Bodenkundliches GrundpraktikumBodenkundliches GrundpraktikumSS2005 SS2005 

Versuch 5:Versuch 5:Gehalt des Bodens an organischer Substanz Gehalt des Bodens an organischer Substanz

und biologische Umsetzungsrateund biologische Umsetzungsrate   

Gruppen 5 / 13Gruppen 5 / 13Martin DietzelMartin DietzelArndt GeerkenArndt Geerken

Rafael GolebiewskiRafael GolebiewskiPhilip IsenseePhilip IsenseeGunnar PetterGunnar PetterMichael RoersMichael Roers  

  

Braunschweig, 16. Juli 2005Braunschweig, 16. Juli 2005

Gliederung2

Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

1. Einleitung

2. Material

3. Methoden

4. Ergebnisse

5. Fazit

1 Einleitung3

Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

Organische Substanz (Humus)

• alle in und auf dem Mineralboden befindlichen abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Stoffe und deren Umwandlungsprodukte

Warum ist die organische Substanz für den Boden von Bedeutung?

• Nährstoffreservoir

• Adsorptionsvermögen

• Aggregatstabilität

• Wasserspeicherkapazität

• Schadstoffbindung

• Klimagase

1 Einleitung4

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Zersetzung (Abbau organischer Substanzen)

• Humifizierung (Umwandlung in Huminstoffe)

• Mineralisierung (vollständiger mikrobieller Abbau zu anorganischen Stoffen, Freisetzung der Nährelemente)

Wie können die gesuchten Werte ermittelt werden?

• Humusgehalt = C-Gehalt im Boden (Ø 58%) * 1,78

• biologische Umsetzungsrate = bei Mineralisierung freigesetzte Menge an CO2 pro Zeitintervall. Hochrechnung auf Jahresumsatz.

2 Material5

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• Luvisol (zwischen Groß- und Kleingleidingen)• Ap-Horizont: 10 cm Tiefe

• Al-Horizont: 40 cm Tiefe

• Bt-Horizont: 60 cm Tiefe

• Podsol (Nähe Gifhorn)• Ahe-Horizont: 5 cm Tiefe

• Ae-Horizont: 20 cm Tiefe

• Bs-Horizont: 36 cm Tiefe• C-Horizont: 45 cm Tiefe

Datum der Probennahme: 21.04.05.

Versuchsteil 1: gestörte Proben aus allen sieben Horizonten

Versuchsteil 2: gestörte Probe aus dem Ahe-Horizont des Podsols

3 Methoden6

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Bestimmung des Kohlenstoff- und Humusgehaltes nach dem coulometrischen Verfahren

• basiert auf vollständiger Oxidation des Kohlenstoffs im Boden und der quantitativen Messung des dabei entstandenen Oxidationsproduktes CO2

• Wiegen und Aufbringen auf Keramikschälchen

• Oxidation im Coulomat 701

• Messung des CO2 durch Stromverbrauch der Rücktitrierung von Ba(OH)2

auf Ba(ClO4)2

Der prozentuelle Kohlenstoffgehalt der bemessenen Probe wird durch folgende Gleichung ermittelt:

% Kohlenstoff = (Counts * 0,02/Einwaage(mg))

3 Methoden7

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Coulomat 701

3 Methoden8

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Biologischen Umsetzungsrate: Adsorptionsmethode nach Isermeyer

• Messung einer unbehandelten und einer mit organischem Material versetzten Probe und eines Blindwertes

• Weithalsflasche (0,1 N Ba(OH)2–Lösung) mit Pumpe verbinden

• Diesen Aufbau mit Glocke abdecken

• Luft wird nach Aktivierung der Pumpe in Weithalsflasche gesaugt.

• Dabei wird das freigesetzte CO2 in der Lauge quantitativ absorbiert

• Bestimmung des CO2 durch Titrieren mit 0,1 N HCl gegen Phenolphthalein:

HCLCOHCLCCO XFWM 2/2

WC Atomgewicht von C = 12

F Umrechnungsfaktor auf m2 = 10000/683,5

XHCl/CO2 Molverhältnis HCl/CO2 = 0,5

HCL Differenz Messung-Blindwert in ml

3 Methoden9

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3 Methoden10

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4 Ergebnisse11

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Prozentualer C- und Humusgehalt im Luvisol

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Luv Ap Luv Al Luv Bt

Ma

ss

en

an

teil

[%

]

C- Gehalt

Humusgehalt

4 Ergebnisse12

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Prozentualer C- und Humusgehalt im Podsol

0

2

4

6

8

10

12

Pod Ahe Pod Ae Pod Bs Pod C

Ma

ss

en

an

teil

[%

]

C- Gehalt

Humusgehalt

4 Ergebnisse13

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Vergleich des Luvisols mit dem Podsol

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Luv Ap Luv Al Luv Bt Pod Ahe Pod Ae Pod Bs Pod C

Ma

ss

en

an

teil

[%

]

C- Gehalt

Humusgehalt

4 Ergebnisse14

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C- und Humusmasse der einzelnen Horizonte

0

50

100

150

200

250

300

350

Pod Ahe(0,2m)

Pod Ae(0,15m)

Pod Bs(0,17m)

Luv Ap(0,3m)

Luv Al(0,25m)

Luv Bt(1,5m)

Mas

sen

[t/

ha] C- Masse

Humusmasse

4 Ergebnisse15

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Umsetzungsrate mit und ohne Rübenblätter

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

28.0

4.20

05

05.0

5.20

05

12.0

5.20

05

19.0

5.20

05

26.0

5.20

05

02.0

6.20

05

09.0

6.20

05

16.0

6.20

05

23.0

6.20

05

30.0

6.20

05

Um

se

tzu

ng

sra

te C

[t*

ha

-1*a

-1]

Ohne Rübenblätter

Mit Rübenblättern

Linear (Mit Rübenblättern)

Linear (Ohne Rübenblätter)

5 Fazit16

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Humusgehalt

• Kohlenstoff- und Humusgehalt nehmen mit der Tiefe ab

• Aufgrund des niedrigeren pH-Wertes des Podsols wird die anfallende Biomasse langsamer abgebaut. Der C- und Humusgehalt ist daher insgesamt höher als im Luvisol

5 Fazit17

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Biologische Umsetzungsrate

• Umsetzungsrate wächst mit zunehmender Humusmenge

• Im Laufe des Experimentes sinkt der C-Gehalt in den Proben (Atmung) => Rückgang der Umsetzungsrate

• Erwartungsgemäß liegt die Umsetzungsrate der präparierten Probe über der der unpräparierten.