Wir erforschen den Boden/Wir bestimmen den Humusanteil einer Bodenprobe durch Glühen

Wir erforschen den Boden

Sinn und Zweck

• Vorgehen u. Inhalt
• Konzeption
• Ziel und Dauer

Mineralische Zusammensetzung

• Hauptbodenarten
• Fingerprobe
• Bodenkunde
• Erfahrungen u. Konsequenzen

Einfache Analyseverfahren

• Siebsatz
• Abschlämmung
• Bodenproben - Anleitung
• Bodenprobe entnehmen
• Bodentyp
• Bodenprofilabzug

Organische Zusammensetzung

• Humusanteil
• Bakterienkunde
• Lichtmikroskop
• Plattengussverfahren
• Bakterienkeimzahl
• Bodenpilze
• Kohlenstoffdioxidbildung
• Regenwurm

Bodenwasser, -luft, -wärme

• Wassergehalt
• Wasserdurchlässigkeit
• Wasseranstieg
• Steighöhe von Wasser
• Bodentemperatur
• Luftgehalt

Bodenreaktion

• pH-Wert
• Bodenversauerung
• Calziumcarbonatgehalt
• Kalkgehalt und CO2
• Kalkgehalt und HCl

Untersuchungsmethoden

• Kohlenstoffdioxidabgabe
• Trockensubstanz
• Porenvolumen
• Nitratgehalt
• Nitrat- und Nitritnachweis
• Phosphatbestimmung
• Teststäbchenverfahren
• Molybdat-Vanadat-Methode
• Phosphatnachweis mit Ammoniummolybdat
• Calciumbestimmung
• Chloridbestimmung
• Magnesiumbestimmung

Wir bestimmen den Humusgehalt eines Bodens durch Glühen

Informationen zum Thema

Normalerweise enthalten die Böden Mitteleuropas zwischen 2 und 8 % Humus. Mehr als 10 Prozent Humus gelten bereits als stark humushaltig (humos). Einen ersten Anhaltspunkt für den Humusgehalt gibt schon die Bodenfärbung. Allerdings kann man sich auf das Augenmaß nur bedingt verlassen. Feuchtigkeit lässt den Boden dunkler erscheinen. Sandige Böden zeigen von Natur aus eine intensivere Färbung. Will man den Humusgehalt genauer bestimmen, muss man den Humus (die organische Substanz) verbrennen. Der mineralische Boden bleibt als Rückstand übrig.

Versuchsanstellung

Getrocknete Bodenproben werden über dem Bunsenbrenner zuerst langsam, später bis zur Rotglut erhitzt. Dabei verbrennt die organische Substanz vollständig. Im Boden gebundenes Wasser entweicht ebenfalls, weshalb die Proben vorher getrocknet werden müssen, um den Fehler möglichst klein zu halten. Ein penetranter Geruch nach verbrannten Haaren zeigt an, dass reichlich Stickstoff in der organischen Substanz (Eiweißstoffe!) gebunden gewesen ist. Das in der beginnenden Erhitzungsphase entweichende Ammoniak lässt sich durch die Blaufärbung angefeuchteten roten Lackmuspapier bestätigen. Nach dem Abkühlen der Probe lässt sich der Kohlenstoffanteil (Humusanteil) aus dem Glühverlust berechnen. Bei carbonatreichen Böden entweicht durch die Erhitzung das anorganisch gebundene Kohlenstoffdioxid. Es ist deshalb empfehlenswert, das Kohlenstoffdioxid vor dem Versuch durch Salzsäure auszutreiben.

Untersuchungsmaterialien

Waage Lackmuspapier Porzellan- oder Blechtiegel getrocknete Feinerde Tiegelzange Spatellöffel Tondreieck Glasstab Bunsenbrenner

Versuchsablauf

a) Wiege den Porzellan- oder Blechtiegel. b) Fülle mit einem Spatellöffel 50 g Boden ein. Notiere die Angaben c) Erhitze den Tiegel mit der Erde; zuerst langsam, später bis zur Rotglut. d) Rühre mit einem Glasstab die Substanz um,  damit sie gleichmäßig verbrennt f) Halte ein angefeuchtetes rotes Lackmuspapier in die Dämpfe. Achte auf den Farbumschlag, er ist ein Nachweis für den Ammoniakgehalt. g) Erhitze die Substanz, bis sie eine weißlich-graue oder rötliche Färbung annimmt. Dann ist der Verbrennungsprozess beendet. h) Lass den Tiegel 20 Minuten abkühlen und stelle ihn dann auf die Waage. i) Werte aus! Der Glühverlust des Bodens (verbrannter Humus) ist in % der Bodeneinwaage zu berechnen'

Formel  für den Glühverlust  Tiegelgewicht + Bodeneinwaage (vor dem Glühen getrocknet)  minus   Tiegelgewicht + Bodeneinwaage nach dem Glühen   Glühverlust in Prozent = Glühverlust x 100/ Bodeneinwaage   Erfahrungen und Konsequenzen Der Glühversuch ergibt bei humusreichen Böden einen befriedigenden Anhaltswert für den Humusgehalt. Als methodische Fehlerquellen sind der Kohlenstoffdioxidverlust aus dem Calciumcarbonat und der Wasserverlust zu berücksichtigen. Die in manchen bodenkundlichen Versuchsanleitungen vorgesehenen 5 g Boden reichen für einen Schülerversuch nicht aus, weil die Gewichtsdifferenz zu gering ist und genaue Waagen häufig nicht zur Verfügung stehen. Auch die vorgesehenen Porzellantiegel haben sich in der Praxis weniger gut bewährt. Blechtiegel lassen die Hitze schneller wirksam werden und kühlen auch schneller wieder ab. Der Versuch eignet sich als Partnerarbeitsversuch. Allgemein sind die Schüler sehr motiviert, mit dem Bunsenbrenner die Bodenproben zu erhitzen, bis die organische Substanz verbrannt ist. Im Prinzip wäre es auch möglich, die Bodenproben in einen Muffelofen zu stellen, was aber die Freude am Versuch mindern würde. Verständnisfragen und Anweisungen Was hast du in diesem Experiment getan? Warum ist Glühen ein Nachweis für Humus im Boden? Worauf deutet ein strenger Geruch nach verbrannten Haaren hin?   BODEN-PROJEKT AM MONTESSORI-GYMNASIUM KÖLN Wissensbrücke