Boden. Nawi Hand-out für den Workshop. Experimente und Ideen für die Unterrichtsgestaltung im fächerverbindenden Unterricht

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1 Nawi 5..6 Boden Experimente und Ideen für die Unterrichtsgestaltung im fächerverbindenden Unterricht Hand-out für den Workshop 2008 Team Nawi56 / Peter Slaby * pslaby@chemikus.de

2 Glas-Fundstücke im Internet Glas ist eine amorphe Substanz. Gewöhnlich wird Glas durch Schmelzen erzeugt, die Bildung von Glas ist aber auch durch die Erwärmung von Sol-Gel möglich und durch Stoßwellen. Thermodynamisch wird Glas als gefrorene, unterkühlte Flüssigkeit bezeichnet. Diese Definition gilt für alle Substanzen, die geschmolzen und entsprechend schnell abgekühlt werden. Das bedeutet, dass sich bei der Erstarrung der Schmelze zum Glas zwar Kristallkeime bilden, für den Kristallisationsprozess jedoch nicht genügend Zeit verbleibt. Das erstarrende Glas ist schnell zu fest, um noch eine Kristallbildung zu erlauben. Übergang von der Schmelze zum festen Glas Im Unterschied zur Abkühlung von kristallinen Materialien ist beim Glas der Übergang von der flüssigen Schmelze zum Feststoff ein allmählicher. Hier spricht man daher nicht von einem Schmelzpunkt sondern von einem Transformationsbereich. Im Laufe der Abkühlung nimmt die Viskosität des Materials stark zu. Dies ist das äußere Zeichen für eine zunehmende innere Struktur. Da diese Struktur kein regelmäßiges Muster aufweist, nennt man den Zustand der Schmelze im Transformationsbereich amorph. Am kühlen Ende des Transformationsbereichs liegt ein thermodynamischer Übergang, der für Glas charakteristisch ist und daher den Namen Glasübergang trägt. An ihm wandelt sich die Schmelze vom amorphen in den festen, glasartigen Zustand, den das Glas auch bei weiterer Abkühlung zeigt. Der Glasübergang zeichnet sich durch eine sprunghafte Änderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie eine Abnahme der spezifischen Wärme Cp aus. Diese Abfolge von Transformationsbereich und Glasübergang ist charakteristisch für alle Gläser, auch solchen, die wie Plexiglas aus Kohlenwasserstoffen bestehen. Der amorphe, viskose Zustand der Schmelze im Transformationsbereich wird für die Bearbeitung von Glas durch Glasbläserei ausgenutzt. Er erlaubt eine beliebige Verformung, ohne dass Oberflächenspannung und Gravitation das Werkstück sofort zerfließen lassen. Ein Glasschneider ist ein Werkzeug zum Trennen von Glas. Die Bezeichnung Glasschneider ist missverständlich, denn ein Glasschneider schneidet das Glas nicht im eigentlichen Sinne. Durch Anritzen der Oberfläche werden gezielt Spannungen im Glas erzeugt, entlang des Schnitts bricht das Glas auf kontrollierten Druck, Zug oder Biegebelastung. Die physikalisch-chemischen Vorgänge, die beim Glasschneiden auftreten, sind noch nicht vollkommen geklärt, und es finden sich unterschiedliche Theorien darüber. Entscheidend für den Glasbruch sind jedoch die Spannungen, die durch Entlangführen des Schneidewerkzeugs entstehen und tief ins Glas hineinreichen. Diese Spannungen können durch spezielle Verfahren sichtbar gemacht werden. Unwesentlich für den Brechvorgang ist die Schwächung des Glases durch die vom Schneider erzeugte Fissur. Erzeugt man eine ähnlich tiefe Ritze durch Einschleifen ins Glas, bricht das Glas nicht wie gewünscht an der Ritze entlang. Mit der Zeit bauen sich die Spannungen wieder ab, der Schnitt wird "kalt". Er bricht zunehmend schwerer und nach Tagen bzw. Wochen überhaupt nicht mehr. Die Moleküle der Schneideflüssigkeit lagern sich an die Rissspitze an und erniedrigen die Energie zum Aufbrechen der Moleküle des Glases. Dazu muss eine Schneideflüssigkeit mehrere Voraussetzungen erfüllen sie sollte dünnflüssig sein ihre Moleküle sollten eine möglichst hohe Bindungsenergie haben ihre Moleküle sollten möglichst klein sein Eine sehr gute Schneideflüssigkeit ist zum Beispiel Wasser. Wasser ist aber deshalb wenig geeignet, weil es die Korrosion des Schneiders fördert. Von daher finden sich im praktischen Einsatz synthetische Schneideöle. wikipedia.org/wiki/glasschneider

3 Wie man ein Regenwurm-Beobachtungsfenster bastelt (Bauanleitung Lumbricoskop) Was braucht man? o 2 Glasscheiben ca. 20 x 30 cm, 3 oder 4 mm stark o Schleifstein (z.b. für Sensen) o Fugendichtungsband, 8 12 mm breit, 2 3 mm stark, selbstklebend o Textiles Klebeband, ca. 36 mm breit, Schere Die Glasscheiben lässt man sich beim Glaser oder im Bilderrahmengeschäft maßgenau anfertigen. Neben den oben aufgeführten Materialien benötigt man noch 2 längliche Holzklötze, zugeschnitten z.b. von einer Dachlatte 4 x 6 cm und quer mit einer ca. 12 mm breiten Nut versehen. Sollten die Glasscheiben noch vom Schneiden die messerscharfen Kanten haben, muss man sie mit einem Wetzstein nass entgraten. Man befeuchtet die Glaskante und den Stein gut und reibt mit schräg gehaltenem Stein immer längs hin und her. Gerade die 2 oberen Kanten an der Schmalseite sind später nicht durch das Klebeband geschützt. An drei Seiten wird das Fugendichtungsband aufgeklebt. Dann legt man die beiden Scheiben aufeinander, so dass sich die Dichtungsbänder voll berühren. Nun wird dieses Sandwich auf drei der vier Seiten mit textilem Band umlaufend verklebt. Fertig. Das fertige Glasfenster steckt man dann ganz kippsicher in die beiden Holzklötze. Das Fugendichtungsband ist aus geschäumten Kunststoff, so dass es einerseits gut dichtet, andererseits aber sehr elastisch reagiert. Der Abstand der Scheiben ist mit 5-6 mm ideal. Die Erdröhren höhlen der Regenwürmer werden später vollständig sichtbar sein. Die Befüllung mit verschieden farbigen Erdpulvern immer lagenweise in 3-4cm-Schichten kann beginnen. Oben lässt man einen kleinen Freiraum für die Fütterung. Wenn alles durch Klopfen gut verdichtet ist und vorsichtig befeuchtet wurde, ist die Wohnung für unsere Regenwürmer bezugsfertig.

4 Boden Bodenmaterial Korngrößen Eigenschaftsunterschiede Bodenfeuchte und Bodenluft (Porenvolumen) Nutzung und Bearbeitung verschiedener Bodenarten Pflanzen und Tiere im Boden Zersetzung der organischen Bodenauflage Methodik: Experimentelle Erschließung Abschwemmbarkeit Bindigkeit Erosion von Böden Bodengenese Entwicklungsschritte auf der Basis des Ausgangsgesteins - seinen Aufbau und seine Eigenschaften verstehen - die Zersetzung von Pflanzenmaterial und die Entstehung von Humus kennenlernen - die Wirkung von Säuren und Kalk auf den Boden kennenlernen - die Bedeutung des Bodens als Träger unserer Nahrungsmittel erkennen - die Gefährdung unserer Böden durch Schadstoffe beurteilen Humusbildung und Humusverlagerung Pflanzennährstoffe im Boden Kreislauf der Nährelemente die Bodenart manuell bestimmen Bodenteilchen aufschlämmen und sedimentieren Bodenproben wässern und belüften Bodenprofile vergleichen Streuschicht mikroskopisch untersuchen Bodentierchen entdecken und bestimmen Regenwürmer beobachten Humusgehalt bestimmen Schwermetalldeposition Schadwirkung Emissionsquellen Bodenversauerung Herkunft der Säurebildner Kalk im Boden Puffer- und Düngewirkung Kalkdüngung Puffersysteme Abstufungen Folgen der Puffererschöpfung ph-wert des Bodens Aktivität der Bodenorganismen nachweisen Seite 1

5 I Erkundungen zum Bodenmaterial Dreiecksdiagramm der Bodenbestandteile Lehm: die gute Mischung mit viel Schluff sowie wenig Sand und Ton Aufgabe: Setzen Sie einen jeweils farbigen Punkt zur Einordnung folgender Befunde: A Sand 12% Schluff 65% B Ton 55% Schluff 25% Experimente mit Bodenproben Versuch: Ziel: Durchführung: Auswertung: Bestimmung des Humusgehalts Ermittlung des Humusgehaltes durch Bestimmung des Glühverlusts Porzellantiegel, Waage, Muffelofen oder Bunsenbrenner, Dreifuß, Tondreieck, verschiedene Bodenproben Man wiegt 5 bis 10 g getrockneten Boden ein, verascht ihn bei ca. 800 C im Muffelofen oder erhitzt ihn bis zur Rotglut mit dem Bunsenbrenner, wobei von Zeit zu Zeit mit einem Magnesiastäbchen umgerührt wird (Abzug!). Durch die Rückwägung läßt sich der Substanzverlust (Glühverlust) ermitteln und prozentual als Humusanteil der Bodenprobe berechnen. Seite 2

6 Versuch: Ziel: Durchführung: Bestimmung der Bodenart Sinneserfahrungen; Kennenlernen von Bodenbestandteilen und Mischungsverhältnissen; Begriffsbildung Klappspaten, Messer oder Löffel, etwas Wasser Man gräbt eine Bodenprobe aus cm Tiefe aus, entnimmt eine Handvoll und knetet sie gut durch (ggf. leicht anfeuchten und kleine Steinchen entfernen). Weiter Behandlung der Probe nach dem Bestimmungsschema Bestimmungsschema: 1. Versuche, die Probe zwischen den Handtellern schnell zu einer bleistiftdicken Wurst auszurollen. nicht ausrollbar, zerfallend: ausrollbar: Gruppe der Sande Gruppe der sandigen Lehme, Lehme und Tone 2. Prüfe die Bindigkeit der Probe zwischen Daumen und Zeigefinger. nicht bindig: Sande bindig: stark lehmiger Sand > 2 > 4 > 3 3. Zerreibe die Probe zwischen den Handflächen. feines Pulver in den Handlinien: kein feines Pulver in den Hl.: schwach lehmiger Sand Sand 4. Versuche, die Probe zu einer Wurst von halber Bleistiftstärke auszurollen. nicht ausrollbar, zerfallend: stark sandiger Lehm ausrollbar: sandiger Lehm oder Tone 5. Quetsche die Probe zwischen Daumen und Zeigefinger in Ohrnähe. starkes Knirschen: sandiger Lehm kein oder schwaches Knirschen: Lehm oder Tone 6. Teile die Probe durch Abquetschen, betrachte die Gleitfläche. Gleitfläche stumpf: Lehm Gleitfläche glänzend: Tone > 5 > 6 > 7 7. Prüfe ein Bodenkrümelchen zwischen den Zähnen. Knirschen: lehmiger Ton kein Knirschen, butterartig: Ton Teilchen Ton Feinschluff Mittelschluff Grobschluff Sand Korngröße in mm < 0,002 0,002-0,0063 0,0063-0,02 0,02-0,063 > 0,2 Sinkzeit bei 10 cm Sinkhöhe 7 h 43 min 51 min 26 sec 4 min 38 sec 31 sec 5 sec Seite 3

7 Versuch: Ziel: Durchführung: Versuch: Ziel: Durchführung: Fraktionierte Sedimentation Beobachtung und quantitative Auswertung der unterschiedlichen Sinkgeschwindigkeiten von Bodenpartikeln, Vergleich der Schichthöhen Standzylinder, Stoppuhr, versch. Bodenproben, Fettstift Man gibt etwa 10 ml Bodenmaterial zusammen mit ca 100ml Wasser in einen Standzylinder, schüttelt gut durch. Nach 30 sec. (Sand/Grobschluff), nach 50 min. (Mittel- und Feinschluff) werden die sedimentierten Schichthöhen am Glaszylinder markiert. Die Auswertung erfolgt nach der Sedimentation der Tonpartikel (frühestens am nächsten Tag). Wasserkapazität Beobachtung der Wasseraufnahme und Wasserhaltefähigkeit, Vergleich verschiedener Bodenarten Blumentöpfe (oder große Filtertrichter), Watte, Bechergläser, Meßzylinder, Sand-, Lehm-und Tonboden sowie Blumenerde Jeweils 500 g der luftgetrockneten Bodenproben gibt man in einen Blumentopf, dessen untere Öffnung mit Watte abgedichtet wurde. Man stellt die Topf über ein Becherglas und übergießt die Erdprobe langsam mit 300 ml Wasser. Die durch geflossene oder durch gesickerte Wassermenge wird ggf. noch mehrmals bis zur völligen Durchfeuchtung über die Bodenprobe gegossen. Man mißt die durchgelaufene Wasserportion, berechnet die festgehaltene Wassermenge und vergleicht. Abb.: Leben im Boden Versuch: Ziel: Durchführung: Auswertung: Kalkgehalt des Bodens (orientierende Messung Orientierende Bestimmung des Kalkgehalts im Boden, geignet für lufttrockene und für erdfeuchte Proben Porzellanschälchen, Tropfflasche mit 10 %iger Salzsäure Die zu untersuchende Probe wird in einem Porzellanschälchen mit einigen Tropfen 10%iger Salzsäure versetzt.man beachtet die Dauer und die Heftigkeit des Aufbrausens. kein sichtbares oder hörbares Aufbrausen...kein Kalk kein sichtbares Aufbrausen, aber hörbares Zischen...unter 1% Kalk schwaches, nicht anhaltendes Aufbrausen...1% - 2% Kalk deutliches nicht anhaltendes Aufbrausen...2% - 4% Kalk starkes, lang anhaltendes Aufbrausen...über 5% Kalk Seite 4

8 ph-wert des Bodens Für ph-messungen im Freiland eignen sich auch die häufig von Landwirten benutzten HELLIGE ph-meter, deren Handhabung (Indikatorreaktion auf einer weißen Tafel mit Farbskala) einfach ist. Pflanzenkundige Lehrer und Lehrerinnen sollten auch das Vorkommen sogenannter Zeigerpflanzen -die Fachliteratur kennt hierfür viele Beispiele- für eine Beurteilung des Boden-pH zu nutzen. Im Zusammenhang mit solchen biologischen Fragestellungen lassen sich auch praktische Fragen des Anbaus von Kulturpflanzen erörtern. Jede Pflanze hat ein ph-optimum, bevorzugt also mehr oder weniger stark saure Böden. Versuch: Ziel: Durchführung: Messung des ph-wertes Ermittlung des ph-werts, Erkennen von Zusammenhängen zwischen Säuregehalt und bodenbildendem Gestein, Beurteilung des Kalkbedarfs bei Kulturböden Becherglas, Uhrglas zum Abdecken, lufttrockene Feinerde, 0,05 molare Calciumchloridlösung, ph-meßstäbchen oder Labor-pH-Meter Man gibt etwa 10 g einer ausgesiebten, lufttrockenen Bodenprobe in ein Becherglas, übergießt sie mit der Calciumchloridlösung, rührt gut um und läßt sie zugedeckt eine Stunde stehen. Dann wird der ph-wert bestimmt. Bereich Puffer Bindung des Säurewasserstoffs durch... ph 8-6,2 Kalkpuffer Carbonationen aus dem Kalk ph 6,2-5 Silicatpuffer Silicationen aus Ca-, Mg-, und Kaliumsalzen der Kieselsäure ph 5-4,2 Austauschpuffer Reaktion von Aluminiumhydroxid zu Aluminium-Hydroxo-Kationen und Verdrängung von Ca- und Mg-Ionen ph 4,2-3,8 ph < 3,8 Eisenpuffer Aluminiumpuffer Freisetzung von Al 3+ -Ionen aus Aluminium-Hydroxo-Kationen Reaktion mit Eisenhydroxiden bis zur Freisetzung von Fe 3+ -Ionen Versuch: Ziel: Durchführung: Auswertung: Pufferverhalten des Bodens Erkennen, daß eine Bodenschicht in der Lage ist, Säuren aufzunehmen (Wasserstoffionen zu binden). Stativ, Tropftrichter, Watte, Becherglas, Mineralbodenprobe, 50 ml 0,1 M Salzsäure Ein Tropftrichter wird mit etwas Watte ausgelegt, in ein Stativ eingespannt und mit einer erdfeuchten Mineralbodenprobe etwa zur Hälfte befüllt. Die Probe wird langsam mit 50 ml Säure übergossen, die durchlaufende Flüssigkeit in einem Becherglas aufgefangen. Man mißt mittels ph-meter oder geeigneten Meßstäbchen den ph-wert der durchgelaufenen Flüssigkeit und vergleicht mit dem der eingesetzten Säure (vorher messen oder berechnen). Seite 5

9 Versuch 041 Säureschlucker oder wie der Boden neutrales Wasser macht Zuordnung zum Unterrichtsgeschehen: Dass wässrige Lösungen den Zustand sauer, neutral oder alkalisch besitzen können, sollte den Schülerinnen und Schülern bekannt sein. Auch sollte die Verwendung einfacher ph-indikatoren (z.b. Rotkohlsaft, Lackmuspapier) eingeübt sein. Gelerntes kann nun auf ein Experiment übertragen werden, das als Modell für den Umgang der Menschen mit der Natur gesehen werden kann. Damit passt es gut in eine UE Boden. Kompetenzen: Die Lernenden bauen für einen Sickerversuch mit Säure eine Versuchsanordnung auf. verwenden ph-indikatoren, interpretieren Messergebnisse und ordnen die Begriffe neutral und sauer zu. beachten Sicherheitsregeln im Umgang mit ätzenden/reizenden Stoffen. benennen die Fähigkeit unserer Böden, saure Niederschläge zu neutralisieren.... besonders zu beachten: Schwache Säuren, die auch im Haushalt genutzt werden, wie Essigsäure oder Citronensäurelösung, sind für diesen Versuch hinreichend. Risiken im Umgang mitreizenden bzw. ätzenden Stoffen werden dadurch verhindert. Stativ, PET-Flasche ohne Boden, mit Trinknippel oder Auslaufglocke, Mineralboden, Filterpapier, Wattepads, zwei Bechergläser (250 ml), Indikatorpapier bzw. Lackmuspapier, Essigsäure, verdünnt Literaturhinweise: Peter Slaby, Wir erforschen den Boden. Göttingen 1988 AG Nawi 5/6 in Hessen (AfL / HKM) April 2010

10 Versuch 043 Lebendige Streuschicht oder welche Lebewesen man auf dem Waldboden finden kann Zuordnung zum Unterrichtsgeschehen: Eine UE zum Boden verknüpft gleich mehrere Themenfelder des Nawi- Konzeptes. Hier untersuchen die Schülerinnen und Schüler frisches Material aus der Streuschicht des Waldes, entdecken darin Klein- und Kleinstlebewesen und informieren sich über deren Lebens- und Ernährungsweise. Kompetenzen: Die Lernenden beschreiben das Aussehen, die Fortbewegung und die Ernährung von aufgefundenen Bodenlebewesen. vergleichen die Körpergröße verschiedener Bodenlebewesen. setzen Informationen über Nahrungsbeziehungen der Bodenlebewesen in Beziehung. stellen Nahrungsketten in einem Fließbild dar.... besonders zu beachten: Latexhandschuhe wenn die Handgröße der Schülerinnen und Schüler es zulässt sind hilfreich. Pappkarton, niedrig, mit großer Grundfläche, frische Laubstreu aus dem Wald, Stereolupen, Lupen, Becherlupen, Pinsel, Uhrgläschen, Federstahlpinzetten, Lineal, Schraubdeckelgläser, Info-Kärtchen zu Bodenlebewesen Literaturhinweise: - keine AG Nawi 5/6 in Hessen (AfL / HKM) April 2010

11 Versuch 044 Schaufenster Regenwurm oder wie man Bodenmischern bei der Arbeit zuschaut Zuordnung zum Unterrichtsgeschehen: Das Basteln und Bestücken eines Lumbricoskops sollte möglichst am Anfang einer UE zum Thema Boden stehen. Über viele Wochen kann so die Lerngruppe einigen Regenwürmern bei ihrer Hauptaufgabe als Bodenbewohner zuschauen, dem kräftigen vertikalen Durchmischen der Schichten. Dabei entstehen naturgemäß viele Fragen, z.b. wie sich der Regenwurm fortbewegt, was er frisst und ob er sehen kann. Deshalb sollten innerhalb dieser UE geeignete Versuche mit lebenden Regenwürmern durchgeführt werden. Kompetenzen: Die Lernenden beobachten das Durchmischungsverhalten des Regenwurms im Boden. zeichnen die waagerechte Schichtung des Bodens direkt vor und nach mehrwöchiger Aktivität des Regenwurms. tragen Verantwortung für ein Biotop im Klassenraum und sorgen sich um Nahrung, Bodenfeuchte und Dunkelheit.... besonders zu beachten: Ein Regenwurmbeobachtungsfenster (Lumbricoskop) ist mit einfachen Mitteln zu bauen. Glasgefäße üblichen Zuschnitts sind nicht geeignet, da sich der Regenwurm darin kaum beobachten lässt. 2 Glasscheiben (ca. 15 x 25 cm), Fensterdichtungsband, selbstklebend, textiles Klebeband (4 cm breit), 2 Holzklötze, geschlitzt, als Fuß, verschiedenfarbige Böden, gepulvert, Feinsand, Blumenerde, ausgesiebt Literaturhinweise: Peter Slaby, Wir erforschen den Boden. Göttingen AG Nawi 5/6 in Hessen (AfL / HKM) April 2010

12 Versuch 045 Natürliches Recycling oder welche Materialien im Boden zersetzt werden können Zuordnung zum Unterrichtsgeschehen: Mikroorganismen bei ihrer Zersetzungsarbeit zuzuschauen, ist eine langwierige Sache. Mehrere Wochen dauert dieser Versuch, der den Lernenden plastisch vor Augen führt, wie Verwesung, Verrotten oder Zersetzung in der Natur abläuft oder eben auch nicht, weil das Probenmaterial kein Natur stoff ist. Als Bestandteil des natürlichen (Stoff)Kreislaufs vom Entstehen und Vergehen kann diese Zersetzungsarbeit ebenso betrachtet werden wie die Stoffuntersuchung in Bezug auf die Eigenschaft Rottefähigkeit. Die Kompostierung als Abfallverwertungsmethode sollte auf jeden Fall angesprochen werden. Kompetenzen: Die Lernenden beobachten und beschreiben die mittel- und langfristigen Veränderungen bestimmter Materialproben unter feuchter Blumenerde. ordnen bestimmte Materialien dem natürlichen organischen Kreislaufgeschehen zu. bewerten Werkstoffe und Verpackungsmaterialien in Bezug auf ihre Rottefähigkeit. erläutern das Verfahren der Kompostierung im Ablauf und in seiner Nutzbarkeit.... besonders zu beachten: Beim Umgang mit frischem Kompostmaterial sollten Latex-Handschuhe getragen werden. Die präparierten Dosen bleiben fest geschlossen! flache Plastikschalen bzw. Petrischalen, Blumenerde, naturfeucht, oder Komposterde, frisch ausgesiebt, Materialproben, ca. briefmarkengroß, von Zeitungsund Illustriertenpapier, Alu-Folie, PE-Folie, Kork, Käse, Schinken, Blattgelatine, Holz, Leder, Baumwolle, Hanfbzw. Sisalschnur, Latexhandschuhe Literaturhinweise: - keine AG Nawi 5/6 in Hessen (AfL / HKM) April 2010

13 Versuch 046 Schmutzfilter Boden oder wie Durchsickern echte Klarheit schafft Zuordnung zum Unterrichtsgeschehen: Boden als Unterrichtsgegenstand ist vor allem dann interessant, wenn man die Möglichkeit hat, Lernorte in der Natur- oder Kulturlandschaft (Wald - Feld - Wiese) aufzusuchen und gemeinsam mit den Lernenden zu untersuchen. Aber auch im Unterrichtsraum kann man mit (Mineral-)Bodenproben hervorragend experimentieren, z.b. ihre so bedeutende Filterwirkung vor Augen führen. Das Phänomen sollte sowohl im Zusammenhang mit dem natürlichen Wasserkreislauf als auch mit der Trinkwassernutzung erörtert werden. Kompetenzen: Die Lernenden erkennen die Filterwirkung des Mineralbodens. beschreiben die Bedeutsamkeit der Filterwirkung für die Reinhaltung des Grund- und Trinkwassers.... besonders zu beachten: Diesem Versuch könnte sich gut das Experiment zur Pufferwirkung (V041) anschließen, zumal der Aufbau gleich ist. Ausflussglocke oder Trinknippel-Flasche, Stativ, Grobsand, Feinsand, Mineralbodenschicht (ca cm), Schmutzwasser, z.b. echtes Wischwasser, Lehmsuspension, kleines Becherglas Literaturhinweise: Peter Slaby, Wir erforschen den Boden. Göttingen 1988 Jürgen Forkel, Boden Ideen, Projekte, Aktivitäten. Mülheim 1988 AG Nawi 5/6 in Hessen (AfL / HKM) April 2010

14 Versuch 047 Blätterspeise oder wie der Wald sein Abfallproblem löst Zuordnung zum Unterrichtsgeschehen: Schülerinnen und Schüler untersuchen frisches Material aus der Streuschicht des Waldes und entdecken neben Klein- und Kleinstlebewesen, dass das Laub bzw. Nadelmaterial sowie die herabgefallenen Früchte und Aststückchen nterschiedlich stark zersetzt sind. Das Ergebnis der Aktivitäten aller Bodenlebewesen kann anhand der Fortschritte in der Zerkleinerung und Zersetzung des Laubmaterials dokumentiert werden. Kompetenzen: Die Lernenden untersuchen den unterschiedlichen Zersetzungsgrad der Blätter in der Streuschicht. dokumentieren die Entwicklung der Veränderungen auf einem Poster. erläutern den sichtbaren Zersetzungsgrad des Pflanzenmaterials als Ergebnis der Fresstätigkeit von Bodenlebewesen. erkennen und beschreiben das Pilzgeflecht im Bodenmaterial.... besonders zu beachten: Latexhandschuhe wenn die Handgröße der Schülerinnen und Schüler es zulässt sind hilfreich. Pappkarton, niedrig, mit großer Grundfläche, frische Laubstreu aus dem Wald, einschließlich Humusschicht, Lupen, Binokulare, Pinzetten, Papierbogen für Plakat, Klebestift Literaturhinweise: Peter Slaby, Wir erforschen den Boden. Göttingen 1988 Jürgen Forkel, Boden Ideen, Projekte, Aktivitäten. Mülheim 1988 AG Nawi 5/6 in Hessen (AfL / HKM) April 2010

15 Versuch 048 Sehen Fühlen Riechen oder was ein Regenwurm wahrnehmen kann Zuordnung zum Unterrichtsgeschehen: In einer Unterrichtseinheit zum Thema Boden kann der Regenwurm als Forschungsobjekt im Mittelpunkt stehen. Neben der Beobachtung seiner Boden durchmischenden Aktivitäten im Lumbricoskop setzen sich hier die Schülerinnen und Schüler mit den Sinnesorganen des Bodenbewohners auseinander, indem sie mit drei kleinen Tests dessen Reaktionen auf bestimmte Sinnesreize erkunden. Kompetenzen: Die Lernenden gehen vorsichtig und behutsam mit lebenden Tieren um. setzen den Regenwurm gezielt Sinnesreizungen aus. beschreiben die Reaktionen des Regenwurms auf die Sinnesreizungen. vergleichen die Sinnesleistungen des Regenwurms mit denen des Menschen und anderer Lebewesen.... besonders zu beachten: Gelegenheit zum Händewaschen sollte gegeben sein. Latexhandschuhe (kleinste Größe) können helfen, die Ekelbarriere bei einzelnen Schülerinnen und Schülern zu überwinden. mehrere große Regenwürmer im Glas, Schale oder Tablett, Taschenlampe, Pappstreifen, gewinkelt, Wasser, Obstessig, mehrere Wattestäbchen Literaturhinweise: m AG Nawi 5/6 in Hessen (AfL / HKM) April 2010

16 Bodentiere 1 A Regenwurm 2 35 cm B Kleiner Borstenwurm 5 35 mm Pfanzenfresser, äußerst aktiver Bodendurchmischer, produziert durch Darmsymbionten Huminstoffe C Bodenspinne bis 5mm (Enchytraee) Zersetzt Losung anderer Tiere und zerkleiner Streumaterial; Huminstoffbildung im Darm durch Symbionten. D Afterskorpion 7 8 mm Lebt räuberisch von anderen Bodentieren, z.b. F, Q, R und S. E Weberknecht 4 12 mm Ernährt sich von Springschwänzen und Larven. F Raubmilbe 0,5 1 mm Ernährt sich von abgestorbenen tierischen und pflanzlichen Resten, lebt räuberisch von kleinen Fliegenlarven. G Hornmilbe 0,2 1 mm Macht Jagd auf Springschwänze und Milbenarten H Rote Samtmilbe 0,5 5 mm Ernährt sich von der Streu: benagt Blätter, Nadeln, Holzreste Lebt als Parasit beim Weberknecht und anderen Bodentieren.

17 Bodentiere 2 I Assel 3 12 mm K Erdläufer (Hundertfüsser) bis 50 mm Benagt Blätter (Weichmaterial) in der Streu; aktiver Bodendurchmischer, produziert durch Darmsymbionten Huminstoffe L Steinläufer bis 40 mm (Enchytraee) Zersetzt Losung anderer Tiere und zerkleinert Streumaterial; Huminstoffbildung im Darm durch Symbionten. M Doppelfüsser bis 30 mm Macht Jagd auf Regenwürmer, Borstenwürmer, Mücken- und Fliegenlarven. N Saftkugler ca. 10 mm Ernährt sich von pflanzlichen Resten, trägt zur Bodendurchmischung und belüftung bei. Huminstoffbildung im Darm durch Symbionten. O Zwergfüsser 2 mm Ernährt sich von abgestorbenen tierischen und pflanzlichen Resten, lebt räuberisch von kleinen Fliegenlarven. P Wenigfüsser 0,5 2 mm Macht Jagd auf Springschwänze und Milbenarten Q Springschwanz 3 5 mm Ernährt sich von pflanzlichen Resten. (Collembole) Benagt die Weichteile von Blättern, frisst Produkte der Streuzersetzung so-

18 wie Bakterien, Algen und Pilzgeflecht.. Bodentiere 3 R Doppelschwanz bis 10 mm S Felsenspringer bis 10 mm Ernährt sich von Larven und Regenwürmern sowie Springschwänzen. T Ohrwurm mm Lebt auf Geröllhalden, frisst Algen und Flechten.. U Kurz(deck)flügler 0,4 6 mm Ernährt sich von pflanzlichem Material aus der Streu und von Pilzgeflecht. V Laufkäfer bis 25 mm, Larven 35 mm Einige Arten leben räuberisch, andere sind Pflanzen-, Kot-, Aas- und Pilzfresser.. W Schnellkäfer bis 15 mm, Larven 25 mm Macht Jagd auf Regenwurm, Borstenwurm, Kurzflügler, Fliegen-, Mücken- und Blattwespenlarven. X Insektenlarven (Raupen) Ernährt sich von pflanzlichem Material; Huminstoffbildung im Darm durch Symbionten. Y Insektenlarven (Maden) Skorpionsfliege (li), Schmetterling (rechts) Pflanzenfresser, tragen zur Bodendurchmischung und Belüftung bei. Märzmücke (bis 20 mm, links), Schnake (6 7 mm, rechts) Ernähren sich von Pflanzenresten und Pilzgeflecht, bilden im Darm Huminstoffe durch Symbionten.

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