse sich diese Verhältnisse umgekehrt gestalten. Hinsichtlich des Verhaltens der einzelnen Bodenkonstituenten vgl. J. Schachbasian [3], Bd. 13, S. 214.

10. Das spezifische Gewicht der Böden bezeichnet das Verhältnis des Gewichtes der Masse zu dem eines gleichen Volumens Wasser, letzteres gleich 1 gesetzt. Für die Bodenkonstituenten im engeren Sinne ist dasselbe wie folgt bestimmt worden:

Quarz	2,65
Ton	2,50
Kalk, kohlensaurer, kristallinisch	2,75
Kalk, kohlensaurer, gefällt	2,67
Gips (gefällt)	2,31
Eisenoxyd	4,54–5,2
Eisenoxydhydrat	3,76
Humus	1,46

Mit Hilfe dieser Werte ist es möglich, die Dichte jeder Bodenart aus derjenigen der einzelnen Bestandteile zu berechnen, sofern das Maß ihrer Beteiligung an der Zusammensetzung bekannt ist. (E. Wollny, [3], Bd. 8, S. 348.) Die wichtigsten in den Böden sonst noch vorkommenden Mineralien besitzen folgendes spezifische Gewicht:

[114]

Feldspat	2,5–2,8
(Orthoklas)	2,5–2,6
(Oligoklas)	2,6
(Labrador)	2,7
Augit	3,2–3,4
Hornblende	2,9–3,4
Epidot	3,4
Gem. Granat	4,3
Glimmer	2,8–3,2
(Kaliglimmer)	2,8–3,0
(Magnesiaglimmer)	3,0–3,2
Kalkspat	2,7–2,8
Dolomit	2,9
Chlorit	2,8
Talk	2,7
Zirkon	4,5
Rutil	4,3
Magneteisen	5,2
Brauneisen	3,4–4,0
Roteisen	5,2

(G. Schübler [1], Bd. 2, S. 61; C. Trommer [22], S. 258; A. v. Liebenberg [23]; C. Lang [3], Bd. 1, S. 136; G. Ammon [3], Bd. 2, S. 26; E. Wollny [3], Bd. 8, S. 347; E. Ramann [4], S.61.)

11. Das Volumgewicht der Böden, auch als scheinbares spezifisches Gewicht bezeichnet, ist das Gewicht eines Volumens Boden, verglichen mit einem gleichgroßen Volumen Wasser. Während bei dem spezifischen Gewicht nur das Volumen der Bodenmasse ohne die zwischen derselben befindlichen, mit Luft und Wasser erfüllten Hohlräume in Betracht kommt, wird bei dem Volumgewicht der Raum in Anrechnung gebracht, den der Boden mit den Lücken einnimmt. Im lufttrockenen Zustande besitzt unter den Bodenkonstituenten nach E. Wollny ([3], Bd. 8, S. 349) der Quarz das höchste (1,4485), der Humus das geringste (0,3349) und der Ton ein mittleres Volumgewicht (1,0108). Mit dem Gehalt an Eisenoxyd resp. an Eisenoxydhydrat sowie an Steinen nimmt das Volumgewicht des Bodens unter sonst gleichen Verhältnissen zu. Im übrigen ist das Volumgewicht bei einer und derselben Bodenart von der Lagerungsweise und von der Größe der Bodenteilchen sehr beeinflußt und unterliegt großen Schwankungen. Je dichter sich die Partikeln aneinander legen, um so größer ist das Gewicht der Masse bei gleichem Volumen und umgekehrt. Die Größe der Bodenteilchen erweist sich bei sonst gleicher Beschaffenheit der Substanz in der Weise von Einfluß, daß das Volumgewicht um so größer ausfällt, je gröber die Partikeln sind. Das Gemisch verschiedener Kornsortimente besitzt ein größeres Volumgewicht als jedes einzelne derselben. Durch Krümelung des Bodens wird das Volumgewicht desselben beträchtlich vermindert, und zwar um so mehr, je gröber die Aggregate sind. Bezüglich des Einflusses des Wassers haben die einschlägigen Versuche ergeben, daß das Volumgewicht mit dem Wassergehalt steigt, und zwar in um so stärkerem Maße, je größer die Wasserkapazität des Bodens ist. Die Unterschiede in den Volumgewichten treten bei annähernd gleichem Sättigungsgrade im allgemeinen in demselben Sinne hervor wie bei lufttrockener Beschaffenheit der Böden, nur sind die betreffenden Werte im feuchten Zustand der Masse mehr genähert als im trockenen. (G. Schübler [1], S. 61; Meister [24], S. 1; A. v. Liebenberg [23], S. 6; E. Wollny [3], Bd. 8, S. 349; E. Ramann [4], S. 62.)

12. Die Farbe des Bodens ist bedingt durch die Gegenwart gewisser Bestandteile. Die eigentlichen mineralischen Hauptbodengemengteile (Ton, Sand, Kalk) sind zwar im reinen Zustande weiß, aber kaum je in diesem reinen Zustande im Boden anzutreffen. Wo der Boden anders gefärbt erscheint, sind es Beimengungen von humosen Stoffen, von Eisen- und Manganverbindungen, die dies bewirken; erstere rufen je nach ihrer Menge eine graue, braune bis schwarze, letztere, als Eisenoxyd oder Eisenoxydhydrat, eine rote, gelbe bis bräunliche Farbe hervor. Die färbende Kraft dieser Substanzen ist eine verschiedene, je nach der Zusammensetzung des Bodens. Eine grüne Färbung wird fast ausnahmslos durch Eisenoxydulverbindungen hervorgerufen, doch fehlt dieselbe in allen gut durchlüfteten Böden, weil sich in diesen die Eisenoxydulsalze leicht oxydieren. Ein Wechsel der Farbe wird bei einer und derselben Bodenart einerseits durch verschiedenen Wassergehalt, anderseits durch Veränderung der Eisenverbindungen oder humosen Stoffe hervorgerufen. Im allgemeinen erscheinen die Böden um so dunkler gefärbt, je höher ihr Wassergehalt ist, und umgekehrt. (W. Schumacher [2], S. 139; E. Wollny [3], Bd. 4, S. 354; E. Ramann [4], S. 86.)

13. Das Bodenprofil. Die Bodenmasse zeigt in der Regel von oben nach unten eine mehr oder weniger deutliche Gliederung; diese beruht entweder auf einer schnell wechselnden stofflichen und mechanischen Zusammensetzung der ursprünglichen Ablagerung von oben nach unten oder lediglich auf der nachträglichen Veränderung, welche die Oberflächenschichten, unter Mitwirkung von Makro- und Mikroorganismen, unter Mitwirkung der atmosphärischen Einflüsse und zugleich auch der Bodenkultur selbst erfahren haben. Da die Gesamtheit dieser Erscheinungen in hohem Maße das Verhalten des Bodens gegen Wasser, Luft und Wärme wie seine chemische Tätigkeit zu beeinflussen imstande ist, wird man sich zwecks rationeller Beurteilung der Bodenverhältnisse nicht auf die Kenntnis der unmittelbar zutage ausgehenden Bodenschichten beschränken dürfen, sondern die Untersuchung bis zu einer gewissen Tiefe (von etwa 1 m) auszudehnen und den Wechsel der Schichten im Untergrunde genau festzustellen haben. Mit dieser Ermittlung gewinnt man das Bodenprofil, das immer die Grundlage für jede umfangreichere Bodenuntersuchung bilden muß. Die systematische Darstellung desselben auf den geologisch-agronomischen Karten, wie sie in der Gegenwart von Preußen, Hessen, Sachsen, Baden und Württemberg und wenig andern Kulturstaaten noch in beschränktem Umfange herausgegeben werden, muß als ein bedeutender Fortschritt auf dem Gebiete der Bodenkunde angesehen werden. Man bedient sich hierbei zweckmäßigerweise eines Erdbohrers. Wo dieser versagt, muß man Probelöcher ausheben. Für diejenigen Zonen des Bodenprofiles, die lediglich unter Einwirkung der Verwitterung, der Bodenkultur und der Vegetation entstanden sind, hat man sich auf folgende Bezeichnung und Gliederung geeinigt. Man nennt die obere, von den Wurzeln der Pflanzen besetzte und durch den Pflanzenwuchs veränderte Schicht des Bodens zweckmäßig »Vegetationsschicht« (Obergrund), die darunterliegenden Schichten »Untergrund.«[115] Die äußerste, zutage tretende, durch die Kultur (Bearbeitung, Düngung u.s.w.) veränderte Schicht bezeichnet man mit »Kulturschicht« oder »Ackerkrume« (Bodenkrume, Muttererde). Die Vegetationsschicht würde sonach aus zwei Schichten bestehen: aus einer durch Kultur künstlich veränderten (Kulturschicht oder Ackerkrume) und einer darunterliegenden, nur durch die Tätigkeit der Pflanzen beeinflußten, im übrigen im natürlichen Zustande sich befindenden Schicht. Man könnte hiernach eine »obere« und eine »untere« Vegetationsschicht unterscheiden. In der landwirtschaftlichen Praxis versteht man unter »Ackerkrume« meist nichts andres als die obere Vegetationsschicht (Kulturschicht), unter »Untergrund« die darunterliegende Bodenpartie. Letzterer fängt hiernach unmittelbar unter der Ackerkrume an, gleichviel wie stark oder wie schwach diese sein mag. Mit »Untergrund« bezeichnet man auch wohl jene Schicht, von deren Beschaffenheit der Wassergehalt der darüberliegenden Bodenpartien abhängig ist (durchlassender, undurchlassender Untergrund). Eine übereinstimmende Bezeichnungsweise existiert zurzeit noch nicht. (J. Lorenz v. Liburnau [25], S. 223; A. Nowacki [26], S. 39; F.W. Dafert [27], S. 162; W. Schumacher [2], S. 326.)

14. Die Mächtigkeit des Bodens, d.h. die Tiefe der von den Wurzeln der Pflanzen durchdringbaren Bodenschicht bezeichnet man als Gründigkeit; sie hat unter Umständen für die Nutzgewächse eine große Bedeutung, insofern diese sich innerhalb gewisser Grenzen um so kräftiger entwickeln, je stärker die Erdschicht ist, in der sie ihre Wurzeln ausbreiten und den Nährstoffbedarf decken können. Für die Bodenmächtigkeit ist daher jene Schicht maßgebend, die das Vordringen der unterirdischen Pflanzenorgane oder deren Wachstum überhaupt hindert. In Gebirgsgegenden bestimmt die Tieflage des festen Gesteins die Mächtigkeit des Bodens. Im Flachlande ist letztere eine größere oder geringere, je nachdem sich mehr oder weniger tief unter der Oberfläche Schichten aus fest zusammenhängenden Materialien (Ton, Letten, Ortstein, Raseneisenstein u.s.w.) oder aus derart groben Bestandteilen (Schotter, Grus, Kies) vorfinden, daß das Wachstum der Pflanzenwurzeln in diesen Schichten aus Mangel an Feuchtigkeit und Nährstoffen vollständig oder doch größtenteils behindert ist. In bezug auf die »Gründigkeit« können folgende Abstufungen aufgestellt werden:

sehr flachgründig: unter und bis 15 cm,

flachgründig: 15–30 cm,

mittelgründig: 30–60 cm

tiefgründig: 60–100 cm,

sehr tiefgründig: über 1 m.

15. Die Lage des Bodens. Die Oberfläche des Bodens ist entweder horizontal (eben) oder geneigt. Im letzteren Falle kann die Neigung der Fläche eine gleichmäßige oder ungleichmäßige und zur Himmelsrichtung sowie zum Horizont eine verschiedene sein. Die Lage der Fläche zur Himmelsrichtung bezeichnet man mit Exposition, jene zum Horizont mit Inklination. Die Exposition kann eine östliche, südliche, westliche, nördliche und eine dazwischen liegende (südöstliche, südwestliche, nordöstliche, nordwestliche u.s.w.) sein. Bei der Inklination unterscheidet man folgende Abstufungen:

Die Exposition und die Inklination des Bodens sind in mehrfacher Beziehung für die Kultur von großer Bedeutung, weil hiervon einerseits die Wärme- und Feuchtigkeitsverhältnisse der Vegetationsschicht, anderseits die Abschwemmungen des Erdreiches abhängig sind. Erstere sind bestimmend für die Auswahl der Gewächse, letztere für die Möglichkeit der Kulturen.

III. Das Verhalten des Bodens zum Wasser.

Die Quellen der Bodenfeuchtigkeit sind teils von oben zuführende (atmosphärische Niederschläge), teils von unten nässende (Grundwasser u.s.w.). Bei gleicher Zufuhr ist die Durchfeuchtung des Bodens außerordentlich verschieden. Die hierbei maßgebenden Einwirkungen sind bedingt 1. durch die physikalische Beschaffenheit, 2. die Mächtigkeit, 3. die Lage, 4. die Bedeckung des Bodens, 5. Einfluß der meteorologischen Elemente.

1. Einfluß der physikalischen Beschaffenheit des Bodens. In bezug hierauf sind zur Erklärung der einschlägigen komplizierten Vorgänge verschiedene Momente in Betracht zu ziehen:

a) Die Leitung des Wassers im Boden. Stellt man sich zunächst den Boden im Zustande der Einzelkornstruktur vor, so können die zwischen den kleinsten Teilchen befindlichen Hohlräume in ihrer Kontinuität als Röhrchen aufgefaßt werden, die bei genügender Feinheit der Partikeln kapillare Wirkungen besitzen. Bei einem Durchmesser der Bodenelemente von 2 mm hören die Kapillarerscheinungen auf. Letztere treten unter der bezeichneten Grenze, je nach der Feinheit der Bodenteilchen, in sehr verschiedener Weise auf. Hinsichtlich der Höhe, bis zu welcher das Wasser von einer in der Tiefe befindlichen Wasserschicht gehoben wird, und der Geschwindigkeit, mit der es sich hierbei fortbewegt, läßt sich das allgemeine Gesetz aufstellen, daß das Wasser um so höher, aber um so langsamer kapillar gehoben wird, je seiner die Bodenteilchen sind und je größer der Gehalt des Bodens an kolloidalen Bestandteilen ist, und umgekehrt. Die bezüglichen Unterschiede zwischen den verschiedenen Bodenarten sind sehr bedeutend. So beträgt z. B. die kapillare Steighöhe in einem Tonboden oft bis zu 2 m, in einem Sandboden von mittlerer Feinheit dagegen meist nicht mehr als 0,40 m. Während aber in diesem der höchste Stand des Kapillarwassers in kürzester Frist eintritt, bedarf es hierzu in dem Ton, selbst bei geringen Steighöhen, eines sehr langen Zeitraums. Analog gestalten sich die Vorgänge in der Leitung des Wassers, wenn die Zufuhr von oben her erfolgt. Der Schwerkraft,[116] die das Eindringen des Wassers in den Boden bedingt, stellen sich verschiedene Widerstände entgegen., die teils durch die Wirkungen der Kapillarkraft, teils durch Adhäsion und Reibung des Wassers an den Bodenteilchen hervorgerufen werden und die in dem Grade wachsen, als die Bodenteilchen seiner sind und die Menge größer ist, in der die Kolloidsubstanzen an der Zusammensetzung des Bodens partizipieren. Aus diesem Grunde steht die Tiefe und die Geschwindigkeit bei dem Eindringen des Wassers in das Erdreich in einem umgekehrten Verhältnis zur Korngröße und zu dem Reichtum des Bodens an kolloidalen Bestandteilen. Die in einem krümeligen Boden vorkommenden größeren, sogenannten nichtkapillaren Hohlräume verlangsamen das kapillare Aufzeigen des Wassers, befördern aber anderseits die Bewegung desselben von oben nach unten. Das Aufsteigen und das Sinken des Wassers geht aus der grobkörnigen in die feinkörnige Schicht viel leichter von statten als umgekehrt. Bemerkenswert ist die Tatsache, daß die durch Kapillarität bedingte Wasserbewegung nur bei einem höheren Wassergehalt des Bodens stattfindet. Je nach der Feinheit der Partikeln hört diese Art der Leitung bei ca. 20–50% der Maximalwassermenge, die der Boden zu fassen vermag, auf, und tritt an deren Stelle eine ungleich langsamere Bewegung, die durch den Uebertritt des von den Oberflächen festgehaltenen Wassers von einem Teilchen zum andern hervorgerufen wird. Sind die Wasserhüllen dadurch über eine gewisse Grenze hinaus verringert, so wird die Wasserbewegung überhaupt sistiert. Der Einfluß des Wassergehaltes des Bodens macht sich in der Weise geltend, daß sowohl das kapillare Steigen als auch das Eindringen des Wassers mit zunehmender Trockenheit des Bodens erschwert wird, weil in demselben Maße die Oberflächenspannung der Flüssigkeit eine Zunahme erfährt. (Meister [24]; W. Schumacher [2], S. 91; A. v. Liebenberg [23]; F. Haberlandt [20], Bd. 1, S. 9; A. Schleh [28]; H. v. Klenze [29], S. 83; A. Mayer, Lehrbuch der Agrikulturchemie, Bd. 2, und [3], Bd. 14, S. 254; W. Edler [30]; E. Wollny [3], Bd. 7, S. 269, und Bd. 8, S. 206.)

b) Die Wasserkapazität des Bodens oder das Wasseraufspeicherungsvermögen bezeichnet die Fähigkeit des Bodens, das demselben zugeführte Wasser in mehr oder minderem Grade festzuhalten. Die diesbezüglichen Wassermengen werden in Prozenten des Volumens des Bodens ausgedrückt. Das ältere Verfahren, die Wasserkapazität in Gewichtsprozenten anzugeben, ist unzweckmäßig, weil die betreffenden Zahlen ein durch das verschiedene spezifische Gewicht der Böden verdecktes Bild liefern. (A. Mayer [31], S. 753.) – Das Wasser wird im Boden nach dem Aufhören der Bewegung sowohl durch Flächenattraktion als auch durch Anziehung seitens der Kolloidsubstanzen sowie durch Kapillarkraft zurückgehalten. Abgesehen von Nebenumständen ist die vom Boden aufgespeicherte Wassermenge um so größer, je seiner die Bodenteilchen sind und je reicher der Boden an kolloidalen Substanzen ist, und zwar, weil in demselben Maße die vom Wasser benetzte Oberfläche (J. Soyka [3], Bd. 8, S. 14) und die Zahl der feinsten Kapillaren sowie der Einfluß der Kolloidsubstanzen wächst. Man unterscheidet eine absolute oder kleinste Wasserkapazität, die in denjenigen Wassermengen zum Ausdruck gelangt, die in den obersten Schichten genügend langer Erdsäulen lediglich durch Adhäsion und mit Hilfe der kleinsten Kapillaren zurückgehalten werden, und eine volle oder größte Wasserkapazität, bei der sämtliche kapillaren Hohlräume des Bodens mit Wasser erfüllt sind. (A. Meyer [31].) Für die Beurteilung der Böden im allgemeinen bietet die größte Wasserkapazität ein ungleich geringeres Interesse als die kleinste. Die kleinste Wasserkapazität wächst unter sonst gleichen Verhältnissen mit der Feinheit der Bodenelemente und dem Gehalt an Kolloidsubstanzen. Sie wird durch Krümelung des Bodens bedeutend herabgesetzt, durch Zusammenpressen des gelockerten Erdreiches dagegen erhöht. Steine vermindern die Kapazität, sofern sie für Wasser undurchdringlich sind. Mit Zunahme der Temperatur sinkt die Wasserkapazität infolge der Verminderung der Zähigkeit (Viskosität) des Wassers. (G. Schübler [1], Bd. 2); C. Trommer [22]; Meister [24]; W. Schumacher [2], S. 86; A. v. Liebenberg [23]; F. Haberlandt [20], Bd. 1, S. 9; A. Mayer [32], S. 18; H. v. Klenze [29], S. 122; E. Wollny [3], Bd. 8, S. 177.

c) Die Permeabilität (Durchlässigkeit) des Bodens für Wasser steht in engster Beziehung zu den bisher besprochenen Eigenschaften des Bodens. Sie tritt von dem Moment ab in die Erscheinung, wo der Boden mit Wasser gesättigt ist und eine weitere Zufuhr zu demselben von obenher stattfindet, und hat demgemäß die Bedeutung, daß sie die Uebersättigung des Bodens mit Wasser verhindert. Als Maß für die Permeabilität kann die Wassermenge dienen, die unter sonst gleichen Verhältnissen durch den Boden filtriert. Die in dieser Richtung ausgeführten Versuche haben zunächst gezeigt, daß die Durchlässigkeit des Bodens für Wasser mit der Zunahme des Korndurchmessers und mit der Abnahme des Gehaltes an kolloidalen Bestandteilen steigt. Ton, Humus, feinster Sand (Triebsand) sowie durch Niederschläge (kohlensaurer Kalk, Eisenoxydhydrat, Eisenphosphat) oder Verkittung der Bodenteilchen (Ortstein, Orterde) hervorgerufene Bildungen sind für Wasser fast vollständig undurchdringlich. Die große Durchlässigkeit grobkörniger Böden kann durch Mischung derselben mit feinkörnigem Material bedeutend vermindert werden. Im krümeligen Zustande des Bodens ist die Filtrationsfähigkeit beträchtlich größer als im pulverförmigen, und sie nimmt im gelockerten Erdreich in dem Maße ab, als der Boden dichter zusammengepreßt wird. Die durch den Boden tretenden Wassermengen nehmen mit dem Wasserdruck zu, aber nicht proportional dem letzteren, sondern in einem kleineren Verhältnis, jedoch so, daß bei gleichmäßigen Intervallen im Druck die in den geförderten Wassermengen hervortretenden Unterschiede für das betreffende Material und für eine bestimmte Schichthöhe konstant sind. (E. Wolff [11], S. 74; C. Flügge [33], S. 465; A.R. v. Schwarz [34], S. 51; F. Seelheim [35], S. 393; D. v. Welitschkowsky [36], S. 499; E. Wollny [3], Bd. 14, S. 1.)

d) Das Verdunstungsvermögen des Bodens wird am zweckmäßigsten nach den Wassermengen bemessen, die von der Flächeneinheit in Dampfform an die Atmosphäre abgegeben[117] werden. Das bisher übliche Verfahren, die Verdunstungsgröße auf das Gewicht des Bodens zu beziehen, erscheint aus denselben Gründen, die oben gegen die Bestimmung der Wasserkapazität nach dem Gewicht angeführt wurden, verwerflich. Die Verdunstungsmengen sind, soweit lediglich die physikalische Beschaffenheit der Erde dabei in Betracht kommt, davon abhängig, in welchem Umfange einerseits die Verdunstungsfaktoren (Temperatur, Feuchtigkeit und Bewegung der Luft) ihre Wirkung geltend zu machen, anderseits die Böden den an der Oberfläche stattfindenden Verlust aus tieferen Schichten zu ersetzen vermögen. Bei verschiedener Lage des Bodens gegen die Himmelsrichtung werden die größten Wassermengen auf der Südseite verdunstet, demnächst auf der Ost-, weiterhin auf der Westabdachung, während die Verdunstung bei Nordexposition am geringsten ist. Die Verdunstungsgrößen nehmen bei südlicher Exposition zu, bei nördlicher ab in dem Maße, als die Fläche stärker gegen den Horizont geneigt ist. Bei örtlichen und bei weltlichen Hängen übt die Inklination einen kaum wahrnehmbaren Einfluß auf die Verdunstung aus. Bei größerem Wasservorrat im Boden verliert letzterer um so größere Mengen von Wasser durch Verdunstung, je dunkler seine Oberfläche gefärbt ist; sind dem Boden größere Feuchtigkeitsmengen entzogen, so tritt das umgekehrte Verhältnis ein (C. Eser [3], Bd. 7, S. 46, 47, 97, 53). – Der Einfluß verschiedener physikalischer Beschaffenheit des Erdreiches auf die Verdunstung läßt sich ohne Schwierigkeiten beurteilen, wenn man die hierbei stattfindenden Vorgänge im Boden näher in das Auge faßt. Tritt das an der Oberfläche eines gut durchfeuchteten Bodens vorhandene Wasser in Dampfform in die Atmosphäre über, so werden dadurch die zutage liegenden Poren allmählich entleert und dadurch gleichzeitig die in der nächsten Schicht befindlichen Wasserteilchen zum Nachrücken gegen die Oberfläche veranlaßt. Indem sich dieser Prozeß naturgemäß in derselben Weise auf die tieferliegenden Schichten fortpflanzt, wird durch die Verdunstung in der ganzen Masse eine Aufwärtsbewegung des Wassers auf kapillarem Wege hervorgerufen. Infolge dieses Vorganges vermindert sich der Wasservorrat im Boden stetig, bis zu einer gewissen Grenze, bei welcher die kapillare Bewegung aufhört, und zwar je nach der Korngröße bei 20–50% der vollen Wasserkapazität. Von diesem Moment ab wird das Wasser, das an der Oberfläche verdunstet, nicht mehr ersetzt, weil die nunmehr nur von Teilchen zu Teilchen auf deren Oberfläche erfolgende Bewegung des Wassers (s. III, 1 a) eine äußerst geringe Geschwindigkeit besitzt. Infolgedessen trocknet die Oberfläche ab. Die obenaufliegende trockene Schicht verhindert jetzt den direkten Einfluß der Verdunstungsfaktoren, besonders denjenigen der Winde, weshalb die Verdunstung nach erfolgter Abtrocknung der oberen Schicht bedeutend abnimmt, und zwar um so mehr, je weiter die Austrocknung von oben nach unten fortschreitet, weil dadurch die feuchte Partie des Bodens immer tiefer zu liegen kommt. In naher Beziehung steht das Verdunstungsvermögen zur Wasserkapazität; es ist um so größer, je feinkörniger der Boden und je höher sein Gehalt an Kolloidsubstanzen ist und vice versa. Im krümeligen Zustande des Bodens ist die Verdunstung geringer als in jenem der Einzelkornstruktur, weil im ersteren Fall die nichtkapillaren Hohlräume den Aufstieg des Wassers Verlangsamen. In gleicher Weise wirken Steine. Dichteres Gefüge fördert die kapillare Bewegung und erhöht demgemäß die verdünnenden Wassermengen. (G. Schübler [1]; Meister [24]; Fr. E. Schulze [37]; E. Wolff [11], S. 61; W. Schumacher [2], S. 102, 111; [38], S. 62; J. Neßler [39], S. 217; P. Wagner [40], S. 87; A. Schleh [28]; F. Haberlandt [20], Bd. 2, S. 25; S. W. Johnson [41], S. 76; F. Masure [42], S. 161; R. Heinrich [43], S. 101; H. Hellriegel [44], S. 625; E. Wollny [3], Bd. 3, S. 117, 325, 328; Bd. 4, S. 360; Bd. 5, S. 21, 157; Bd. 16, S. 1, und Landw. Jahrbücher 1876, S. 457; C. Eser [3], Bd. 7, S. 1.) – Die unter den jeweiligen lokalen Verhältnissen auftretenden Wassermengen resultieren, abgesehen von den sonstigen Einflüssen, aus der Gesamtwirkung der geschilderten Faktoren der Bodenfeuchtigkeit. Im allgemeinen ist der durchschnittliche Wassergehalt der Böden in der Natur um so größer, je seiner die Bodenteilchen und je reicher die Böden an tonigen und humosen Bestandteilen sind. Von den verschiedenen Bodenkonstituenten enthält der Humus in der Regel die größten Feuchtigkeitsmengen, dann folgen in absteigender Reihe Ton und Lehm, während der Quarz in den gewöhnlich auftretenden Formen die geringsten Wassermengen einschließt. Im Zustande der Einzelkornstruktur weist der Boden im Mittel einen wesentlich höheren Wassergehalt auf als in jenem der Krümelstruktur. Steine setzen den volumprozentischen Wassergehalt des Bodens, entsprechend ihrer Menge, herab. (E. Wollny [3], Bd. 5, S. 1, 145.) Daß die Verdunstung in manchen Fällen als wichtigster Faktor der Bodenfeuchtigkeit auftritt, ergibt sich aus der Tatsache, daß der Boden bei vergrößerter (gewellter) und dunkelgefärbter. Oberfläche durchschnittlich einen geringeren Wassergehalt besitzt als bei ebener und hellgefärbter. (E. Wollny [3], Bd. 3, S. 117; Bd. 12, S. 386.) Das Auflockern der obersten Schicht steigert zwar zunächst die Verdunstung, nach kurzer Zeit wirkt aber die gelockerte abgetrocknete Oberfläche erhaltend auf die Feuchtigkeit der übrigen Schichten, weil der direkte Einfluß der Verdunstungsfaktoren auf den Boden vermindert und der kapillare Aufstieg des Wassers an die Oberfläche gehindert ist. (E. Wollny [3], Bd. 3, S. 325.) Je höher das Wasser kapillar gehoben wird, um so mehr machen sich die Wirkungen des Grundwassers nach oben hin geltend, und umgekehrt. Ist aber die über dem Grundwasserspiegel liegende Schicht so mächtig, daß das Wasser nicht mehr kapillar in die oberen Bodenpartien steigen kann, so werden diese nicht mehr von der in der Tiefe befindlichen Wasserschicht beeinflußt.

2. Einfluß der Mächtigkeit der Bodenschicht. Die diesbezüglichen Untersuchungen haben ergeben, daß der absolute Wassergehalt des Bodens mit der Mächtigkeit der Bodenschicht zu- und abnimmt, und daß auch der volumprozentische Wassergehalt sich analog gestaltet, aber nur bis zu einer gewissen, für die verschiedenen Bodenarten verschiedenen Grenze, über welche hinaus derselbe bei weiterem Anwachsen der Bodenschicht keine Aenderung erleidet. Die angedeutete Grenze liegt dort, wo der kapillare Aufstieg des Wassers aus den tieferen, feuchten Partien des Bodens aufhört; sie rückt daher um so weiter nach unten, je[118] höher die Masse das Wasser kapillar zu heben vermag, und vice versa. Die Schwankungen im Feuchtigkeitsgehalt nehmen in dem Maße zu, als die Mächtigkeit der Bodenschicht sich verringert. (E. Wollny [3], Bd. 16, S. 1.)

3. Einfluß der Lage des Bodens.

a) Inklination. Das horizontal gelegene Land ist unter übrigens gleichen Verhältnissen feuchter als das abhängige, und letzteres besitzt einen um so geringeren Wassergehalt, je stärker die Fläche gegen den Horizont geneigt ist. Die Bodenfeuchtigkeit ist bei horizontaler Lage gleichmäßiger verteilt als bei geneigter; in letzterem Fall nimmt der Wassergehalt von oben nach unten zu. Die in dieser Richtung zwischen den höher und tiefer gelegenen Bodenpartien begehenden Differenzen sind um so größer, je stärker geneigt die Fläche ist.

b) Exposition. Bei verschiedener Lage der Bodenflächen gegen die Himmelsrichtung sind die nördlichen Seiten am feuchtesten, dann folgt die Westseite, hierauf die Ostseite, während die südlich exponierten Hänge am trockensten sind. Diese Unterschiede wachsen mit dem Böschungswinkel. (E. Wollny [3], Bd. 9, S. 3, und Bd. 10, S 3.)

4. Einfluß der Bedeckung des Bodens. Bei sonst gleichen Verhältnissen ist der Wassergehalt des mit einer vegetierenden Pflanzendecke versehenen Bodens während der Wachstumsperiode stets niedriger als im nackten Zustande. Die Ursache dieser Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß die Pflanzen durch ihre oberirdischen Organe sehr bedeutende Wassermengen transpirieren, die sie, um sich am Leben zu erhalten, dem Wasservorrat des Bodens mittels ihrer Wurzeln entnehmen. Die Austrocknung des Bodens in der Wurzelregion, die übrigens auch bei den Waldbäumen beobachtet wird, ist um so größer, je kräftiger die Pflanzen entwickelt sind, je dichter ihr Stand und je länger ihre Vegetationsperiode ist. Die in Rede stehende Beeinflussung der Bodenfeuchtigkeit nimmt in dem Maße ab, als die Organe der Pflanzen gegen die Reifezeit hin absterben. Eine Decke von abgestorbenen Pflanzenteilen (Stalldünger, Stroh, Streu u.s.w.) oder von leblosen Gegenständen (Holz, Steine, Kies u.s.w.) erhöht während der wärmeren Jahreszeit den Wassergehalt des Bodens, weil eine solche Decke letzterem einen Schutz gegenüber den Wirkungen der Verdunstungsfaktoren gewährt. Im allgemeinen sind die Feuchtigkeitsmengen im Boden um so größer, je mächtiger die aus den bezeichneten Materialien gebildete Decke ist. Bei Zusammenfassung dieser Tatsachen ergibt sich, daß der durch lebende Pflanzen beschattete Boden unter übrigens gleichen Umständen während der Vegetationszeit am trockensten, der durch leblose Gegenstände bedeckte am feuchtesten ist, während der nicht bebaute nackte Boden sich bezüglich seiner Feuchtigkeitsverhältnisse in der Mitte hält. (G. Wilhelm [45]; [46], S. 174; [47], S. 31; [48], S. 40; J. Breitenlohner [49], S.497; E. Risler [50], S. 131; W. Schumacher [51], 1872, S. 604; 1873, S. 683; A. Vogel [52]; J.N. Woldrich [53]; E. Ebermayer [54], und [3], Bd. 12, S. 147; E. Wollny [55] und [3], Bd. 10, S. 261, 415; Bd. 12, S. 21; Bd. 13, S. 134; Bd. 14, S. 138; R. Lorenz v. Liburnau [56]; E. Ramann [57], [4], S. 255, und [3], Bd. 11, S. 299.)

5. Einfluß der meteorologischen Elemente. Je nach dem durchschnittlichen Gange (Klima) und dem zeitlichen Verlauf dieser Elemente (Witterung) erfahren die Wirkungen der im Boden selbst liegenden Faktoren mannigfache Modifikationen. – Die Erscheinungen, die durch das Klima bedingt sind, lassen sich im allgemeinen dahin präzisieren, daß ein höheres Maß von Bodenfeuchtigkeit mit reichlicher Niederschlagsmenge, größerem Feuchtigkeitsgehalt der Luft, mäßiger Luftbewegung, niedriger Temperatur und höherer Wasserkapazität des Bodens Hand in Hand geht, während eine mehr trockene Beschaffenheit des Erdreiches unter entgegengesetzten Verhältnissen hervorgerufen wird. Im konkreten Fall lassen sich die bezüglichen Einwirkungen nur nach dem Klima und der Bodenbeschaffenheit der betreffenden Oertlichkeit ermessen. – Die Beziehungen der Bodenfeuchtigkeit zur Witterung sind je nach der Verteilung der meteorologischen Faktoren gleichergestalt sehr mannigfaltig. Obwohl die Niederschlagsmenge in den meisten Ländern Mitteleuropas während der kälteren Jahresperiode eine geringere ist als während der wärmeren, ist im ersteren Fall die Durchfeuchtung des Bodens wegen verminderter Verdunstung infolge niedriger Temperatur eine ungleich bessere als im letzteren, wo durch die herrschende höhere Temperatur die Verdunstungsmengen in bedeutendem Grade gesteigert sind. Dies ist besonders der Fall bei dem mit Pflanzen bestandenen Boden, weil diese in der Regel die während der Vegetationsperiode aus der Atmosphäre zugeführten und nicht selten noch größere Wassermengen zur Unterhaltung der Transpiration verbrauchen. (E. Wollny [55], S. 119, und [3], Bd. 4, S. 85; F. v. Höhnel [58] und [3], Bd. 4, S. 435.) Aus solchen Tatsachen folgt, daß die während der vegetationsfreien Zeit im Boden angesammelte Wassermenge (Winterfeuchtigkeit) unter Umständen für die Pflanzenwelt sehr belangreich werden kann [59]. In Trockenperioden überwiegt hauptsächlich der Einfluß der Verdunstung. Bei längerer Dauer derselben kann letztere sogar einen Ausgleich in dem Wassergehalt der Böden von verschiedener physikalischer Beschaffenheit herbeiführen, gleichviel wie hoch deren Wassergehalt ursprünglich gewesen ist. (C. Eser [3], Bd. 7, S. 1.) Die Unterschiede in dem Feuchtigkeitsgehalt zwischen dem bedeckten und dem kahlen Boden treten dagegen unter solchen Verhältnissen stärker hervor. Dies gilt auch für den Boden mit vergrößerter und dunkelgefärbter Oberfläche gegenüber dem ebenen und hellgefärbten. (E. Wollny [55] und [3], Bd. 3, S. 147, Bd. 12, S. 386.) – Die Winde beeinflussen die Verdunstung in außerordentlichem Grade, die trockenen Ostwinde mehr als die feuchten Westwinde. (J.A. Hensele [3], Bd. 16, S. 311.) Ueber die Beziehungen zwischen Niederschlagshäufigkeit und Wasseraufspeicherung im Boden s. E. Wollny [3], Bd. 14, S. 138. – Soweit der Feuchtigkeitsgehalt von den Strukturverhältnissen des Bodens abhängt, entspricht die aufgespeicherte Wassermenge während der Regenperiode meistens der Wasserkapazität des Bodens. Wo dagegen die Unterschiede in der Bodenfeuchtigkeit nur durch solche in den Verdunstungsmengen hervorgerufen werden, kann durch den Niederschlag ein Ausgleich des Wasservorrates hergestellt werden. Daher können die durch verschiedene Beschaffenheit der Oberfläche[119] (Größe, Farbe u.s.w.), verschiedene Bedeckung oder die durch die Exposition und Inklination bedingten Abänderungen der Bodenfeuchtigkeit bei längeren Regenperioden oder während der kälteren Jahreszeit vollständig verschwinden. – Aus dem Umstande, daß die atmosphärischen Wässer zunächst zum Ersatz des verdunsteten Wassers dienen und daß erst nach der Sättigung des Bodens ein in die Tiefe absickernder Ueberschuß sich ergibt, wird gefolgert werden müssen, daß sowohl die Sickerwassermengen als auch die Grundwasserstände nicht ohne weiteres weder aus der Niederschlagsmenge noch aus dem Durchlässigkeitsvermögen des Bodens abgeleitet werden dürfen. Die in fraglicher Richtung bestehenden Gesetzmäßigkeiten lassen sich in Kürze wie folgt charakterisieren: Im vegetationslosen Boden steigen und fallen die Sickerwassermengen mit der atmosphärischen Zufuhr, aber in einem wechselnden Verhältnis. Letzteres ist abhängig von der physikalischen Beschaffenheit des Bodens und dessen Oberfläche sowie von der Verteilung der Niederschläge und der Jahreszeit. Je größer das Verdunstungsvermögen und die Wasserkapazität und je geringer die Permeabilität des Bodens ist, um so kleiner sind unter sonst gleichen Umständen die jeweils in demselben auftretenden Sickerwassermengen, und umgekehrt. Aus diesen Gründen ist die Absicherung des Wassers in die Tiefe in dem Maße vermindert, als der Gehalt des Erdreiches an feinkörnigen, ton- und humusreichen Bestandteilen zunimmt, an größeren, nicht kapillaren Hohlräumen abnimmt, und vice versa. Der Wasserabfluß in die Tiefe nimmt mit der Mächtigkeit der Bodenschicht bis zu einer gewissen Grenze (ca. 60 cm Bodentiefe) zu; darüber hinaus ist die Höhe der Bodenfäule ohne Einfluß auf die Sickerwassermenge. Bei hellgefärbter und gelockerter sowie bei ebener Oberfläche ist die unterirdische Wasserabfuhr größer als bei dunkelgefärbter, nicht gelockerter und gewölbter. Die Bedeckung des Bodens mit leblosen Materialien hat eine beträchtliche Vermehrung, die Bedeckung mit vegetierenden Pflanzen dagegen eine ganz außerordentliche Verminderung der Sickerwasser zur Folge. – Der Einfluß der Verteilung der Niederschläge auf die absolute Menge des unterirdisch abgeführten Wassers macht sich im vegetationslosen Erdreich in der Weise geltend, daß die größten Sickerwassermengen in jenen Jahreszeiten auftreten, in denen die Niederschläge am ergiebigsten sind. Eine Ausnahme hiervon machen jene Gegenden, in denen der Boden im Winter gefriert und dadurch undurchlässig wird. Unter solchen Umständen verschiebt sich meist die unterirdische Abfuhr von der kälteren Jahreszeit auf das Frühjahr. In bezug auf das relative Verhältnis der Sickerwasser zu den Niederschlagsmengen gilt im allgemeinen das Gesetz, daß von dem zugeführten Wasser verhältnismäßig um so größere Mengen absickern, je kälter die Jahreszeit ist. – In dem mit Pflanzen bestandenen Boden folgen die Sickerwasser während der Vegetationszeit nicht dem Gange der Niederschläge, sondern werden I infolge der bedeutenden Verdunstung seitens der Pflanzen in ungewöhnlicher Weise vermindert. Aus diesem Grunde fällt in allen bebauten Ländereien, gleichviel wie die Niederschläge verteilt sind, die Periode der stärksten Absicherung in die kältere vegetationslose Jahreszeit, je nach den herrschenden Wärmeverhältnissen in den Winter oder in das Frühjahr (J. Dalton [