Wir erforschen den Boden/Bestimmung der Trockensubstanz einer Bodenprobe

Für quantiative bodenanalytische Untersuchungen und Angaben erweist es sich häufig als notwendig, eine nicht veränderliche Bezugsbasis zu wählen: die Trockensubstanz. Die Technik der Trockensubstanzbestimmung besteht darin, das Bodenwasser zu entziehen, ohne dass qualitative Änderungen der Bodensubstanz eintreten. Als vergleichende Methode zur Bestimmung des Trockensubstanzgehaltes durch Wasserentzug dient die Trocknung von Bodenproben bei 105 Grad Celsius. Für Fragen des Bodenwasserhaushaltes ist der Wassergehalt eines Bodens selbst von Interesse. Weiterhin ist die Kenntnis der Trockensubstanz- bzw. des Wassergehaltes des Bodens von Bedeutung für die Bestimmung des Porenvolumens und zur Bestimmung des spezifischens Gewichts des Bodens.

Untersuchungsmaterialien

• Trockenschrank

• Waage (auf 0,01 g genau)

• Wägegläschen

• Tiegelzange

• Exsikkator

Versuchsablauf

10 g oder 20 g des zu untersuchenden Bodens wägt man in ein vorher genau gewogenes, trockenes Wägegläschen mit Deckel und Schliff ein. Die Probe, deren Brutto- und Taragewicht bekannt ist, stellt man nach öffnen des Schliffdeckels in einen vorher auf 110 Grad Celsius aufgeheizten Trockenschrank. Nach 5 bis 15 Stunden, je nach der zu trocknenden Bodenmenge, verschließt man die Proben noch im Trockenschrank unter Zuhilfenahne einer Tiegelzange mit den dazugehörigen Schliffdeckeln und stellt die Wägegläschen nach dem Abkühlen auf 50 bis 60 °C zum völligen Erkalten in den mit Phosphorpentoxid oder Kieselgel gefüllten Exsikkator. Die Wägegläschen sind zur Vermeidung von Verschmutzung durch Fett und Schweiß nur mit der Tiegelzange anzufassen. Nach einer Abkühlzeit von 1/2 bis 1 Stunde wird die Probe im verschlossenen Zustand zurückgewogen und das Bruttogewicht notiert. Für die meisten Proben erweist es sich als ausreichend, sie über Nacht für 12 bis 14 Stunden bei 110Grad Celsius im Trockenschrank zu belassen.

Auswertungsbeispiel

Setzt man die Mase des feuchten Bodens gleich 100%, so ergibt sich für den Wassergehalt:

$\left(\frac{100$=$\left(\frac{X}{b-c}\right\rangle$

X=$\left(\frac{100$

Beispiel für einen Rechengang:

• a steht für das Gewicht des trockenen Wägegläschens mit Schliffdeckel; hier: 27,31 g

• b steht für das Gewicht des Wägegläschens mit Schliffdeckel und etwas Boden; hier: 37,36 g

• c steht für das Gewicht des kompletten Wägegläschens nach der Trocknung; hier: 32.91 g

• b - a = Gewicht des tatsächlich eingewogenen Bodens'

• = 37,36 g - 27,31 g = 10,05g

• b - c = Wasserverlust durch die Trocknung

• = 37,36 g - 32,91 g = 4,45 g

10,05 g eingewogenener Boden enthalten 4,45 g Wasser; dies sind 44,28 %.

Wenn 10,05 g Boden 4,45 g Wasser enthielten, dann beträgt die Trockensubstanz 10,05 g - 4,45 g = 5,60 g = 55,72 %.

Erfahrungen und Konsequenzen

Für schulische Zwecke kann das Verfahren vereinfacht werden. Wenn keine Laborwaage vorhanden ist, sollte die zu untersuchende Bodenmenge erhöht werden. Schwierigkeiten kann die rechnerische Auswertung bereiten. Der Rechenweg ist entsprechend einzuüben.

Beispiel

 

100 kg Naturboden enthalten 14 % Wasser. Es regnet; der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens steigt auf 20,5%.

Wieviel kg Wasser hat der feuchte Boden aufgenommen?

Lösung Die Masse der Trockensubstanz des Bodens bleibt konstant. Es ändern sich der absolute und prozentuale Wassergehalt im Verhältnis zur Trockensubstanz. Der Naturboden enthält vor dem Regen 86 kg Trockensubstanz und 14 kg Wasser. Nach dem Regen enthält der feuchte Boden 86 kg Trockensubstanz und 22 kg Wasser. Differenzbetrag: 22 kg - 14 kg = 8 kg Wasser. Der trockene Naturboden hat 8 kg Wasser aufgenommen.

Bestimmung der Trockensubstanz

• Leergewicht eines Tiegels bestimmen
• 10g Boden eingewiegen
• Im Trockenschrank bei 105°C ca. 1h trocknen lassen
• Tiegel im Exsikkator abgekühlen lassen und wiegen

Messwerte/Auswertung

Bodenart	Humus	Sand
Leergewicht Tiegel [g]	18,66	21,28
Probengewicht [g]	10,00	10,04
mit Tiegel nach Trocknung [g]	27,68	28,77
Wasseranteil [g]	0,980	2,550

Aufgabe

1. Wie hoch ist der Trockensubstanzgehalt des Humusbodens?
2. Wie hoch ist der Trockensubstanzgehalt des Sandbodens ?

Wir erforschen den Boden Bestimmung der Trockensubstanz einer Bodenprobe Bestimmung des Porenvolumens Verfahren Leergewicht eines Tiegels bestimmen 10g Boden eingewiegen Im Trockenschrank bei 105°C ca. 1h trocknen lassen Tiegel im Exsikkator abgekühlen lassen und wiegen Messwerte / Auswertung Bodenart Humus Sand Leergewicht Tiegel [g] 18,66 21,28 Probengewicht [g] 10,00 10,04 mit Tiegel nach Trocknung [g] 27,68 28,77 Wasseranteil [g] 0,980 2,550 TS(Humus) = 10,04g – 2,55g = 7,49g bezogen auf 10,04g = 74,6% TS(Sand) = 10g – 0,98g = 9,02g bezogen auf 10g = 90,2 % 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