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Einrichtung zur Bestimmung der Durchsickerharkeit, des Hohlraumvolumens,
der Wasserkapazität und der Kapillarität von Böden Es` ist insbesondere für die
Landwirtschaft von großem Interesse, die Durchsickerbarkeit, das Hohlraumvolurnen,
die Wasserkapazität und die Kapillarität von Böden zu kennen, um z. B. bezüglich
der Bepflanzung des Bodens, des Berieselungsbedürfnisses usw. Aufschluß zu haben.
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Zur Bestimmung der Wasserkapazität von Böden sind Einrichtungen vorgeschlagen
worden, die aus einem Zylinder bestehen, welcher an seinem unteren Ende mit einem
feinen Drahtnetz oder einem Leinwandfilter abgeschlossen ist und zur Aufnahme und
Berieselung der Bodenprobe dient. Die Wasserkapazität wird in der Weise festgestellt,
daß der in lufttrockenem Zustand befindliche Boden in Pulverform in den Probezylinder-eingefüllt
und dann von oben her mit Wasser berieselt wird, bis der Stand vollkommener Sättigung
erreicht ist. Die aufgenommene Wassermenge wird durch Vergleichswägung festgestellt.
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Einrichtungen ähnlicher Art sind ferner vorgeschlagen worden, um außer
der Wasserkapazität auch die Durchsickerbarkeit bzw. Filtrationsfähigkeit von Böden
zu untersuchen;
dabei wird zunächst die Wasserkapazität in der angegebenen
Weise durch Vergleichswägung festgestellt und anschließend beobachtet, welche Zeitdauer
erforderlich ist, bis eine bestimmte Wassermenge durch den Boden hindurchgesickert
ist. -Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche neben der Durchsickerbarkeit
und der Wasserkapazität auch das Hohlraumvolumen und die Kapillarität von Böden
festzustellen gestattet, wobei all diese Eigenschaften an Hand einer einzigen Bodenprobe
nachgeprüft werden können. Die Gewichtsveränderung der Bodenprobe bzw. ihre Wasseraufnahme
und -abgabe wird in gegenüber den bekannten Einrichtungen erheblich vereinfachter
Weise durch Feststellung der für die Berieselung verwendeten Wassermenge bzw. der
aus der Bodenprobe austretenden Wassermenge festgestellt, so daß sich umständliche
Wägungen erübrigen.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird in Übereinstimmung mit
den bekannten Einrichtungen ein am Boden durch einen Filter abgeschlossener Prüfzylinder
zur Aufnahme und Berieselung der Bodenprobe verwendet. Das Besondere und Neue der
erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, daß am oberen Ende des Zylinders ein
mit Skala versehener Berieselungsbehälter und an einem unteren Stutzen des Zylinders
ein mit Skala versehenes Niveaugefäß angeschlossen sind. Der Anschluß des Niveaugefäßes
geschieht mittels einer Schlauchleitung. Zur Erleichterung der Berieselung empfiehlt
es sich, den Zylinder mit einem abnehmbaren Siebdeckel auszustatten, der mittels
Abstandhalter auf der eingefüllten Bodenprobe aufruht.
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Der untere Anschlußstutzen für die zum Niveaugefäß führende Schlauchleitung
ist zweckmäßig nicht am Zylinder selbst, sondern an einer abnehmbaren Bodenhaube
des Zylinders angebracht, welche den Filterboden des Zylinders überdeckt. Der Vorteil
dieser Maßnahme besteht darin, daß bei der Feststellung der Kapillarität ein besonderer
Abschluß des Anschlußstutzens überflüssig ist.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist insbesondere für die Prüfung
von säulenförmigen Bodenproben bestimmt, die in ihrer natürlichen Schichtung erhalten
sind. Um das Einbringen solcher Bodenproben mit natürlicher Schichtung in den Probezylinder
zu erleichtern, wird in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Zylinder
aus zwei zweckmäßig durch Scharniere verbundeiten Hälften zusammenzusetzen, welche
mit Gummi o. dgl. ausgekleidet sind.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden; es
zeigt Abb. i ein im wesentlichen bekanntes Gerät zur Entnahme säulenförmiger Proben
aus dem Boden, Abb. -2 die erfindungsgemäße Einrichtung, Abb.3 eine weitere Ausführungsmöglichkeit
des zur Einrichtung nach Abb. 2 gehörenden Zylinders, Abb. d. ein Bodenkennblatt.
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Das in Abb; i dargestellte Gerät besteht aus einem Schneidrohr i,
einer mittels Verschraubung oder Einpressung befestigten Schneidspitze 2, einer
Einsatzhülse 3 und einem Stockschaft d., dessen Schlagkopf 5 eine Bohrung 6 zum
Durchstecken eines Handgriffs aufweist. Der Innendurchmesser der Schneidspitze 2
ist etwas kleiner als der Innendurchmesser des Schneidrohrs i, so daß ein flanschartiger
Vorsprung besteht, auf welchem die Hülse 3 aufruht.
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Die zweckmäßig aus Zelluloid bestehende Hülse 3 ist der Länge nach
geschlitzt und besitzt eine glatte Innenfläche, so daß die aus dem Erdboden mittels
der Spitze 2 ausgeschnittene Probe beim Eindrücken oder Einschlagen des Gerätes
möglichst reibungsfrei innerhalb der Hülse 3 ansteigen kann.
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Das Schneidrohr i ist an seinem oberen bzw. rückwärtigen Ende durch
einen verdickten Teil 7 des Stockschaftes .I abgeschlossen. Das Schneidrohr i und
der Stockschaft 4 sind mittels des Gelenks S miteinander verbunden. Die Verbindung
wird durch die am Schneidrohr befestigte Feder 9 und den an dem Teil 7 sitzenden
Zapfen io, welcher durch eine Öffnung der Feder 9 gesichert.
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Beim Herausziehen des Gerätes aus dem Boden wird die ausgeschnittene
Probe in der Hülse 3 festgehalten und nach Lösung der Verbindung 9, io zusammen
mit der Hülse 3 aus dem Schneidrohr i entnommen.
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Die Probe wird danach in der Einrichtung nach Abb. 2 bezüglich Durchsickerbarkeit,
Hohlraumvolumen, Wasserkapazität und Kapillarität untersucht.
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Die Einrichtung nach Abb.2 besteht aus einem Zylinder i i, einem Berieselungsbehälter
i2 und einem Niveaugefäß 13.
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Der Zylinder i i besteht aus zwei Hälften, welche mittels Scharnieren
14 miteinander verbunden und auf der Innenseite mit einer Gummiauskleidung 15 ausgestattet
sind, welche beim Zusammenklappen den Innenraum des Zylinders abdichten. Die Zusammenpressung
der beiden Zylinderhälften kann durch Spannmittel beliebiger Art erfolgen. Der Zylinder
i i enthält einen Siebdeckel 16 mit als Abstandhalter wirkendem Drahtbügel i7.
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Unten ist der Zylinder durch einen Filter 1g abgeschlossen, welcher
zweckinä ßig aus einem Drahtgewebe mit Fließpapierauflage
besteht.
Unmittelbar oberhalb des Filters 18 ist an dem Zylinder ein Anschlußstutzen ig vorgesehen,
der von dem Zylinderinnern durch eine Sieb- oder Filterwand 2o getrennt ist. Der
Stutzen ig dient zum Anschluß der Schlauchleitung a1, welche zu dem Niveaugefäß
13 führt.
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Der Berieselungsbehälter 12 kann mittels Klemmfüßen auf dem Zylinder
ii befestigt werden, und zwar derart, daß sein Auslaufstutzen 22 unmittelbar oberhalb
des @Siebdeckels 16 mündet.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 ist der Anschlußstutzen ig an
einer abnehmbaren Bodenhaube 23 angebracht, welche den Filterboden 18 des Zylinders
i i überdeckt.
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Die Handhabung der beschriebenen Einrichtung ist kurz wie folgt: Nach
Einfüllung der Bodenprobe in den Zvlinder i i und Aufsetzen des Siebdeckels 16 wird
aus dem Berieselungsbehälter 12 Wasser in den Zylinder i i eingelassen, welches
allmählich die Bodenprobe durchsickert und schließlich durch den Schlauch 21 in
das Niveaugefäß 13 gelangt. Das Niveaugefäß 13 wird hierbei in Höhe des Siebdeckels
16 gebracht. Sobald der Wasserspiegel in dem Niveaugefäß 13 die gleiche Höhe erreicht
wie in dem Zylinder i i, ist die vollkommene Sättigung der Bodenprobe erreicht.
Die Zeitdauer, die bis zum Ausgleich der beiden' Wasserspiegel vergeht, ist das
Maß für die Durchsickerbarkeit des Bodens. Zur Bestimmung des Hohlraumvolumens wird
das Meßgefäß in Höhe der Oberkante der Bodenprobe eingestellt.
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Die Wasserkapazität des Bodens wird dadurch festgestellt, daß das
Meßgefäß in Höhe des Zylinderbodens gehalten wird, und zwar derart, daß der Wasserspiegel
in dem Gefäß 13 reit dem Filterboden 18 auf gleicher Höhe liegt. Falls keine Veränderung
des Wasserspiegels mehr beobachtet werden kann, wird die in der Bodenprobe festgehaltene
Wassermenge als Differenz der Berieselungsmenge und der in dem Gefäß 13 aufgefangenen
Menge festgestellt.
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Nach Durchführung dieser Untersuchung wird das Gefäß 13 mit Verbindungsschlauch
21 von dem Zylinder gelöst, der Anschlußstutzen ig luftdicht verschlossen und der
Zylinder i i auf eine Saugmembran bekannter Art aufgesetzt, um die Wasserabgabe
des Bodens bei verschiedenem Unterdruck festzustellen, der durch die Saugmembran
hindurch auf die Bodenprobe im Zylinder i i einwirkt.
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Es empfiehlt sich, die Meßergebnisse in einem Kennblatt gemäß Abb.
q. festzuhalten, welches in einfacher Weise den jeweiligen Wassergehalt bzw. den
Berieselungsbedarf eines Bodens festzustellen gestattet,-wobei der Grad der Durchsickerbarkeit
ein -Maß für die zweckmäßige Berieselungsstärke darstellt.
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Das Kennblatt enthält ein Koordinationssystem, dessen Abszisse als
Unterdruck- oder Saugspannungsskala und dessen Ordinate als Gewichtsskala ausgebildet
sind. 'Oberhalb der Abszissenteilungen wird jeweils das Mehrgewicht eingetragen,
welches die Bodenprobe bei der jeweiligen Saugspannung gegenüber dem Gewicht bei
größter Saugspannung aufweist. Letzteres ist durch die Abszisse selbst gekennzeichnet,
so daß der Punkt a der Kennkurve festliegt. Wenn z. B. der gesättigten Bodenprobe
durch allmählich zunehmende Saugspannung insgesamt 40 ccm bzw. d.o g Wasser entzogen
«-erden, so bedeutet das, daß das Mehrgewicht der gesättigten Probe :4o g beträgt.
Damit liegt Punkt b der Kennkurve fest. Von diesem maximalen Mehrgewicht wird für
die einzelnen Abszissenpunkte das Wassergewicht in Abzug gebracht, welches bei den
verschiedenen Saugspannungen der Bodenprobe entzogen wird. Nach der dargestellten
Kennkurve würde z. B. die bei 0,4 at Unterdruck entzogene Wassermenge 25 ccm (=
25 g) betragen.
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Die Kennkurve stellt gleichzeitig die Gewichtskurve des Bodens bei
verschiedenem Wassergehalt dar. Es ist deshalb möglich, in einer zweiten Ordinatenrubrik
die tatsächlichen Bodengewichte nachträglich einzutragen, um dann mit Hilfe der
Kurve zu beliebiger Zeit, insbesondere im Sommer, den Wassergehalt bzw. den Wasserbedarf
des Bodens festzustellen. Dies geschieht in der Weise, daß man das Gewicht einer
Bodenprobe feststellt, deren Volumen mit dem Volumen der ersten Bodenprobe übereinstimmen
muß. Die Differenz zwischen dem Gewicht und dem Gewicht der gesättigten ersten Probe
ergibt das Wassergewicht, welches dem Boden bis zur Erreichung voller Sättigung
zugeführt werden muß. Um die erforderliche Berieselungsmenge, z. B. pro m@ Bodenfläche,
sofort ablesen zu können, empfiehlt es sich, in einer zweiten Abszisse die rechnerisch
leicht zu ermittelnden Wassermengen in cbm einzutragen.