Bodenkundliches Laborpraktikum

WS 2013/2014

Qualifikationsziele

„Kenntnis der Grundlagen und Fähigkeit zur kritischen Bewertung und eigenen Anwendung der wichtigsten analytischen Laborverfahren zur Charakterisierung von Böden in chemischer und physikalischer Hinsicht.“

Modulhandbuch Bachelor Geoökologie

Inhalte

Charakterisierung des Bodens eines Standortes in bodenkundlicher Hinsicht

Vergleichende Charakterisierung von Bodensubstraten zweier Standorte

– bodenphysikalische Parameter

– bodenchemische Parameter

– mikrobiologische Parameter

Grundsätzliches

Heutige Probenahme

Charakter

Einigermaßen „große“ Veranstaltung (4 LP)

9 Halbtags-Termine

4 LP ~120 Stunden Arbeit pro Person!

Kollateraleffekte

Einübung guter Laborpraxis

Erlangung von Fachkenntnissen

Umgang mit Textverarbeitung und Tabellenkalkulation

Wissenschaftliches Schreiben: Dokumentation von Messungen und Auswertungen in Berichten

Was wollen wir quantifizieren?

• Korngrößenverteilung

• Porosität

• Lagerungsdichte

• Luft- und Wassergehalte = f(y)

• Wasserleitfähigkeit = f(y)

• Corg- Gehalte

• pH-Wert

• Elektrolytkonzentration

• Nährstoffgehalte

• Nährstoffverfügbarkeit

• Austauschbare Kationen

• Kationenaustauschkapazität

Versuche und Versuchsbetreuer

Bezeichnung Versuch Betreuend

A Bodenansprache und Probenahme Ines Andrä, Rolf Nieder

B1 Körnung Ines Andrä

B2 Lagerungsdichte, Porosität, Feldkapazität,

Retentionskurve Mathias Spieckermann

B3 WP4: Retentionseigenschaften im trockenen Bereich Lennart Rolfes

B4 KSAT: Gesättigte hydraulische Leitfähigkeit Benedikt Scharnagl,

Wolfgang Durner

B5 HYPROP: Hydraulische Funktionen Hella Rosenkranz

C1 Gehalt des Bodens an organischer Substanz Rolf Nieder

C2 pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit und

Elektrolytkonzentration Rolf Nieder

C3 Nährstoffgehalt und -Verfügbarkeit Birgit Walter

C4 Austauschbare Kationen und Austauschkapazität Alwin Küsters

Gruppeneinteilung

7(8) Gruppen zu je 3 Studierenden

Laborversuche werden gemeinsam durchgeführt, und gemeinsam ausgewertet

Die Berichtserstattung erfolgt pro Versuch in einem Protokoll

Organisatorisches

Anwesenheitspflicht

Kolloquium! (vorbereitet zu den Versuchen)

Bei Fragen zur Auswertung: Direkter Kontakt zum jew. Versuchsbetreuer

Termine und Versuchsplan

* Die Versuche B2 beginnen freitags vormittags erst um 10:30 Uhr.

Datum 24.10 25.10 28.10. 31.10. 1.11. 7.11. 8.11. 11.1. 14.11. 15.11. 21.11. 22.11.

Gr. 1 A W B1 B2* B3 B4+5 F C1 C2 C3 C4

Gr. 2 A W B2 B3 B4+5 B1 F C2 C3 C4 C1

Gr. 3 A W B3 B4+5 B1 B2* F C3 C4 C1 C2

Gr. 4 A W B4+5 B1 B2* B3 F C4 C1 C2 C3

Gr. 5 A W C1 C2 C3 C4 F B1 B3 B2 B4+5

Gr. 6 A W C2 C3 C4 C1 F B2 B4+5 B3 B1

Gr. 7 A W C3 C4 C1 C2 F B3 B1 B4+5 B2*

Protokolle

– Fragestellung

– Durchführung

– Ergebnisse und Unsicherheit

– Interpretation und Wertung

Jedes Protokoll stellt einen Versuch dar

Beispiele, Vorlagen und Leitfaden www.soil.tu-bs.de/lehre/

Dokumentation nach professionellen wissenschaftlichen Standards

Ihre Leistungen

Der Vorbereitung von insgesamt 9 Versuchen durch Studium der entsprechenden Versuchsbeschreibungen.

Nachweis der Kenntnis der Versuchshintergründe und -abläufe beim Versuchsantritt.

Aktive Teilnahme an der Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung aller Versuche.

Erstellung und Einreichung von insgesamt 9 Protokollen, wobei jedes Gruppenmitglied in der Regel drei der Protokolle verantwortlich verfasst und einreicht.

Bewertung (4 LP)

Leistung im Eingangskolloquium

Mitarbeit im Versuch

Bewertung der Praktikumsberichte:

– Form und Stil

– Inhalt

Bewertung: Form und Stil

Hintergrund und Ziel des Versuchs

Versuchsdarstellung

Ergebnis- und Auswertungsvermittlung

Beurteilung der Unsicherheit

Einordnung der Ergebnisse (mit Literaturbezug)

bewertet wird die

Klarheit der Darstellung

sowie die Richtigkeit

und Vollständigkeit der

ermittelten Daten und

der damit verbundenen

Unsicherheits-

abschätzungen

Bewertung: Inhalt

Hintergrund und Ziel des Versuchs

Versuchsdarstellung

Ergebnis- und Auswertungsvermittlung

Beurteilung der Unsicherheit

Einordnung der Ergebnisse (mit Literaturbezug)

Sondertermine

24. Oktober,

8:15 Uhr

obligatorisch Vorbesprechung – Sicherheitsbelehrung –

Laborbesichtigung

28. Oktober,

9:45 Uhr

freiwillig W: Erstellung wissenschaftlicher Berichte

11. November,

9:45 Uhr

freiwillig F: Abschätzung von Unsicherheiten, Fehlerrechnung

Notenbildung für schriftliche Leistung

Teilnote 1 ergibt sich als mittlere Note F für Form und Stil aus drei individuell gezeichneten Protokollen.

Teilnote 2 ergibt sich als mittlere Note I für den Inhalt aus drei individuell gezeichneten Protokollen.

Teilnote 3 ergibt sich als mittlere Inhalts-Note aller 9 abgegebenen Protokolle einer Gruppe

𝑌 =1

3 1

3 𝐹𝑖

3

𝑖=1

+1

3 𝐼𝑖

3

𝑖=1

+1

9 𝐼𝑗

9

𝑗=1

Abgabetermine der Protokolle

A 1 Protokoll: 7. November 2013

B1,B3,B4,C1-C4 7 Protokolle: stets 14 Tage nach Abschluss des Versuchs

B2+5 1 Protokoll: 20. Dezember 2013

Es zählt die erste Version !

Literatur

Bodenkundliche Kartieranleitung, 5. Auflage (KA 5)

Skripte (teilweise mit Lehrbuchcharakter)

Etablierte Lehrbücher

Skripten

Durner, W. (2006): Leitfaden zur Erstellung von wissenschaftlichen Berichten. Institut für Geoökologie der TU Braunschweig, 29 Seiten‚ URL http://www.soil.tu-bs.de/lehre/Skripte/2006.Leitfaden-Protokollerstellung.pdf

Durner, W. (2012): Probenahme und Bodenansprache. Skript. Institut für Geoökologie, Abteilung Bodenkunde und Bodenphysik, TU Braunschweig, 6 Seiten‚ URL http://www.soil.tu-bs.de/lehre/Skripte/2012.Skript.Probenahme.Boku.pdf.

Durner, W. und S.C. Iden (2013): Bodenphysikalische Versuche. Skript. Institut für Geoökologie, Abteilung Bodenkunde und Bodenphysik, TU Braunschweig, 34 Seiten‚ URL http://www.soil.tu-bs.de/lehre/Skripte/2013.Skript.Bodenphysik.pdf.

Nieder, R. (2011): Bodenchemische Versuche. Skript. Institut für Geoökologie, Abteilung Bodenkunde und Bodenphysik, TU Braunschweig, 17 Seiten‚ URL http://www.soil.tu-bs.de/lehre/Skripte/2012.Skript.Bodenchemie.pdf.

Sicherheit

Laborordnung

Anweisungen der Betreuer ist Folge zu leisten!

Kleidung, Schuhe

Nahrungsmittel

Sicherheitsbelehrung

Schäden

Verbrauchsmittel werden durch TU bzw. FAL gedeckt

Bei Glasbruch und Schäden an Geräten haften die Verursacher

– Laborversicherung

– Haftpflichtversicherung

– Umlage

– Selbsthaftung

Sie bestätigen die Teilnahme an der Sicherheitsbelehrung und die Haftung bei Schäden per Unterschrift

Grundsätzliches

Heutige Probenahme

Probenahme

7 Gruppen werden aufgeteilt in 2 Hauptgruppen

Abfahrt Gr. 1 bis 4: Schunterau Heute 10:00, IGÖ-Parkplatz

Abfahrt Gr. 5 bis 7: Groß Gleidingen Morgen, 9:00, IGÖ-Parkplatz

Bitte eigene Fahrzeuge benutzen!

Gruppe 1-3: Standort Schunterau

Ackerboden bei Kiesgrube Groß Gleidingen

Gruppe 4-6: Standort Groß Gleidingen

Probenahme

1. Kleine Bodenansprache anhand einer Pürckhauerbeprobung + ihrer Stechzylinderprobenahme

2. Bestimmung der Bodenart im Tiefenprofil

3. Stechzylinder-Probenahme I (36 x 100 cm³)

4. Stechzylinder-Probenahme II (8 x 250 cm³)

Probenahme: Tiefe 15-20 cm

~1 kg gestörtes Bodenmaterial für Körnung und bodenchemische Analytik

36 “ungestörte” Stechzylinder mit 100 cm³ Volumen für Lagerungsdichte und Porengrößen etc. (B2, B3)

8 ungestörte Bodensäulen mit 250 cm³ für die Bestimmung der hydraulischen Leitfähigkeit und der Bestimmung von Retentions- und Leitfähigkeitsfunktion mit der Verdunstungsmethode (B4, B5)

Texturansprache

Bestimmung der Bodenart für die Entnahmetiefen nach Bodenkundlicher Kartieranleitung (KA4 oder KA5)

Abb. 1.3: Bodenartendiagramm der Bodenartenuntergruppen des Feinbodens (aus AG Boden, 1994).

Probenaufbereitung im Labor

Aufsetzen der Proben auf die „Aufsättigung“

Auslegen der Proben zum Trocknen

Sieben und Mörsern von ca. 100 g getrocknetem Bodenmaterial (nach Absprache)

Zerstören von org. Substanz für Körnungsanalyse

Auslegen der Proben zum Trocknen

Sieben und Mörsern von ca. 100 g getrocknetem Bodenmaterial (nach Absprache)

Zerstören von org. Substanz für Körnungsanalyse

Ein letztes ...

Lesen Sie die entsprechenden Skriptabschnitte

vor den jeweiligen Versuchen!

Protokollieren Sie ALLE notwendigen Werte während des Versuchs mit Laborbuch

Visualisieren der Rohdaten und Nachbereiten der Versuche wenn möglich sofort (good laboratory practice)