Bodenfeuchte

An der BDF II Hilbersdorf führten erhöhte Niederschläge im Herbst und beginnendem Winter 2023 (Summe Okt–Dez: 269 mm) zu einem Wiederanstieg der Bodenfeuchten im Ober- und Unterboden (Abb. 1). Über den Winter 2023/24 blieben die Werte auf konstant hohem Niveau im kompletten Bodenprofil. Durch den vergleichsweise trockenen Frühling und Frühsommer zeigten die Bodenfeuchten bis Anfang August einen sinkenden Trend. Im August und September traten mehrfach starke Regenereignisse auf, die an der BDF II Hilbersdorf einen deutlichen Anstieg der Bodenfeuchten im Oberboden und zeitversetzt auch im Unterboden bewirkten. Im Oktober änderten sich die Bodenfeuchten nur geringfügig. Im November stiegen die Werte weiter an und erreichten das Niveau der Bodenfeuchten des letzten Winters.

Der Jahresverlauf der Bodenfeuchten an der BDF II Köllitsch zeigte von Juni bis November 2023 trotz häufigerer Niederschläge im Oktober Werte auf konstant geringem Niveau (Abb. 2). Ende November 2023 war ein starker Anstieg in den oberen Bodentiefen zu erkennen, der sich Ende Dezember im Unterboden fortsetzte. Der Januar 2024 fiel mit einer Niederschlagssumme von etwa 25 mm in Köllitsch vergleichsweise trocken aus. Daher sanken die Bodenfeuchten im Oberboden leicht ab. Im Unterboden setzte sich jedoch der ansteigende Trend infolge der erhöhten Niederschläge des Vormonats fort und erreichte im Februar auch die untere Messtiefe (140 cm). Der trockene März (Monatssumme: 13 mm) wirkte sich vor allem im Oberboden aus, in dem ein sinkender Trend der Bodenfeuchte zu beobachten war. Die Niederschläge Anfang April ließen die Bodenfeuchten im Oberboden zwischenzeitlich wieder ansteigen. Seit Anfang Juni 2024 waren stark abfallende Werte im Oberboden, seit Juli ebenfalls rückläufige Bodenfeuchten im Unterboden zu beobachten. Anfang August wurde der abfallende Trend durch ein Starkregenereignis unterbrochen, welches zu einem vorübergehenden Anstieg der Bodenfeuchten in den oberen Bodenschichten führte. Seitdem blieben die Werte in etwa konstant mit einem leichten Trend zu ansteigenden Werten im Oberboden seit Ende September. Erst gegen Ende November setzte ein deutlicher Anstieg der Bodenfeuchten im Oberboden ein.

Im Lössboden der BDF II Schmorren wiesen die Bodenfeuchten deutlich geringere Schwankungen auf als an den anderen Stationen (Abb. 3). Nutzungsbedingt (Spargelanbau) beginnen die Messungen der Bodenfeuchten in Schmorren in einem tieferen Bereich (ab 65 cm Bodentiefe), so dass Aussagen zum Feuchtezustand des Oberbodens nicht möglich sind. Für tiefere Schichten dieses Lössbodens mit sehr hoher Wasserspeicherkapazität ist ein gedämpfter Verlauf der Bodenfeuchten zu erwarten. Über die Sommer- und Herbstmonate 2023 war ein deutliches Absinken der Bodenfeuchte in allen Tiefe messbar. Erst im Dezember führten die höheren Niederschlagsmengen zu einer Wiederbefeuchtung beginnend in den oberen Bodenschichten und Ende Dezember schließlich auch in tieferen Schichten bis 1,65 m. Im Januar 2024 verblieben die Bodenfeuchten weitestgehend konstant, zeigten aber einen sehr leicht absinkenden Trend zum Monatsende hin. Der feuchte Februar führte zu einer Erhöhung der Bodenfeuchten im Oberboden. Im Unterboden zeigt der deutliche Anstieg, dass die Sickerwasserfront resultierend aus den insgesamt erhöhten Winterniederschlägen die Schicht in 1,65 m Tiefe erreicht hat. Im März sanken die Bodenfeuchten in allen Tiefen leicht ab und blieben bis Ende Juli überwiegend konstant. Seit Anfang August und verstärkt zum Monatsende hin ist in 65 cm Tiefe ein Absinken der Bodenfeuchten zu beobachten. Auch in den tiefen Bodenschichten deutet sich ein absinkender Trend an. Starke Niederschläge im September hatten eine Verlangsamung der Austrocknung zur Folge, erreichten jedoch die Messtiefen nicht in ausreichender Menge um einen Wiederanstieg der Bodenfeuchten zu bewirken. Über den Herbst 2024 setzte sich der leicht abfallende Trend der Werte fort.

Die Bodenfeuchten an der BDF II Lippen liegen, bedingt durch das sandige Substrat, generell auf einem niedrigeren Niveau als in lehmigen und schluffigen Böden (Abb. 4). Der Sandboden ist charakterisiert durch schnelle Anstiege der Bodenfeuchten bei auftretenden Niederschlägen und starkes Absinken auf sehr geringe Werte im Bereich des permanenten Welkepunktes in Trockenphasen. Die Niederschläge im Oktober und November 2023 hatten einen starken Anstieg der Bodenfeuchten im Oberboden zur Folge. Die tiefen Bodenschichten in 1,5 m Tiefe zeigten seit Ende Dezember eine deutliche Wiederbefeuchtung. Im Januar und Februar 2024 blieben die Werte überwiegend konstant mit leichten Schwankungen im Oberboden. Der März und der April fielen mit Niederschlagssummen von nur 14 bzw. 11 mm trocken aus, was absinkende Bodenfeuchten im Oberboden zur Folge hatte. Dieser Trend hielt auch im Mai an und wurde erst im Juni und Juli infolge vereinzelter, stärkerer Regenereignisse mit zwischenzeitlich ansteigenden Werten unterbrochen. Der sehr starke Niederschlag Mitte August (Tagessumme: 67 mm) war bis in tiefe Bodenschichten nachweisbar, führte jedoch insgesamt nur zu einem leichten Anstieg der Bodenfeuchten. Während des mehrtägigen Regenereignisses im September stiegen die Bodenfeuchten vor allem im Oberboden deutlich an und zeigten zum Ende des Monats hin wieder eine leichte Absenkung. Im Oktober und November blieben die Bodenfeuchten im Unterboden konstant. Erst Ende November setzte eine Befeuchtung des Oberbodens ein.

An der BDF II Hilbersdorf (Abb. 7) ist der typische Jahresverlauf der Bodenfeuchten deutlich zu erkennen: Im Sommer treten Austrocknungsphasen auf, die in Intensität und Dauer variieren. Im Herbst und Winter kommt es zur Wiederbefeuchtung bis in den Unterboden hinein. Sehr starke und kurze Regenereignisse wie im Mai 2014 haben fast keine Auswirkung auf die Bodenfeuchte, da die hohen Niederschlagsmengen in kurzer Zeit nicht im Boden aufgenommen werden können und überwiegend oberflächlich abfließen. Deutlich erkennbar sind die drei aufeinander folgenden trockenen Jahre 2018 bis 2020 sowie das Jahr 2022, in denen die Bodenfeuchten sehr stark und bis in tiefe Bodenschichten absanken.

An der BDF II Köllitsch (Abb. 8) wurde von Messbeginn im Jahr 2016 bis 2022 ein kontinuierlich abnehmender Trend der Bodenfeuchten in allen Tiefenstufen erfasst, der die jahreszeitlichen Schwankungen überlagerte. Die Hauptursache dieser starken Abnahme liegt in den geringen Niederschlagsmengen Im Mittel der Messperiode 2016 bis 2022 lag die Jahressumme der Niederschläge an der Station bei 363 mm. Dieser Wert liegt deutlich unter den für die Region typischen Jahresniederschlägen von 527 mm im langjährigen Mittel (Agrarmeteorologische Station Köllitsch, Zeitraum 1994 bis 2022). Diese langanhaltend zu trockenen Bedingungen wirkten sich besonders stark in den tieferen Bodenschichten aus. In 100 und 140 cm Bodentiefe sank die mittlere jährliche Bodenfeuchte von 2016 bis 2022 um etwa 36 %. Im Jahr 2023 setzte sich der langjährig abnehmende Trend nicht weiter fort. Seit Ende 2023 waren infolge erhöhter Herbst- und Winterniederschläge am Standort deutlich ansteigende Bodenfeuchten in allen Tiefenstufen zu verzeichnen.

Der Schwankungsbereich der Bodenfeuchten ist an der BDF II Schmorren geringer als an den anderen Messflächen (Abb. 9). Zum einen wird dies durch die tiefere Installation der Bodenfeuchtesensoren bedingt; zum anderen besitzt der tiefgründige Lössboden eine sehr hohe Wasserspeicherkapazität. Daher wirken sich kurzfristige Änderungen weniger stark und oftmals zeitverzögert aus. Trotzdem sind länger anhaltende und häufig wiederkehrende Trockenphasen, wie 2019–2021, in allen Bodentiefen deutlich zu erkennen.

Der Sandboden der BDF II Lippen weist im Vergleich zu lehmigen und schluffigen Böden eine geringe Wasserspeicherkapazität auf. Daher liegen die gemessenen Bodenfeuchten hier generell in einem geringeren Wertebereich (Abb. 10). In den trockenen Jahren 2018 bis 2020 sowie 2022 näherten sich die Bodenfeuchten bis 110 cm Tiefe mit Werten von nur noch 6 Vol.-% dem permanenten Welkepunkt an. In diesem Zustand können Pflanzen die im Boden verbliebene Restfeuchte nicht mehr aufnehmen und zeigen merkliche Wachstumsschäden. In der Regel erfolgt im Spätsommer bis Herbst jedoch eine schnelle Wiederbefeuchtung, da Niederschläge aufgrund der hohen Wasserleitfähigkeit des Sandbodens schnell im Boden versickern.

Der Bodenwasserspeicher der BDF II Hilbersdorf lag in den letzten 10 Jahren fast durchgängig im Bereich normal feuchter Bedingungen (Abb. 11). In den trockenen Jahren seit 2018 wurde der Bereich < 40 %, der durch beginnenden Wasserstress gekennzeichnet ist, mehrfach deutlich unterschritten. Im feuchten Jahr 2021 waren fast durchgängig ausreichend Wasservorräte für das Pflanzenwachstum vorhanden. Im langjährigen Vergleich war die sommerliche Austrocknung in den nachfolgenden Jahren 2022 und 2023 an dieser Station zwar deutlich, jedoch weniger stark ausgeprägt als in den Jahren 2018 bis 2020.

An der BDF II Köllitsch war ein stark abnehmender Trend der pflanzenverfügbaren Bodenwasservorräte von Beginn der Messungen 2016 bis in das Jahr 2022 zu verzeichnen (Abb. 12). Dieser tiefgründige, sandig-lehmige Boden besitzt zwar eine hohe Wasserspeicherkapazität, die zu geringen Niederschläge waren jedoch nicht ausreichend, um den Bodenwasserspeicher nachhaltig wiederaufzufüllen. In den Jahren 2022 und 2023 war das Bodenwasserdefizit besonders stark und langanhaltend ausgeprägt. Der Auffüllstand lag jeweils von Juni bis Dezember durchgängig im Bereich 20–30 % und damit im Trockenstressbereich für das Pflanzenwachstum. Die Wiederauffüllung der Wasservorräte erfolgte jeweils bis in den Frühling des Folgejahres hinein.

Der Lössboden der BDF II Schmorren ist durch eine tiefgründige Durchwurzelbarkeit (bis ca. 110 cm) und eine sehr hohe Wasserspeicherkapazität gekennzeichnet. Die pflanzenverfügbaren Wasservorräte bewegen sich meist im normal feuchten Bereich von 50–80 % (Abb. 13). Die Auswirkungen der Trockenjahre 2018 bis 2020 waren auch an dieser Station messbar, jedoch weniger stark ausgeprägt im Vergleich zu den anderen BDF-II-Standorten. Auch das Jahr 2023 war durch kontinuierlich sinkende Bodenwasservorräte gekennzeichnet. Die Wiederauffüllung des Bodenwasserspeichers nach solch trockenen Phasen erfolgt hier in der Regel erst im späten Winter bzw. Frühjahr, wenn ausreichend Feuchtigkeit aus Niederschlägen vorhanden ist.

An der BDF II Lippen sind generell stark schwankende Auffüllstände des Bodenwasserspeichers typisch (Abb. 14). Der Sandboden besitzt eine vergleichsweise geringe Wasserspeicherkapazität und leitet Wasser schnell in Form von Sickerwasser in tiefere Bodenschichten, die durch Wurzeln nicht mehr erreicht werden können (Durchwurzelungstiefe ca. 60 cm). In sehr trockenen Phasen, wie in den Jahren 2018 bis 2020 sowie 2022 und 2023, nimmt der Bodenwasserspeicher dadurch sehr schnell ab. Der Boden ist dann in einem sehr trockenen Zustand und die Restfeuchte kann kaum noch durch Pflanzen aufgenommen werden. Dagegen erreichen die Wasservorräte in feuchten Phasen schnell Auffüllstände > 100 %. Der Sandboden kann das überschüssige Wasser nicht speichern, was unter nassen Bedingungen eine erhöhte Sickerwasserbildung zur Folge hat.