De samenstelling van de grond bepaald voor een groot deel hoeveel water er in de grond opgeslagen kan worden en hoe lang het duurt voordat de grond opdroogt. Dit komt omdat de samenstelling van de grond de hoeveelheid openingen in de grond en de grootte van de openingen in de grond bepaald. Deze openingen worden ook wel poriën genoemd. Met eenvoudige proefjes kun je erachter komen hoeveel lucht en water er maximaal in de grond opgeslagen kunnen worden. Deze informatie kun je gebruiken om gerichter water te geven en eventueel de samenstelling van de grond aan te passen aan de behoefte van de planten. In dit artikel vertellen we wat de betekenis is van porositeit, containercapaciteit en veldcapaciteit en beschrijven we hoe je dit kunt meten.

De afmeting van de plantenbak bepaald hoeveel grond er in de plantenbak past. Soms geven fabrikanten van plantenbakken aan hoeveel liter er in de plantenbak past. Meestal wordt een plantenbak niet tot de rand gevuld, waardoor het werkelijke, bruikbare volume anders is dan het volume volgens de specificaties.

Om het werkelijke volume van een plantenbak te bepalen heb je een lege plantenbak, een maatbeker, een potlood en water nodig. Wanneer de plantenbak van poreus materiaal is gemaakt, drainage gaten heeft of een waterreservoir heeft, dan heb je ook een stuk plastic folie of een plastic zakje en een elastiekje of stuk tape nodig. Om de gaten of het reservoir af te sluiten plaats je het plastic in de plantenbak en zet je dit aan de buitenkant vast met het elastiek of de tape. Vervolgens giet je water in de plantenbak tot het punt waarop je de plantenbak met aarde zou vullen. Zet een streepje op de plek tot waar de plantenbak met water gevuld is. Meet vervolgens met de maatbeker hoeveel water er in de plantenbak is gegaan. Dit is het werkelijke volume van de plantenbak.

Grond bestaat uit vaste deeltjes, zoals zandkorrels en compost, en openingen die lucht en/of water bevatten. Deze openingen worden ook wel poriën genoemd. De verhouding tussen de hoeveelheid vaste deeltjes en openingen bepaald hoe poreus de grond is.

Wanneer de grond door een machine zo stevig op elkaar geperst wordt dat er geen poriën meer zijn, dan bestaat de grond voor 100% uit vaste deeltjes en 0% uit poriën. De grond heeft dan een porositeit van 0%. Onder natuurlijke omstandigheden gebeurt bijna niet de grond geen poriën bevat. De grootte van de vaste deeltjes en de mate waarin de grond aangedrukt wordt hebben wel invloed op de precieze verhouding tussen vaste deeltjes en openingen.

Om te bepalen wat de porositeit is van de grond is, heb je een oven gedroogde grond nodig, een bakje waarvan je het werkelijke volume kent, een maatbeker en water. Wil je later ook de containercapaciteit bepalen, dan kun je het beste een plantenbak met drainage gaten gebruiken met daarin plastic folie of een plastic zak om de gaten tijdelijk af te dekken, zoals beschreven in het vorige stuk. Op de pagina over het drogen van grond samples voor bodemtesten kun je lezen hoe je eenvoudig grond in de magnetron kunt drogen.

Vul het bakje met de oven droge grond tot het streepje dat je in de vorige stap hebt gezet, toen de inhoud van de plantenbak is bepaald. Vervolgens giet je water op de aarde tot deze verzadigd is. Het is de bedoeling dat je bijhoudt hoeveel water er in de aarde wordt gegoten. Wanneer er een glimmend laagje op de bovenkant van de aarde verschijnt, is de aarde verzadigd. Wanneer de grond veel organisch materiaal of zand bevat, is het soms moeilijk te zien wanneer de aarde verzadigd is en wanneer er een plas ontstaat. Het is daarom aan te raden om het water langzaam toe te voegen. Probeer ook af en toe even te stoppen met gieten om de grond de tijd te geven om het water op te nemen.

Wanneer de grond verzadigd is, is het beter om het een uur te laten rusten. Het water heeft dan de tijd om een weg vinden in de kleinere poriën. Voeg na het uur eventueel nog wat meer water toe als het glanslaagje dat aangeeft dat de grond verzadigd is verdwenen is. Mocht je op dit punt water toevoegen om de grond opnieuw te verzadigen, wacht dan weer minimaal een kwartier, totdat de grond voor een langere tijd verzadigd blijft.

Wanneer de grond helemaal verzadigd is, kun je berekenen hoe poreus de grond is. Hiervoor gebruik je de volgende formule: de hoeveelheid water die aan de grond is toegevoegd om de grond te verzadigen / het werkelijke volume van de plantenbak = het percentage poriën in de grond. Zorg ervoor dat de hoeveelheid water en het volume in dezelfde eenheid is, bijvoorbeeld milliliters. De uitkomst van deze berekening kun je hieronder gebruiken om de veldcapaciteit te berekenen.

De zwaartekracht zorgt ervoor dat water uit de grote macroporiën in de aarde loopt. In een plantenbak kan dit water niet weglopen naar dieper gelegen natuurlijke grondwater reservoirs. In plaats daarvan hoopt dit water zich in de bodem van de plantenbak op. Wanneer er gaten in de plantenbak zitten, dan gaat dit water hier langzaam doorheen. Het duurt daardoor vaak langer voordat water uit een plantenbak is gelopen dan uit een vergelijkbaar stukje volle grond.

Wanneer al het water dat door de zwaartekracht uit de macroporiën is gelopen uit de plantenbak is gelopen, dan heeft de grond de containercapaciteit bereikt. De macroporiën zijn op dat punt dus gevuld met zuurstofrijke lucht. De cellen in de wortels hebben dit zuurstof nodig om in leven te blijven. Wanneer er meer water in de grond zit dan wanneer de containercapaciteit is bereikt, dan bevat de grond bijna geen zuurstof meer. Hierdoor stikken de cellen in de wortels en gaan ze dood waardoor de plant geen water meer kan opnemen.

Wanneer de containercapaciteit is bereikt is de grond niet helemaal droog, er zit dan nog water opgeslagen in de meso- en microporiën. Door de eigenschappen van deze poriën moet er harder aan dit water gezogen worden om het los te krijgen. Het water plakt als een soort magneet aan de wanden van deze poriën. De zwaartekracht is te zwak om dit water naar beneden te trekken. De wortels van de plant zijn wel sterk genoeg om een deel van het water in de meso- en microporiën zonder al te veel moeite op te zuigen.

Om de containercapaciteit te bepalen verzadig je eerst de grond, zoals hierboven beschreven. Onthoudt hoeveel water er nodig was om de grond te verzadigen. Hierna prik je gaten in het plastic dat het water tegen hield. Probeer de gaten even groot te maken als de drainage gaten in de plantenbak. Plaats de plantenbak op een opvangbak. Het is niet de bedoeling dat de bodem van de plantenbak de opvangbak aanraakt, omdat dit de drainage kan verstoren. Een paar "pootjes" van plastic buizen  zouden de bakken van elkaar kunnen houden. Ook kun je het formaat van de bakken zo kiezen dat de plantenbak in de opvangbak hangt. Om te voorkomen dat er water verloren gaat door verdamping, is het beter de bovenkant van de plantenbak af te dekken met plastic.

Wanneer er een tijdje geen water meer uit de plantenbak druipt, dan is de containercapaciteit bereikt. Hoe lang dit precies duurt, hangt af van de samenstelling van de grond, het aantal drainage gaten en de grootte van de plantenbak. Meet hoeveel water er uit de plantenbak is gelopen.

Om de hoeveelheid lucht in de aarde tijdens de veldcapaciteit te bepalen maak je de volgende berekening: hoeveelheid water dat uit de plantenbak gelopen is / het totale volume van de plantenbak = de hoeveelheid lucht tijdens de veldcapaciteit in procenten. Zorg ervoor dat de hoeveelheid water en het volume van de plantenbak dezelfde eenheid hebben, bijvoorbeeld allebei in liters. Om te bepalen hoeveel water er in de aarde zit tijdens de veldcapaciteit maak je de volgende berekening: porositeit van de grond in procenten - de hoeveelheid lucht tijdens de veldcapaciteit in procenten = de hoeveelheid water tijdens de veldcapaciteit in procenten.

Het kan ook handig zijn om de plantenbak op dit moment te wegen. Je weet dan hoeveel de grond, exclusief de toekomstige plant, weegt wanneer de grond de containercapaciteit heeft bereikt. Je kunt op dit moment ook een plant in de plantenbak planten en de plantenbak dan wegen. Ga je de grond in een grotere pot doen, dan kun je de grond zonder plantenbak wegen en een schatting maken van het gewicht in de grotere plantenbak, met de formule: (gemeten gewicht * (nieuw volume plantenbak / gemeten volume aarde)) + gewicht lege plantenbak = geschatte gewicht nieuwe plantenbak op containercapaciteit. Het gewicht kun je gebruiken om te voorkomen dat je te veel water geeft.

Wanneer je later met een tensiometer gaat werken, dan is het aan te raden deze aan het begin van het experiment, kort na het verzadigen, in de plantenbak te installeren. De waarde die op de tensiometer staat wanneer de containercapaciteit is bereikt kun je aanhouden als het stoppunt voor het water geven.

Water gedraagt zich anders in een plantenbak dan in de volle grond. De experimenten hierboven kunnen veel vertellen over hoeveel water de grond vast houdt, waardoor je weet welke planten wel en niet geschikt zijn voor de tuin. De testen vertellen je minder over wanneer er wel en geen water gegeven moet worden.

De volle grond bereikt zijn veldcapaciteit 24 tot 72 uur na een stevige regenbui of sproeibeurt. Op dit moment zijn de macroporiën door de zwaartekracht leeg gelopen. Dit water zit nu in diepere grond lagen, waar de planten meestal geen toegang tot hebben. Om erachter te komen wanneer de veldcapaciteit van de grond is bereikt, en gerichter te kunnen irrigeren, kun je een tensiometer gebruiken.

Op de pagina over het gebruik van de tensiometer vindt je per grondsoort een schatting van de waarde die de tensiometer aangeeft wanneer de veldcapaciteit is bereikt. Aangezien elke grond uniek is, kan deze waarde afwijken van de werkelijkheid.

Met een tensiometer en water kun je de werkelijke tensiometer waarde ontdekken die bij de veldcapaciteit van je bodem hoort. Om dit te doen moet de tensiometer allereerst correct geïnstalleerd zijn in een stuk grond die representatief is voor de rest van de tuin. Vervolgens giet je water op de aarde rondom de tensiometer totdat deze op nul staat. De nul waarde betekend dat de grond verzadigd is. Hoe groter het vlak is dat je bewaterd, hoe beter. Probeer in ieder geval de grond in een straal van een meter rondom de tensiometer te verzadigen.

Nadat de grond rondom de tensiometer verzadigd is, duurt het enkele uren tot dagen voordat de veldcapaciteit is bereikt. Voordat de veldcapaciteit is bereikt, zie je dat de waarde van de tensiometer vrij snel afneemt. Noteer om de paar uur de waarde die de tensiometer aan geeft. Zodra de waarde op de tensiometer stabiliseert, veranderd de waarde veel langzamer. Op dit punt is de veldcapaciteit bereikt. De waarde op de tensiometer komt dan overeen met de veldcapaciteit.

Deze waarde kun je gebruiken om te bepalen wanneer je moet stoppen met sproeien. Wanneer de grond natter wordt dan de veldcapaciteit kunnen de wortels onvoldoende zuurstof opnemen. Ook kunnen bepaalde ziekteverwekkers dan actief worden. Daarnaast is de tijd tussen het punt waarop de grond verzadigd is en de veldcapaciteit een indicatie van de gezondheid van de bodem. Duurt het langer dan 48 uur voordat de veldcapaciteit bereikt is, dan is het aan te raden om eens naar de drainage van de grond te kijken. Duurt het korter dan 12 uur, dan houdt de grond erg weinig water vast en kan het toevoegen van een bodemverbeteraar wellicht helpen.

Deze bodemtest kan worden beïnvloed doordat water uit de grond verdampt, doordat planten water uit de bodem opnemen en door regen. Wanneer je deze test doet tijdens warm en droog weer, kun je evaporatie voorkomen door een zijl op de grond te leggen. Op die manier is de kans groter dat al het water dat rondom de tensiometer uit de grond verdwijnt door de zwaartekracht komt. Dorstige planten kunnen ook teveel water opnemen, daarom kun je deze test het beste ergens doen waar geen planten staan. Wanneer dit niet mogelijk is, is het belangrijk dat de planten in de dagen voor de test voldoende water hebben gehad. Regen zorgt ervoor dat de grond opnieuw hydrateert. Hierdoor is het onduidelijk hoe lang het duurt voordat de veldcapaciteit is bereikt. Je kunt de test dan beter opnieuw beginnen.

Wanneer je er zelf niet uit komt, kun je via info@foodplanting.com of via de DisQus hieronder gratis om advies vragen. Zorg ervoor dat je zo veel mogelijk informatie geeft, zodat we je zo goed mogelijk kunnen helpen. Suggesties voor andere doe-het-zelf bodemtesten zijn altijd welkom!

• Arguedas, F. R., Lea-Cox, J. D., & Ristvey, A. G. (2007). Revisiting the measurement of plant available water in soilless substrates. In Proc. Southern Nursery Assoc. Res. Conf (Vol. 52, pp. 111-115).
• Arguedas, F. R., Lea-Cox, J. D., & Ristvey, A. G. (2007). Characterizing air and water content of soilless substrates to optimize root growth. In Comb. Proc. Int. Pl. Prop. Soc (Vol. 57, pp. 701-708).
• Beven, K., & Germann, P. (1982). Macropores and water flow in soils. Water resources research, 18(5), 1311-1325.
• Beven, K., & Germann, P. (2013). Macropores and water flow in soils revisited. Water Resources Research, 49(6), 3071-3092.
• Carlile, W. R., Cattivello, C., & Zaccheo, P. (2015). Organic growing media: Constituents and properties. Vadose Zone Journal, 14(6).
• Cong, Z. T., Lü, H. F., & Ni, G. H. (2014). A simplified dynamic method for field capacity estimation and its parameter analysis. Water Science and Engineering, 7(4), 351-362.
• Fields, J. S., Owen Jr, J. S., Zhang, L., & Fonteno, W. C. (2016). Use of the evaporative method for determination of soilless substrate moisture characteristic curves. Scientia Horticulturae, 211, 102-109.
• Gessert, G. (1976). Measuring a medium’s air space and water holding capacity. Ornamentals Northwest, 1(8), 11-12.
• Hillel, D. (2013). Introduction to soil physics. Academic press.
• Kirkham, M. B. (2014). Principles of soil and plant water relations. Academic Press.
• Kramer, P. J., & Boyer, J. S. (1995). Water relations of plants and soils. Academic press.
• Lal, R., & Shukla, M. K. (2004). Principles of soil physics. CRC Press.
• Nimmo, J. R. (2004). Porosity and pore size distribution. Encyclopedia of Soils in the Environment, 3, 295-303.
• Noggle, G. R., & Wynd, F. L. (1941). The determination of selected chemical characteristics of soil which affect the growth and composition of plants. Plant physiology, 16(1), 39.
• Reynolds, W. D. (2018). An analytic description of field capacity and its application in crop production. Geoderma, 326, 56-67.
• Sahin, U., Anapali, O., & Ercisli, S. (2002). Physico-chemical and physical properties of some substrates used in horticulture. Gartenbauwissenschaft, 67(2), 55-60.
• Shaxson, F., & Barber, R. (2003). Optimizing soil moisture for plant production: The significance of soil porosity. Rome, Italy: UN-FAO.
• Sutcliffe, J. V. (2004). Hydrology: a question of balance. IAHS Press.