Beschreibung und Durchführung einfacher, praxisnaher Methoden Zusammengestellt von DI Michaela Fröhlich, hlfs St.Florian

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1 BODENUNTERSUCHUNG IM LABOR Beschreibung und einfacher, praxisnaher Methoden Zusammengestellt von DI Michaela Fröhlich, hlfs St.Florian

2 2 Bodenuntersuchung-Labor Inhalt Seite Vorbereitung der Bodenprobe 3 Bestimmung des Wassergehaltes und der Trockensubstanz 4 Schätzung der Bodenart mit der Fingerprobe 5 Schätzen des Humusgehaltes 6 Prüfung der Krümelstabilität 7 ph-wert 8 Organische Substanz 9 Karbonatgehalt 10 Humustest mit Farbvergleich 11

3 3 Bodenuntersuchung-Labor VORBEREITUNG DER BODENPROBE Zur Untersuchung des Bodens im Labor werden zwei unterschiedliche Proben benötigt. Lufttrockener Boden Der Boden wird an der Luft bei Zimmertemperatur getrocknet und anschließend im Mörser zerkleinert. Steinchen, Wurzeln und andere organische Reste werden entfernt. Feuchter Boden Die entnommene Bodenprobe wird luftdicht in einem Plastiksackerl oder einer Dose aufbewahrt. Für die N min -Untersuchung muss die Bodenprobe gekühlt gelagert werden, um eine Mineralisierung von organisch gebundenem Stickstoff zu vermeiden.

4 4 Bodenuntersuchung-Labor BESTIMMUNG DES WASSERGEHALTES UND DER TROCKENSUBSTANZ Der Boden wird bei 105 o C getrocknet. Aus der Gewichtsdifferenz ergibt sich der Wasser- und Trockensubstanzgehalt. 25 g naturfeuchter Boden wird in einer Porzellanschale eingewogen (Tara vorher bestimmen) und bei 105 o C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet (mindestens 3 Stunden). Die Probe wird im Exsikkator abgekühlt und dann gewogen. Bodentrockensubstanz = Gewicht nach Trocknung - Tara Bodentrockensubstanz X 100/Bodeneinwaage = % Trockensubstanz % Trockensubstanz = % Wassergehalt Tara [g] Einwaage feuchter Boden [g] Gewicht nach Trocknung [g] Probennummer Bodentrockensubstanz [g] Wassergehalt [%]

5 5 Bodenuntersuchung-Labor SCHÄTZUNG DER BODENART MIT DER FINGERPROBE Diagnostisches Merkmal Weiter zu Bodenart (Abkürzung) % 0,01 (abschlämmbare 1. Versuch, die Probe zwischen den Handtellern zu einer bleistiftdicken Wurst auszurollen. a) nicht ausrollbar: Gruppe der Sande b) ausrollbar: Gruppe der sandigen Lehme, Lehme und Tone 2. Prüfen der Bindigkeit zwischen Daumen und Zeigefinger. a) nicht bindig: Sand Teilchen) b) bindig: lehmiger Sand (ls) Zerreiben in der Handfläche a) in den Handlinien kein toniges Material sichtbar: b) in den Handlinien toniges Material sichtbar: Sand(S) anlehmiger Sand(Sl) Versuch die Probe zu einer Wurst von halber Bleistiftlänge auszurollen a) nicht ausrollbar: b) ausrollbar: sandiger Lehm, Lehm oder Ton 5. Quetschen der Probe zwischen Daumen und Zeigefinger in Ohrnähe a) starkes Knirschen: b) kein oder schwaches Knirschen: Lehm oder Ton 6. Beurteilen der Gleitfläche bei der Quetschprobe a) Gleitfläche stumpf: stark sandiger Lehm (SL) sandiger Lehm (sl) Lehm (L) Prüfen zwischen den Zähnen a) knirschen b) Gleitfläche glänzend: Ton 7. b) butterartige Konsistenz lehmiger Ton(lT) Ton(T)

6 6 Bodenuntersuchung-Labor SCHÄTZEN DES HUMUSGEHALTES an Hand der der Bodenfarbe Farbe Sand Lehm hellgrau humusarm grau humusarm humushaltig dunkelgrau humushaltig humos schwarzgrau humos humusreich schwarz humusreich sehr humusreich HUMUSGEHALT IN PROZENT UND TONNEN/ ha/cm Humusgehalt t Humus/ha/cm % Humus humusarm 1 <1 humushaltig humos humusreich sehr humusreich Humusauflage (O) 12 anmoorig moorerdig torfig >60 sehr mineralreich mineralreich mineralhaltig mineralarm >95

7 7 Bodenuntersuchung-Labor PRÜFUNG DER KRÜMELSTABILITÄT VERSCHLÄMMUNGSBILD NACH SEKERA In eine Petrischale werden 15 m 3 destilliertes Wasser gegeben und anschließend 10 lufttrockene Krümel mit einen Durchmesser von ca. 2-3 mm eingebracht. Die Bodenkrümel zerfallen je nach Bodenart verschieden schnell. Nach 10 Minuten werden die entstandenen Krümelrückstände durch eine rüttelnde Bewegung der Schale verteilt. Man erhält so ein Verschlämmungsbild des Bodens, das nach einem Notenschlüssel ausgewertet wird. 1 Krümel bleiben beständig. 2 Krümel bleiben zwar bestehen, kleine Teilchen lösen sich aber. 3 Krümel zerfallen in größere Teilchen. 4 Mehr als die Hälfte der Krümel zerfällt. 5 Nur kleine Bruchstücke bleiben bestehen. 6 Der Boden löst sich vollständig auf.

8 8 Bodenuntersuchung-Labor BODENREAKTION, SÄUREGRAD, ph-wert, ACIDITÄT Der ph-wert des Bodens beeinflusst seine chemischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften. Begriffe Austauschacidität > aktuelle Acidität Austauschacidität Erfasst alle gelösten und in austauschbarer Form sorbierten Wasserstoffionen im Boden. aktuelle Acidität Erfasst die Wasserstoffionen in der Bodenlösung. ph-messung in H2O Bei dieser Messung werden nur die H + -Ionen in der Bodenlösung erfasst (NICHT die am Austauscher). ph-messung in 1M KCL und 0,01M CaCl 2 Erfasst die H + -Ionen in der Bodenlösung UND am Austauscher (durch die zugegebenen Alkali- bzw. Erdalkaliionen in die Lösung werden die H + -Ionen, die sich am Austauscher befinden ausgetauscht und gehen in die Lösung über). 10 g Feinboden 25 ml Aufschlämmlösung (H2O, 1M KCL und 0,01M CaCl 2 ) 10 Minuten schütteln Anschließend ph-messung ph-wert unter 4,6 Bodenreaktion Stark sauer 4,6 5,5 Sauer 5,6 6,5 Schwach sauer 6,6 7,2 Neutral 7,3 8,0 Alkalisch Über 8,0 Stark alkalisch

9 9 Bodenuntersuchung-Labor BESTIMMUNG DER ORGANISCHEN SUBSTANZ Boden besteht aus mineralischen und organischen Partikeln, Wasser und Luft. Durch starkes Erhitzen wird die organische Substanz verbrannt und so indirekt erfasst. 5 g lufttrockene Bodenprobe werden in einen Tiegel eingewogen. Das Gesamtgewicht wird notiert. Die Probe wird bei einer Temperaturen von über 500 C in einem Muffelofen so lange geglüht, bis keine Gewichtsabnahme mehr festzustellen ist. Abkühlen lässt man die Probe in einem Exsikkator. Ein hoher Glühverlust deutet auf einen hohen Anteil an organischer Substanz in der Probe hin, da der enthaltene Kohlenstoff oxidiert wird und als Kohlendioxid entweicht. Der mineralische Anteil wird über den Glührückstand bestimmt. Wendet man diese Methode auf Böden an, so ist zu beachten, dass sie nur bei sandigen Böden annähernd genau ist. Untersucht man Böden, die Tone und Sesquioxide enthalten, so erhält man einen zu hohen Glühverlust, da diese bei den hohen Temperaturen Kristallwasser verlieren. GV=[(TG LG) : (TG GG)] 100 GV Glühverlust, organische Substanz [Masse-%] TG Trockengewicht (inkl. Porzellantiegel) [g] GG Gewicht nach dem Glühen (inkl. Porzellantiegel) [g] LG Leergewicht des Porzellantiegels [g] Mit Hilfe der Tabelle: HUMUSGEHALT IN PROZENT UND TONNEN/ha/cm kann der Boden als humusarm, humos.. eingeschätzt werden.

10 10 Bodenuntersuchung-Labor KARBONATGEHALT, KARBONATTEST nach Scheibler Karbonate haben Bedeutung als Puffersubstanzen, die im Boden auftretende oder in den Boden eingebrachte saure Stoffe neutralisieren können. In einer Petrischale wird ein Bodenkrümel mit einigen Tropfen verdünnter Salzsäure (10 %ig) versetzt. Die Reaktion wird beurteilt und der Karbonatgehalt abgeschätzt. CO 2 -Entwicklung und ihre Wirkung bei bindigen Bodenarten* Bezeichnung Ungefährer Carbonatgehalt in % Mit Sicherheit keine Reaktion carbonatfrei 0 Sehr schwache Reaktion, nicht sichtbar** sehr carbonatarm < 0,5 Schwache Reaktion, kaum sichtbar carbonatarm 0,5-2 Nicht anhaltendes Aufbrausen carbonathaltig 2-10 Schwache, nicht anhaltende, jedoch sichtbare Bläschenbildung durch CO 2 -Entwicklung schwach 2-4 Deutliche, nicht anhaltende Bläschenbildung durch Bläschenbildung durch CO 2 -Entwicklung mittel 4-7 Starkes, nicht anhaltendes Aufschämen durch CO 2 - Entwicklung Starkes anhaltendes Schäumen je nach zugegebener HCl-Menge*** stark 7-10 carbonatreich sehr carbonatreich extrem carbonatreich - 50 >50 * Bei nicht bindigen Böden im allgemeinen stärkere Reaktion bei gleichem Carbonatgehalt **Nur hörbare Bläschenbildung ***Bei Carbonatgehalten über 10 % ist mit Hilfe der HCl-Probe keine weitere Unterteilung möglich

11 11 Bodenuntersuchung-Labor HUMUSTEST MIT FARBVERGLEICH Humus = Gesamtheit aller Humusstoffe (Braun- und Grauhuminsäuren, Hymatomelansäuren, Fulvosäuren, Humate, Humine) Organische Substanz = alle organischen Verbindungen im Boden, inklusive Humus, unabgebaute- oder umgebaute organische Substanz Der mit dieser Untersuchung ermittelte Wert wird nicht in Prozent angegeben. Die löslichen Humusteile werden mit EDTA schonend extrahiert und der Auszug mit Farbstandards verglichen. Der Farbauszug zeigt eine Beziehung zwischen der humifizierten und der noch nicht humifizierten organischen Substanz. 5 g vorbereiteter, lufttrockener Boden werden in einen Erlenmeyerkolben eingewogen, mit 10 ml Extraktionslösung (2g NaOH/l H 2 O) versetzt und geschüttelt, bis die Bodenprobe gut aufgeschlämmt ist. Anschließend gibt man 3 g EDTH dazu und schüttelt wieder gut. Die Suspension wird durch ein Filter in das Vergleichsgläschen filtriert und mit den Standards verglichen. Je intensiver die Braunfärbung, umso mehr organische Substanz liege als Humus vor. Zum Beispiel deuten ein hoher Prozentsatz an organischer Substanz und ein niedriger Wert beim Humustest darauf hin, dass ein großer Teil der organischen Substanz unabgebaut und nicht in Humus umgewandelt vorliegt (z.b. kurz nach erfolgter Strohdüngung oder Einbringung von Gründüngung).