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Bodenkundliches Grundpraktikum SS2005 Versuch 5: Gehalt des Bodens an organischer Substanz und biologische Umsetzungsrate Gruppen 5 / 13 Martin Dietzel.

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1 Bodenkundliches Grundpraktikum SS2005 Versuch 5: Gehalt des Bodens an organischer Substanz und biologische Umsetzungsrate Gruppen 5 / 13 Martin Dietzel Arndt Geerken Rafael Golebiewski Philip Isensee Gunnar Petter Michael Roers Braunschweig, 16. Juli 2005

2 Gliederung2 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers Einleitung 2.Material 3.Methoden 4.Ergebnisse 5.Fazit

3 1 Einleitung3 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 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

4 1 Einleitung4 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 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 CO 2 pro Zeitintervall. Hochrechnung auf Jahresumsatz.

5 2 Material5 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers Luvisol (zwischen Groß- und Kleingleidingen) A p -Horizont: 10 cm Tiefe A l -Horizont: 40 cm Tiefe B t -Horizont:60 cm Tiefe Podsol (Nähe Gifhorn) A he -Horizont:5 cm Tiefe A e -Horizont:20 cm Tiefe B s -Horizont:36 cm Tiefe C-Horizont:45 cm Tiefe Datum der Probennahme: Versuchsteil 1: gestörte Proben aus allen sieben Horizonten Versuchsteil 2: gestörte Probe aus dem A he -Horizont des Podsols

6 3 Methoden6 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 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 CO 2 Wiegen und Aufbringen auf Keramikschälchen Oxidation im Coulomat 701 Messung des CO 2 durch Stromverbrauch der Rücktitrierung von Ba(OH) 2 auf Ba(ClO 4 ) 2 Der prozentuelle Kohlenstoffgehalt der bemessenen Probe wird durch folgende Gleichung ermittelt: % Kohlenstoff = (Counts * 0,02/Einwaage(mg))

7 3 Methoden7 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers Coulomat 701

8 3 Methoden8 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 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 CO 2 in der Lauge quantitativ absorbiert Bestimmung des CO 2 durch Titrieren mit 0,1 N HCl gegen Phenolphthalein: W C Atomgewicht von C = 12 F Umrechnungsfaktor auf m 2 = 10000/683,5 X HCl/CO2 Molverhältnis HCl/CO 2 = 0,5 HCL Differenz Messung-Blindwert in ml

9 3 Methoden9 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers

10 3 Methoden10 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers

11 4 Ergebnisse11 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers Prozentualer C- und Humusgehalt im Luvisol

12 4 Ergebnisse12 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers Prozentualer C- und Humusgehalt im Podsol

13 4 Ergebnisse13 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers Vergleich des Luvisols mit dem Podsol

14 4 Ergebnisse14 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers C- und Humusmasse der einzelnen Horizonte

15 4 Ergebnisse15 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers Umsetzungsrate mit und ohne Rübenblätter

16 5 Fazit16 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 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

17 5 Fazit17 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 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.


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