Praktikum Bodenkunde I SS 05 Versuch 6: pH-Wert, Kalkbedarf und elektrische Leitfähigkeit Rita Bugja Michael Edler Stephan Sittig Fikret Irakin Julia Tecklenburg Vincent Israel

Gliederung Vorstellung der untersuchten Versuchsgrößen Materialien - pH-Wert - Kalkbedarf - elektrische Leitfähigkeit Materialien Durchführungen und Ergebnisse - Theoretische Einführung - Beschreibung der Bestimmungsmethode - Ergebnisse - Aussagekraft der Ergebnisse Aussagekraft der Bestimmungsmethode - Abschlussbetrachtung

pH-Wert dient der Ermittlung der Bodenreaktion der Planung von Düngungs- und Meliora- tionsmaßnahmen

Kalkbedarf Methode nach Schachtschabel gibt über den Vergleich des Boden-pHs in Lösung mit CaCl2 bzw. Ca(CH3COO)2 Aufschlüsse über die benötigte Kalkmenge zum Erreichen eines angestrebten pH-Wertes die Kalkung wirkt der allgemeinen Tendenz zur Versauerung entgegen (Pufferung) bzw. hebt den pH-Wert an

Elektrische Leitfähigkeit Aussagen über die Elektrolytkonzentration in wässriger Bodenlösung Verhinderung negativer Auswirkung aufgrund zu hoher Elektrolytkonzentration Störung der Wasser- und Nährstoffaufnahme der Pflanzen durch erhöhten osmotischen Druck Verringerung der biologischen Aktivität Aussagen über Meliorationsmaßnahmen (Absenkung des Grundwasserspiegels; salzarmes Bewässerungswasser) Verhinderung von Pflanzenschäden

Materialien gestörte, Luft getrocknete und vom Bodenskelett befreite Bodenproben aus den Horizonten eines Luvisols: Ap Al Bt Podsols: Ahe Ah Bs C zusätzlich fünf mit definierten Mengen Kalk versetzte Proben aus dem Podsol Ahe (Kalk 0 – Kalk 4)

Durchführungen und Ergebnisse Messungen

pH-Wert Bestimmung

pH-Wert Analyse pH-Wert ist definiert als der negative dekadische Logarhytmus der Protonen-Konzentration Wertebereich 0-14: < 7 sauer, >7 basisch in Böden wird Intensität der Bodenacidität durch pH-Wert in wässriger, bzw. salzhaltiger Lösung (hier: CaCl2) ermittelt pH(H20) entspricht Acidität der Bodenlösung, pH(CaCl2) der potenziellen Acidität (inklusive eines Teils der Protonen an den Bodenaustauschern) und ist deswegen ± 0,6 niedriger

Versuchsdurchführung jeweils 10 g luftgetrockneten Boden zweimal in Schüttelgefäße eingewogen, mit H20 bzw. 0,01 M CaCl2 versetzt und eine Stunde stehen gelassen (in 10-min-Intervallen geschüttelt) mit pH-Elektrode mit eingebautem Tempe-raturfühler pH-Werte ermittelt Bild: www.conrad.de

Durchschnittliche pH-(H2O)-Werte

Übersicht über die pH-(H2O)-Messwerte der Gruppen

Durchschnittliche pH-(CaCl2)-Werte

Übersicht über pH-(CaCl2)-Messergebnisse der Gruppen

Differenzen der Mittelwerte – pH(H2O) und pH(CaCl2)

anzustrebende pH-Werte Luvisol pH(CaCl2): 6,5 Podsol pH(CaCl2): 5,0 pH-Wert des Luvisols entspricht als landwirtschaftlich genutzter Boden ziemlich genau dieser Vorgabe pH-Wert des Podsol entspricht mit pH 3,3 einem stark sauren Milieu, Aluminium wird freigesetzt – Gefahr für Gewässer  zu erwartende Werte für Heideböden Boden zum Zeitpunkt der Probennahme nicht landwirtschaftlich genutzt

Ermittlung des Kalkbedarfs

Kalkbedarfsbestimmung Aufgrund der natürlichen und anthropogenen Versauerung der Böden ist eine regelmäßige Kalkung erforderlich dazu gehört z.B. Kalkstein, Mergel oder Dolomit Fast alle Böden in der Land- und Forstwirtschaft werden aufgekalkt durch die intensive Düngung der landwirtschaftlich genutzten Böden, werden i.A. relativ geringe Kalkmengen benötigt

Bestimmungsmethode Ermittlung der potenziellen Acidität durch vollständiges Verdrängen der Protonen an den Austauschern Die Methode nach Schachtschabel gibt über den Vergleich des Boden-pHs in Lösung mit 0,01 M CaCl2 bzw. 1 N Ca(CH3COO)2 Aufschlüsse über die benötigte Kalkmenge zum Erreichen eines angestrebten pH-Wertes. Diese wird über die dazugehörigen Tabellen (zit. in Finck, 1979) der anzustrebenden pH-Werte der Böden bestimmt

Benötigte Kalkmenge

ph-Werte in Suspension mit Ca(CH3COO)2

Fehlerquellen falsches pH-Ziel als Grundlage Ton- bzw. Humusmenge nicht korrekt ermittelt Fehler beim Ablesen der Tabellen

Elektrische Leitfähigkeit

Elektrische Leitfähigkeit Theoretische Einführung Rückschlüsse auf die Elektrolytkonzentration Messung von elektrischen Strom  gelöste Ionen erhöhten die elektrische Leitfähigkeit Elektrische Leitfähigkeit: [µS cm-1] Eine Leitfähigkeit von >1000 µS und damit ein hoher Elektrolytgehalt führt bei empfindlichen Kulturpflanzen zu Schädigungen

Elektrische Leitfähigkeit Bestimmungsmethode: Messung mit einer Platinelektrode 25 g der jeweiligen Bodenproben werden mit 250 ml dest. Wasser versetzt für 1 h in der Schüttelmaschine geschüttelt Messung der elektrischen Leitfähigkeit in der Bodensuspension

Ermittlung des Elektrolytgehaltes Erstellung einer Kalibriergerade über KCl-Maßlösungen Rückschlüsse auf den Gesamt-elektrolytgehalt Unterscheidung unterschiedlicher Ionenarten nicht möglich

Mittelwerte und Standardabweichungen

Elektrische Leitfähigkeit Mittelwerte und Standardabweichung der elektrische Leitfähigkeit - Kalk 0: 25,22 ± 8,96 - Luv Ap: 97,13 ± 6,06 Kalk 1: 22,89 ± 6,16 - Luv Al: 51,24 ± 4,42 Kalk 2: 37,10 ± 9,47 - Luv Bt: 48,53 ± 5,06 Kalk 3: 67,71 ± 23,15 Kalk 4: 94,18 ± 24,38 Pod Ahe: 21,64 ± 3,18 Pod Ae: 9,04 ± 2,49 Pod Bs: 13,41 ± 2,20 Pod C: 9,73 ± 0,74

Elektrische Leitfähigkeit

Elektrische Leitfähigkeit Fazit: mit zunehmender Kalkmenge steigt der Elektrolytgehalt Podsol: geringer Elektrolytgehalt, dabei erhöhter Wert im oberen Horizont  keine Nachlieferung von Ionen  Ionenquelle: Atmosphäre

Elektrische Leitfähigkeit Luvisol: hoher Elektrolytgehalt aufgrund landwirtschaflicher Nutzung (Düngung); mit zunehmender Tiefe abnehmende Elektrolytkonzentration  Elektrolytgehalte liegen nicht im schädlichen Bereich (< 1000 µS cm-1).

Abschlussbetrachtung

Abschlussbetrachtung Luvisol: durch anthropogene Tätigkeit guter Pflanzenstandort Podsol: Ergebnisse repräsentieren typische Verhältnisse eines Heidestandortes