Wir erforschen den Boden/Wir bestimmen den Humusanteil einer Bodenprobe durch Glühen
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)
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?
Einfache Analyseverfahren
Organische Zusammensetzung
- Humusanteil
- Bakterienkunde
- Lichtmikroskop
- Plattengussverfahren
- Bakterienkeimzahl
- Bodenpilze
- Kohlenstoffdioxidbildung
- Regenwurm
Bodenwasser, -luft, -wärme
Bodenreaktion
