Wir erforschen den Boden/Bestimmung des Porenvolumens

Wir erforschen den Boden

Sinn und Zweck

Mineralische Zusammensetzung

Einfache Analyseverfahren

Organische Zusammensetzung

Bodenwasser, -luft, -wärme

Bodenreaktion

Untersuchungsmethoden

Bestimmung des Porenvolumens

Informationen zum Thema

Das Volumenverhältnis von fester Bodensubstanz zum Bodenwasser und zur Bodenluft schwankt erheblich in Abhängigkeit von Bodenart und Bodenstruktur. Als grober Anhaltswert gilt folgende Volumenverteilung: Bodensubstanz : Wasser : Luft wie 50 : 25 : 25. Ein ausreichendes Porenvolumen ist die Voraussetzung für die Atmung der Pflanzenwurzeln und Mikroorganismen im Boden und für eine optimale Wasserversorgung der Organismen. Bodenverdichtungen, hervorgerufen durch mechanische Belastung des Bodens, z.B. durch den Reifendruck von Landmaschinen oder durch Trittverdichtungen, schädigen das Pflanzenwachstum.

Porenvolumen von Böden verschiedener Korngrössenzusammensetzung Das Porenvolumen wird im allgemeinen in Prozenten des gesamten Bodenvolumens ausgedrückt.

Böden	Porenvolumen
Sandböden	32,5 %
Lehmböden	34,5&
schwere Lehmböden	44,1%
tonhaltige Lehmböden	45,1%
lehmhaltige Tonböden	47,1 %
schwere Tonböden	52,9%

Versuchsablauf

Im Freiland wird ein Stechzylinder (100 ml oder 1000 ml) in den Boden eingedrückt. Der Stechzylinder wird vorsichtig ausgegraben und nachfolgend werden Ober- und Unterkante glatt abgeschnitten. Nach Trocknung bei 1O5 Grad Celsius ermittelt man das Bodentrockengewicht.

Das spezifische Gewicht ermittelt man, indem 20 g trockener Boden in einen 50 ml Messkolben gefüllt werden. Der Messzylinder wird bis zur Hälfte aus der (bis zur Null-Marke gefüllten) Bürette mit Methanol aufgefüllt und dann mehrfach intensiv geschüttelt, damit die zwischen den trockenen Bodenteilchen eingeschlossene Luft entweichen kann. Wenn keine Luftblasen mehr auftreten, wird der Messzylinder aus der Bürette bis zur 50 ml Marke aufgefüllt. Das in der Bürette verbleibende Methanol entspricht dem Volumen von 20 g trockenem Boden.

Untersuchungsmaterialien

Stechzylinder mit bekanntem Volumen (100 ml oder 1000 ml)
Spaten zum Ausgraben der Probe
Messer zum Abschneiden der überstehenden Erde
Waage (auf 0,01 g genau)
Trockenschrank
Methanol
Messkölbchen (50 ml)
Bürette (50 ml) mit Stativ und Trichter

Versuchsanstellung zur Bestimmung des Porenvolumens

In einfacher, indirekter Weise lässt sich das Porenvolumen rechnerisch bestimmen, indem man das Trockenvolumen eines Bodens durch das spezifische Gewicht des Bodens dividiert.

Multipliziert man diesen Quotienten mit 100 und zieht ihn von 100 ab, so erhält man das Porenvolumen in Prozent.

Formel

V_p=100- $\left(\frac{V_t.100}{s}\right\rangle$

V_p steht für das Porenvolumen

V_t steht für das Volumengewicht

s steht für das spezifische Gewicht

Vorlage:Hintergrund gelb

Vorlage:Hintergrund orangea)das Volumengewicht V_t

V_t= $\left(\frac{Trockengewicht...des...gewachsenen...Bodens}{Volumen...des...gewachsenen...Bodens}\right\rangle$

b) das spezifische Gewicht (s)

s=Gewicht des trockenen Bodens in Gramm : Volumen des trockenen Bodens in ml (ohne Hohlräume)

Auswertungsbeispiel

Vorlage:Hintergrund orange

Volumen des Stechzzylinders = 100 ml

Gewicht des trockenen Bodens= 107 g V_t= $\left(\frac{Trockengewicht...des...Bodens}{Volumen...des...Bodens}\right\rangle$ = $\left(\frac{107}{100}\right\rangle$ = 1,07

Vorlage:Hintergrund orange

Bei 20 g Bodeneinwage blieben in der 50 ml Bürette 9,6 ml Methanol zurück:

s= $\left(\frac{20}{9,6}\right\rangle$ = 2,08

Vorlage:Hintergrund orange

V_p=100- $\left(\frac{V_t.100}{s}\right\rangle$