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

Einleitung Material Methoden Ergebnisse Fazit 2 Gliederung Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

3 1 Einleitung 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 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

4 1 Einleitung 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. Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

5 2 Material 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 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

6 3 Methoden 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)) Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

7 3 Methoden Coulomat 701 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

8 3 Methoden 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: 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 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

9 3 Methoden Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

10 3 Methoden Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

Prozentualer C- und Humusgehalt im Luvisol 11 4 Ergebnisse Prozentualer C- und Humusgehalt im Luvisol Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

Prozentualer C- und Humusgehalt im Podsol 12 4 Ergebnisse Prozentualer C- und Humusgehalt im Podsol Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

Vergleich des Luvisols mit dem Podsol 13 4 Ergebnisse Vergleich des Luvisols mit dem Podsol Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

C- und Humusmasse der einzelnen Horizonte 14 4 Ergebnisse C- und Humusmasse der einzelnen Horizonte Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

Umsetzungsrate mit und ohne Rübenblätter 15 4 Ergebnisse Umsetzungsrate mit und ohne Rübenblätter Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

16 5 Fazit 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 Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005

Biologische Umsetzungsrate 17 5 Fazit 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. Versuch 5 Dietzel, Geerken, Golebiewski, Isensee, Petter, Roers 16.07.2005