Chemie- Bodenuntersuchungen
in der Goitzsche
Mitglieder der Projektgruppe:
-
Kristin Ameling
-
Claudia Klein
-
Claudia Bergemann
-
Nicolas Examitzki
Leiterin der Projektgruppe:
Frau Ludwig-Müller
Unser Untersuchungsgebiet liegt etwa 15 bis 20 Minuten von
unserer Schule entfernt. Für unsere Experimente haben wir Bodenproben
von dem neu entstandenen Ufergebiet der Goitzsche entnommen und zum Vergleich
aus einem schon länger rekultivierten Bereich und von unserem Schulhof.Hier
haben wir unsere Entnahmestellen dokumentiert.
Warum untersuchen wir den Boden?
Der Boden ist ein entscheidender Umweltfaktor für die Lebewesen.
Hier arbeiten die Destruenten und bauen das organische Material ab. Wir
möchten mit unseren Untersuchungen feststellen, welche Bodeneigenschaften
auf unser Projektgebiet zutreffen.
Der Boden bildet mit dem Bodenwasser, Bodenluft und den Bodenorganismen
ein Ökosystem. Der Boden ist außerdem ein wichtiger Bestandteil
des Gesamtstoffskreislaufes. Zum einen dient er der Speicherung von Wasser
im Wasserkreislauf, dies hängt vom Porenvolumen des Bodens ab, und
zum anderen bildet er eine Grundlage des Nahrungskreislaufs. Der im A-Horizont
des Bodens vorhandene Humus fördert das Wachstum von Pflanzen, die
den Anfang der Nahrungskette bilden. Anderseits werden durch die Mikroorganismen
im Boden organischen Stoffe zersetzt in anorganische Stoffe. So wird
der Humus langsam umgewandelt. Der Boden beherbergt des weiteren Klein-
und Kleinstlebewesen, die in Erstzersetzer wie Tausendfüßler,
Asseln, Regenwürmer, Fliegenlarven und Schnecken, und in Folgezersetzer
wie Hornmilben und Springschwänze eingeteilt werden. Pilze und Bakterien
sind eben-falls Bodenorganismen, die zur Mineralisierung beitragen. Der
Boden bildet so die Produktionsgrundlage zu Erzeugung von Rohstoffen und
Nahrungs- und Futtermittel für den Mensch.
Flora - Pflanzenwelt
In der Goitzsche finden wir viele verschiedene Pflanzenarten. Dabei
ist von Kleingewächsen bis hohen Bäumen alles vertreten. Auf
und nahe der Schmetterlingswiese fanden wir beispielsweise Roteichen, Löwenzahn,
Pappeln, Brombeersträucher, Gänseblümchen, Vogelbeerbäume,
Birken, Linden, Schafgarben und viele weitere verschiedene Arten an Sträuchern,
Büschen, Bäumen, Blumen und Pilzen. Weiter entfernt von der Schmetterlingswiese
finden sich verschiedene Arten an Nadelhölzern wie zum Beispiel Kiefern
und Blautannen.
Da die Goitzsche ein vom Menschen geschaffenes Naturschutzgebiet ist,
sind die meisten Bäume und größere Sträucher angepflanzt
worden, und im Laufe der Jahre haben sich viele andere Pflanzen zufällig
dazu angesiedelt. Der Standort Goitzsche ist nicht für alle Pflanzen
geeignet, da nicht viel Mutterboden vorhanden ist. Deswegen sind nur wenige
Nährstoffe im Boden enthalten, die meist nur für das Gedeihen
der Nadelgewächse günstig erscheinen.
Fauna - Tierwelt
Auf unseren Expeditionen durch unser Untersuchungsgebiet die Goitzsche
wandten wir uns auch speziell der Fauna zu. Da wir im Herbst mit unserem
Projekt begannen, hatten sich schon einige Tierarten tief vergraben. Trotzdem
fanden wir bei der Entnahme einiger Bodenproben dicke wohlgenährte
Regenwürmer. Außerdem kreuzten fleißige Waldameisen unseren
Weg und ein brauner Grashüpfer, der circa 8 mm lang war, sprang über
die zu untersuchende Wiese. Zwischen den Brombeersträuchern fanden
wir eine tote Deutsche Wespe.
Da wir im Herbst keine anderen Tiere mehr finden konnten, setzten wir
unsere Unter-suchun-gen im Frühjahr fort. Schon am ersten Untersuchungstag
begegnete uns eine Gruppe Feuer-wan-zen. Dabei fiel uns auf, dass sich
die Feuerwanzen in der Nähe von Linden aufhielten. Wir sahen auch
eine Kolonie Lederwanzen, die sich am Rand der Lichtung aufhielt. Auf unserem
Untersuchungsgebiet der Schmetterlingswiese gab es dieses Frühjahr
eine unge-wöhn-lich große Anzahl von Faltenwespen. Daraus schlussfolgerten
wir, dass sich in der Nähe der Wiese ein Nestbau befinden muss. Leider
gelang es uns nicht diesen zu finden und zu untersuchen.
Am fasziniertesten waren wir von der Gartenhummel. Mit ihrem fast körperlangen
Rüssel saugt sie den tiefliegenden Nektar von den Löwenzahnblüten
auf. Aufgrund des warmen Wetters wurden wir zu Opfern von Gemeinen Stechmücken.
Die Weibchen dieser Mückenart sind in der Lage in zwei bis drei Minuten
das zweifache des eigenen Körpergewichts in Blut auf-zu-nehmen.
Zu guter Letzt möchten wir noch auf die Namensgeber dieser Wiese
eingehen. So trafen wir dort den Kohlweißling und das Pfauenauge
an. Diese Schmetterlinge waren so atemberaubend schön, dass wir darüber
unsere Studien vergaßen und ihnen zuschauten.
| 4. |
Experimentelle
Auswertung der Bodenproben |
Übersicht der durchgeführten Experimente
4.1
Bestimmung des Humusgehaltes
4.2
Bestimmung des Kalkgehaltes
4.3
Bestimmung des pH-Wertes
4.1 Bestimmung
des Humusgehaltes
4.1.1 Durchführung
Wir nahmen etwas von der gesamten Erde, die wir zuvor aus der Goitzsche
geholt haben und wogen die einzelnen Proben (etwa 10g) ab. Danach hielten
wir die Proben, die in einer Kelle waren, über einen Bunsenbrenner
und verbrannten sie. Jetzt mussten die stark erhitzten Bodenproben erkalten.
Beim erneuten Abwiegen der Proben erhielten wir folgende Werte (siehe
Tabelle).
Mit Hilfe dieser Werten konnten wir den Humusgehalt im Boden errechnen.
Dabei kamen wir zu folgenden Ergebnissen (siehe Tabelle).
Die Böden können nach dem Humusgehalt eingeteilt werden.
| Humusgehalt |
Masseverlust beim Verbrennen |
| humusarm |
weniger als1 % |
| schwach humos |
1 bis 2 % |
| mäßig humos |
2 bis 4 % |
| stark humos |
4 bis10 % |
| humusreich |
10 bis 15 % |
| anmoorig |
15 bis 30 % |
| torfig |
mehr als 30 % |
4.1.2 Beobachtung / Auswertung
Einige Proben glühten und rußten den ganzen Raum ein. Daraus
schlussfolgerten wir, dass in der Erde Kohle sein musste.
Untersuchungs-
standort
|
Masse der Boden probe vor dem Ausglühen
|
Masse der Bodenprobe nach dem
Glühen
|
Masseverlust in %
|
Boden-
bezeichnung
|
|
Wiese
|
15 g
|
14.9 g
|
0,67
|
humiusarm
|
|
Holzpfeiler
|
15 g
|
15 g
|
-
|
humusarm
|
|
Papierfabrik
|
15g
|
14 g
|
6,67
|
stark humos
|
|
Kleingewächse
|
15 g
|
15 g
|
-
|
humusarm
|
|
Rondell
|
15 g
|
13 g
|
13,3
|
humusreich
|
|
Plantane
|
15 g
|
12 g
|
20
|
amoorig
|
|
kleines Beet
|
15 g
|
12 g
|
20
|
amoorig
|
(zur
Übersicht)
4.2 Bestimmung
des Kalkgehaltes im Boden
4. 2.1 Notwendige Mittel
-
ca. 10g je Bodenprobe
-
10%-ige Salzsäure
-
Petrischalen
-
Tropfpipette
4.2.2 Durchführung
-
Nimm die 10g der Bodenprobe und gib sie auf die Petrischale!
-
Träufle nun einige Tropfen Salzsäure darauf! Beobachte nun das
Geschehen!
-
Aus der Tabelle kannst du mit Hilfe der Beobachtungen den Kalkgehalt
schätzen! Wiederhole dies für jede weitere zu untersuchende Bodenprobe!
|
Kalkgehalt
|
Reaktionsverhalten |
|
unter 1 %
|
kein Aufbrausen |
|
1 bis 2 %
|
schwaches Aufbrausen |
|
3 bis 4 %
|
kurzes starkes Aufbrausen |
|
über 4 %
|
anhaltendes starkes Aufbrausen |
4.2.3 Ergebnisse
(zur
Übersicht)
4.3 Bestimmung des pH-Wertes
pH-Wert:
Man definiert ihn als negativ dekadischen
Logarithmus der Konzentration der Hydroniumionen.
Der pH-Wert eines Stoffes gibt an,
ob eine hohe bzw. geringe Menge an Hydronium- und Hydroxidionen enthalten
ist. Zur pH-Wertmessung werden Indikatoren benutzt. Man unterscheidet
in basisch, neutral und sauer. Der Bereich der Messungen erstreckt
sich von 0 bis hin zu 14.
| Bezeichnung |
stark
sauer |
schwach
sauer |
neutral |
schwach
alkaliach |
stark
alkalisch |
| pH-Wert |
0 1 2 |
3 4 5 |
6 7 |
8 9 10 |
11 12 13 14 |
Der pH-Wert des Bodens beträgt
ca. 7. Die oberste Grenze befindet sich bei dem Wert 10.
Es gibt verschiedene Indikatoren
um eine solche Messung zu bestimmen, z.B.
-
Thymolblau für den Farbbereich
1,2- 2,8 bei Farbänderung von rot bis gelb
-
Lackmus für den Bereich 5,0-8 ,0
bei Farbänderung von rot bis blauviolett
-
Bromthymolblau Bereich von 6,0- 7,6
bei Farbänderung von gelb zu blau
Zur ungefähren Bestimmung
des pH-Wertes über einen größeren Bereich eignen
sich besonders Universalindikatoren. Dies sind Gemische von verschiedenen
Indikatoren.
Als Bodenazidität bezeichnet
man den Säuregrad des Bodens.
Viele Pflanzen haben sich den Säuregehalten
der Böden angepasst.Pflanzen mit einem sehr engen Toleranzbereich
gegenüber dem Säuregrad bezeichnet man als Zeigerpflanzen.
Bsp.:
-
saure Böden Heidekraut, Faulbaum,
Azalee, Draht-Schmiele
-
alkalische Böden Berberitze, Nesselblättrige
Glockenblume, Schwarzkiefer, Hohler Lerchensporn
-
mehr neutrale Böden Spitzahorn,
Stieleiche, Schwarzer Holunder, Echter Erdrauch
Saure Böden weisen
einen pH- Wert unter 6,5 auf.Durch Auswaschungsvorgänge sind sie teilweise
sehr nährstoffarm und besitzen nur eine gering ausgebildete
Krümelstruktur. Die wiederum beeinträchtigt die Tätigkeit
der Mikroorganismen.
Basische Böden weisen
einen pH- Wert über 7,4 auf. Sie besitzen eine Humusschicht auf dem
wenig veränderten Muttergestein.Durch den Kalkgehalt wird die Krümelstruktur
gefördert und die damit verbundene gute Durchlüftung des Bodens.Hier
leben eine Vielzahl an Bodenorganismen.
Neutrale Böden besitzen
einen pH- Wert zw. 6,5- 7,4.
Hier sind optimale Bedingungen für
eine Vielzahl von Mikroorganismen zu finden.
(zur
Übersicht)
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