Versuche zur Wetter- und Bodenkunde

I. Versuche zur Wetter- und Bodenkunde
Der Boden stellt die Grundlage des landwirtschaftlichen Betriebes dar, da er den Nutzpflanzen als Verankerungsraum,
als Wasserspeicher und als Nährstofflieferant dient. In der Praxis trifft man sehr verschiedene Böden
an, die in ihren Eigenschaften erhebliche Unterschiede aufweisen können. Durch den Einfluss des Wetters
und durch den Eingriff des Menschen werden die Böden ständig verändert. Der Landwirt muss darum den Aufbau
und die Eigenschaften seiner Böden im Hinblick auf eine richtige Bewirtschaftung genau kennen. Bodenbearbeitung,
Anbau geeigneter Nutzpflanzen, Düngung usw. hängen vom Boden in entscheidendem Maße ab.
Dementsprechend viel Zeit räumt der Lehrplan dem Kapitel Bodenkunde ein. Es bietet sich nun geradezu an,
das Thema durch Einsatz von geeigneten Versuchen zu veranschaulichen. Im Folgenden sind eine ganze Reihe
von Versuchen aufgeführt, die dafür gedacht sind. Mit aufgenommen wurden auch die in den Handreichungen
zum BGJ vorgeschlagenen Versuche.
Versuch 1: Feststellung der Bodenart mit Hilfe der Fingerprobe
Die Fingerprobe kann mit den Schülern im Rahmen eines Unterrichtsganges direkt am Feld durchgeführt werden
oder aber im Unterrichtsraum. Bei der Durchführung im Unterrichtsraum müssen vorher die entsprechenden
Bodenproben eingesammelt werden.
In beiden den Fällen besteht für den Lehrer die Schwierigkeit darin, die entsprechenden Bodenarten zu finden
und sie richtig zu bewerten. Anfänger haben es dabei meistens sehr schwer. Es empfiehlt sich daher, die örtlichen
Vermessungsämter aufzusuchen. Dort sind von jeder Gemeinde Karten vorhanden, auf denen für alle
Felder mit Hilfe von Buchstaben und Zahlen die jeweilige Bodenart, Entstehungsart, Zustandsstufe, Bodenzahl
und Ackerzahl angegeben sind. So bedeutet z.B. die Zeichen- und Zahlenfolge sL 3 D 60/55:
Bodenart sL = sandiger Lehm
Zustandsstufe 3
Entstehungsart D = Diluvial (Eiszeit)
Bodenzahl 60
Ackerzahl 55 (Abzüge für Lage, Klima, usw.)
Anhand dieser Karten kann sich der Lehrer Bodenproben besorgen und seine „Bestimmungsversuche“ auf ihre
Richtigkeit überprüfen. Für die Durchführung der Fingerprobe muss der Boden gleichmäßig durchfeuchtet sein
und so lange kräftig geknetet werden, bis der „Glanz“ verschwunden ist. Zur Bezeichnung der Bodenarten werden
die in der Reichsbodenschätzung verwendeten Namen herangezogen.
■ Versuchsdurchführung:
Schätzen der Bodenart (nach E. SchIichting und H.-P. Blume; in Götz/Konrad, Pflanzenbau, S.78)
1. Versuch, die Probe zwischen den Handtellern schnell zu einer bleistiftdicken Wurst auszurollen.
• nicht ausrollbar: Gruppe der Sande (2.)
• ausrollbar: Gruppe der sandigen Lehme, Lehme und Tone (4.)
2. Prüfen der Bindigkeit zwischen Daumen und Zeigefinger.
• nicht bindig: Sand (3.)
• bindig: lehmiger Sand (lS)
3. Zerreiben auf der Handfläche.
• In den Handlinien kein toniges Material sichtbar: Sand (S)
• In den Handlinien toniges Material sichtbar: anlehmiger Sand (Sl)
4. Versuch, die Probe zu einer Wurst von halber Bleistiftstärke auszurollen.
• nicht ausrollbar: stark sandiger Lehm (SL)
•
ausrollbar: sandiger Lehm, Lehm oder Ton (5.)
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5. Quetschen der Probe zwischen Daumen und Zeigefinger in Ohrnähe.
•
•
•
•
•
•
starkes Knirschen: sandiger Lehm (sL)
kein oder schwaches Knirschen: Lehm oder Ton (6.)
6. Beurteilen der Gleitfähigkeit bei der Quetschprobe.
Gleitfläche stumpf: Lehm (L)
Gleitfläche glänzend: Ton (7.)
7. Prüfen zwischen den Zähnen.
Knirschen: lehmiger Ton (lT)
butterartige Konsistenz: Ton (T)
■ Versuchsauswertung:
Die Fingerprobe ermöglicht eine schnelle und einfache Ermittlung der Bodenart. Alle Böden setzen sich aus
verschiedenen großen Mineralteilchen zusammen. Ein sandiger Boden weist einen hohen Anteil an groben
Teilchen auf, während in einem Tonboden die kleinen Teilchen vorherrschen. Der Schluffboden nimmt bezüglich
der Teilchengröße eine Mittelstellung zwischen Sand- und Tonböden ein. Je höher aber der Tongehalt,
desto zähplastischer, klebriger und bindiger ist der Boden. Er lässt sich daher ohne Schwierigkeiten zu langen,
dünnen Würsten ausrollen. Böden mit hohem Sandanteil dagegen zerfallen sofort beim Ausrollen. Schluffböden
fühlen sich beim Zerreiben mehlig an. Die Ergebnisse der Fingerprobe lassen sofort einige wichtige Aussagen
hinsichtlich der Bearbeitbarkeit der verschiedenen Bodenarten zu. So sind Sandböden, die in der Praxis oft als
„leichte Böden“ bezeichnet werden, ohne Probleme zu bearbeiten. Bei ihnen genügt normalerweise der Einsatz
leistungsschwächerer Schlepper und leichterer Arbeitsgeräte. Ganz anders gestaltet sich dagegen die Bearbeitung
von Tonböden, die auch als „schwere Böden“ bezeichnet werden. Ihre Bearbeitung ist sehr problematisch,
da sie nur bei einem bestimmten Feuchtegehalt zu bearbeiten sind. Größere Erdbrocken können auch bei mehreren
Arbeitsgängen kaum zerkleinert werden. Schluffböden sind durch eine mittlere Bearbeitbarkeit gekennzeichnet.
Die Fingerprobe stellt lediglich ein Schätzverfahren dar. Eine genauere Einordnung der Böden kann aber im
Unterrichtsraum durch Einsatz weiterer Hilfsmittel erfolgen.
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Versuch 2: Feststellen der Bodenart durch die Siebprobe
■ Vorbehandlung des Bodens:
Für die Siebprobe und für die nachfolgende Schlämmanalyse muss der Boden lufttrocken sein. Der Trockenschrank
ermöglicht hierbei eine Beschleunigung des Trocknungsvorganges. Die grobscholligen Bodenaggregate
werden im Mörser vorsichtig zerkleinert. Anschließend werden Steine und Kies abgesiebt. Der Maschendurchmesser
des Siebes beträgt hierbei 2 mm (= Feinboden). Vorteilhaft wäre es, gleich größere Bodenmengen
vorzubehandeln und sie in entsprechend großen, verschließbaren Eimern aufzubewahren. Dieser getrocknete
und gesiebte Boden steht später für viele Bodenversuche zur Verfügung.
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■ Materialien: - Waage
- verschiedene Bodenarten
- Sieb (Durchmesser 0,06 mm)
■ Versuchsdurchführung:
100 g vorbehandelter Boden (Feinboden) wird im 0,06 mm –
Sieb durchgeschüttelt. Der Rückstand im Sieb wird gewogen und
der Prozentsatz an Sand berechnet. Mit Hilfe der Tabelle 1 wird
dann die Bodenart ermittelt.
Beispiel: 100 g Boden (Anfangsgewicht)
- 30 g Rückstand im Sieb (=Sand)
70 g = 70 % abschlämmbare Teilchen (Schluff/Ton)
Tonboden
Bodenart Abkürzung abschlämmbare Teilchen
Sand S 0 – 09 %
anlehmiger Sand Sl 10 – 13 %
lehmiger Sand lS 14 – 18 %
stark sandiger Lehm SL 19 – 23 %
sandiger Lehm sL 24 – 29 %
Lehm L 30 – 44 %
lehmiger Ton lT 45 – 60 %
Ton T 61 – 100 %
Tabelle 1 (Götz/Konrad, Pflanzenbau, S.78)
■ Versuchsauswertung:
Die Bodenart wird durch den Anteil an den verschiedenen
Korngrößen bestimmt. Die Einteilung
der Korngrößen ist hierbei genau festgelegt:
über 2 mm Kies, Grus
2 – 0,06 mm Sand
0,06 – 0,002 m Schluff
unter 0,002 mm Ton
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Versuch 3: Feststellen der Bodenart durch Schlämmanalyse
Ein weiteres sehr genaues Verfahren zur Feststellung der Bodenart stellt die Schlämmanalyse dar.
■ Vorbereitung:
Bei der Verwendung eines kalkreichen Bodens (Test mit Salzsäure !) sollten die Bodenproben über Nacht in
destilliertes Wasser oder in Regenwasser eingeweicht werden. Dieses Vorgehen bewirkt eine Zerstörung der
stabilen Aggregate, an denen viele Tonteilchen unter Vermittlung der Ca–Ionen beteiligt sind. Die Tonteilchen
schwimmen dann einzeln in der Lösung.
■ Materialien: - Schlämmzylinder (nach Kühn)
- verschiedene Bodenproben
- Bunsenbrenner
- Dreifuß
- Abdampfschale
- Digital- oder genaue Balkenwaage
- Glasstab
■ Versuchsdurchführung:
Nachdem die (vorbehandelte) Bodenprobe 1
Std. vorgekocht wurde, werden 100 g davon in
den Schlämmzylinder gebracht, der dann mit
Wasser aufgefüllt wird. Mit Hilfe des Glasstabes
wird der Boden nun aufgewirbelt, bis sich alle
Teilchen in der Schwebe befinden. Nach ca. 15
Minuten wird die Schlauchklemme geöffnet,
damit das trübe Wasser abfließen kann. Am
Grunde des Schlämmzylinders verbleibt ein Teil
des Bodens. Nun wird wieder mit klarem Wasser
aufgefüllt und mit dem Glasstab erneut umgerührt,
bis sich alle Teilchen wieder in der Schwebe
befinden. Nach 15 Minuten lässt man das
trübe Wasser wieder abfließen. Dieser Vorgang
muss so lange wiederholt werden, bis das Wasser
nach Ablauf der 15 Minuten keine Trübung
mehr aufweist. Der Rückstand wird dann in die
Abdampfschale gefüllt, über dem Bunsenbrenner getrocknet und anschließend gewogen. Mit Hilfe der Tabelle 1
lässt sich die Bodenart ermitteln.
■ Versuchsauswertung:
Die Sandteilchen des Bodens sind relativ schwer und sinken daher sehr schnell ab, während die kleineren
Schluff- und Tonteilchen lange Zeit im Wasser schweben und somit abgegossen werden können. Dieses unterschiedliche
Gewicht der Bestandteile hat bei der Entstehung unserer Böden eine bedeutende Rolle gespielt. So
verdankt der Lössboden, ein äolisches Sediment, diesem Umstand seine Entstehung. Die Sandteilchen waren
nämlich für den Transport durch den Wind zu schwer. Aber auch die Tonteilchen konnten vom Wind nicht verfrachtet
werden, da sie in Form von stabilen Aggregaten vorlagen (für den Versuch haben wir diese zerstört!).
So blieben nur die Schluffteilchen übrig. Lössböden sind daher durch einen hohen Schluffanteil gekennzeichnet.
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Versuch 4: Bestimmung des Humusgehaltes
Bei allen bisherigen Versuchen haben wir nur die mineralische Komponente des Bodens untersucht. Dabei
wurde ein wichtiger Bestandteil des Bodens unterschlagen, da er rein mengenmäßig nicht sonderlich ins Gewicht
fällt, nämlich der Humus. Im Folgenden wollen wir nun versuchen, den Humusgehalt verschiedener Böden
annäherungsweise zu bestimmen:
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■ Materialien: - 3 Luft getrocknete und gesiebte (2 mm) Bodenproben:
o 1 sandiger Ackerboden
o 1 schwarz gefärbter Grünlandboden
o 1 mit Torf angereicherte Blumentopferde
- 2 Bunsenbrenner
- Dreifuß
- Abdampfschale
- Digital- oder genaue Balkenwaage
- 1 Spatel
■ Versuchsdurchführung:
100 g der jeweiligen Bodenprobe kommen in die Abdampfschale und
werden mindestens 2 Stunden mit der heißesten Bunsenbrennerflamme
(blaue Färbung) erhitzt. Mit dem Spatel muss von Zeit zu Zeit umgerührt
werden. Gelegentlich sollte die Verbrennung mit einem zweiten Bunsenbrenner
unterstützt werden. Dessen Flamme kann direkt an die Bodenprobe
gehalten werden. Nach Ablauf der 2 Stunden wird die Bodenprobe
gewogen und die Gewichtsdifferenz ermittelt.
■ Versuchsauswertung:
Durch den Verbrennungsvorgang haben wir die organische Komponente
des Bodens entfernt, so dass nur noch der mineralische Anteil übrig
bleibt.
Unsere mit Torf angereicherte Blumentopferde weist mit über 30 % den
höchsten Humusgehalt auf. Es folgt mit großem Abstand der Grünlandboden
mit einem Gehalt an organischer Substanz von 5 – 10 %. Einen
sehr geringen Humusgehalt von 1 % weist die Ackererde auf.
Der Humusgehalt eines Bodens ist um so niedriger, je günstiger die Bedingungen
für den organischen Abbau sind und umgekehrt. Ackerböden
sind aufgrund der Bodenbearbeitung sehr gut durchlüftet, weshalb ihr
Bodenleben enorm aktiv ist und somit der Abbau organischer Substanz
sehr rasch vor sich geht. Ackerböden besitzen deshalb erheblich geringere
Humusgehalte wie Grünlandstandorte, die wegen fehlender Bearbeitung schlechter durchlüftet sind. Die
Bedeutung des Humus ist in seiner Funktion als Wasserspeicher und Nährstofflieferant zu sehen. Zudem begünstigt
er die erwünschte Ausbildung von stabileren Bodenaggregaten.
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Versuch 5: Wasserhaltekraft verschiedener Böden
Ein besonders reizvoller und zugleich einfacher Demonstrationsversuch zur Wasserhaltekraft der verschiedenen
Bodenarten soll nun erläutert werden.
■ Materialien: - 4 Blumentöpfe
- 4 Trichter
- 4 Erlenmeyerkolben
- 4 verschiedene Bodenproben
(Sand, Schluff, Ton, Humus)
- rundes Filterpapier
- Holzbrett oder Pappkarton
- Eosin oder Tinte
■ Versuchsaufbau:
Zunächst basteln wir uns aus einem ca. 60 cm langen Holzbrett oder einem entsprechend festen Pappkarton
eine stabile Halterung für die Blumentöpfe. Zu diesem Zweck sägen wir in das Brett bzw. Karton vier kreisförmige
Löcher. Als Durchmesser wählen wir den mittleren Blumentopfdurchmesser. Anschließend werden die Töpfe
in die Löcher eingesetzt und mit unseren verschiedenen Bodenproben befüllt. Zuvor muss jedoch in jeden Topf
ein rundes Filterpapier gelegt werden, damit die Abflussöffnungen abgedeckt sind. Beim Befüllen der Blumentöpfe
ist auf die Verwendung exakt gleicher Bodenvolumina zu achten (beim Testversuch: 350 ml). Die vier
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Bodenproben, ein Sand-, ein Schluff-, ein Tonboden sowie ein stark humushaltiger Boden, müssen luftgetrocknet
und gesiebt (2 mm) sein. Die Blumentöpfe werden nun auf entsprechend große Trichter gesetzt, die wiederum
vier großen Erlenmeyerkolben aufsitzen, so dass die Kolben das ganze System tragen. Zu guter Letzt geben
wir 3 – 4 Tropfen eines Färbemittels (Eosin/Tinte) in die Kolben, um später die Wassermenge besser
ablesen zu können.
■ Versuchsdurchführung:
In alle Töpfe werden nun möglichst gleichzeitig 100 ml Wasser gegeben. Das auf den Boden aufgelegte Filterpapier
bewirkt ein gleichmäßiges Befeuchten des gesamten Bodens. Sobald die 100 ml Wasser versickert sind,
wird portionsweise nachgegossen. Insgesamt geben wir so eine Wassermenge von 250 ml pro Topf zu.
■ Versuchsauswertung:
Bei diesem Versuch kann der Schüler mehrere interessante Vorgänge beobachten.
Zuerst fällt auf, mit welch unterschiedlicher Geschwindigkeit die verschiedenen Böden das zugefügte Wasser
aufnehmen. Der Sand- und der Humusboden nehmen das Wasser sofort auf. Beim Schluff- und beim Tonboden
erfolgt die Aufnahme dagegen sehr langsam, so dass sich die Flüssigkeit im Topf schon bei geringer Zufuhr
staut.
Die zweite interessante Beobachtung betrifft die unterschiedliche Wasserhaltefähigkeit. Die größte Wassermenge
kann der Humusboden speichern. So blieb beim Testversuch das Auffanggefäß auch nach Zugabe der
gesamten 250 ml völlig leer. Die ersten Tropfen konnten erst nach 350 ml Flüssigkeitszufuhr aufgefangen werden.
Beim Vergleich der beiden Fotos ist die gewaltige Volumenvergrößerung des Humusbodens hierbei zu
erkennen.
Dem Schüler soll hier bewusst werden, wie wichtig ein ausreichender Humusgehalt für die Wasserspeicherfähigkeit
eines Bodens ist. Humus kann ungefähr das Vierfache (!) seines Eigengewichts an Wasser festhalten.
Von den drei „reinen“ Bodenarten besitzt der Ton die größte Wasserhaltefähigkeit. Ein schlechter Wasserspeicher
dagegen ist der Sandboden. Im Einzelnen konnten folgende Ergebnisse bei diesem Versuch festgehalten
werden:
Bodenvolumen: 300 ml
Wasserzugabe: 250 ml bei Ton, Schluff, Sand
350 ml bei Humus
Wasseraufnahme Wasserspeicherung
Sand sehr schnell 130 ml
Schluff langsam 160 ml
Ton extrem langsam 180 ml
Humus sehr schnell 350 ml
Der Praktiker wird daher versuchen, den Humusgehalt von leichten Sandböden durch organische Düngung zu
verbessern, um somit eine Steigerung der Wasserhaltekraft zu erzielen. Für die Durchführung des Versuches
ist eine Dauer von ca. 4 Stunden zu veranschlagen, die sich in erster Linie aus der extrem langsamen Wasseraufnahme
des Tonbodens ergibt.
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Versuch 6: Wasseraufstieg in Kapillaren
■ Materialien: - 3 Kapillaren (∅ 0,4 / 0,8 / 1,2 mm)
- Petrischale
- Eosin oder Tinte
■ Versuchsdurchführung:
Die drei Kapillaren werden mittels eines Statives
in eine mit Farbstoff gefüllte Petrischale
eingetaucht. Dabei dürfen diese den Boden
nicht berühren.
■ Versuchsauswertung:
Das Wasser steigt in den engen Kapillaren
sofort entgegen der Schwerkraft nach oben.
Die Erklärung hierfür ist in den Adhäsionskräften
zu sehen. Bei der Kapillare mit dem geringsten
Innendurchmesser erreicht die Flüssigkeit
die größte, bei der mit dem größten Innendurchmesser
die geringste Steighöhe. Die Steighöhe h ist also abhängig vom Kapillarendurchmesser. Dies
ist auch der Grund dafür, dass in normalen Röhren oder Gefäßen die Steighöhe kaum wahrgenommen wird.
Das Gelingen des Versuches ist also einzig und allein vom Innendurchmesser der Kapillaren abhängig. In sehr
vielen Versuchsbeschreibungen zu diesem Thema findet man die Verwendung von weit dickeren Röhren, die
aber nicht zum gewünschten Ergebnis führen. Deshalb sollte man Kapillaren mit geringem Innendurchmesser
wählen, welche im Laborfachhandel erhältlich sind.
Da dieser Versuch aus größerer Entfernung nur sehr schwer mitverfolgt werden kann, ist hier parallel zum Experiment
der Dia-Einsatz zu empfehlen, damit Schüler der hinteren Reihen nicht benachteiligt werden.
Einige weitere Versuche sollen nun dem Schüler die große Bedeutung der Kapillarität für Pflanze und Boden
näher bringen.
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Versuch 7: Wasseraufstieg in Sand- und Tonböden
■ Materialien: - 2 Plastik- oder Glasrohre
- 2 Schälchen
- 2 Gummiringe
- Haushaltstuch
- 2 Bodenproben (Sand, Ton)
■ Versuchsaufbau:
Für diesen Versuch benötigt man zwei ca. 40
cm lange Rohre aus Glas oder durchsichtigem
Plastik mit einem Innendurchmesser von einigen
Zentimetern. Gut geeignet sind Plexiglasröhren,
die bei Melkanlagen Verwendung finden.
Bei der BayWa z.B. kann man sich die
Stücke mit der gewünschten Länge zurechtschneiden
lassen. Über das eine Ende der
Rohrstücke spannen wir mit Hilfe eines Gummiringes
ein Stückchen dünnes Haushaltstuch.
So kann das Wasser in den Zylinder eindringen,
ohne dass Bodenteilchen nach außen
gelangen. Die Röhren werden dann mit den
getrockneten und gesiebten (2mm) Böden
gefüllt und senkrecht in ein Schälchen mit
Wasser gestellt.
nach ca. 10 – 15 Minuten
nach ca. 12 Stunden
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■ Versuchsauswertung:
Wie zu erwarten, ist im Sandboden ein rascher Wasseraufstieg entgegen der Schwerkraft zu beobachten, der
nur eine geringe Höhe erreicht. Im Tonboden steigt das Wasser sehr langsam hoch, erreicht aber eine größere
Endhöhe.
Dem Schüler kann dadurch verdeutlicht werden, wie wichtig dieses Phänomen des kapillaren Wasseraufstiegs
für die Versorgung der Pflanze mit Wasser ist. Gerade in sommerlichen Trockenzeiten ist diese Art der Wasserversorgung
unentbehrlich. Eine zusätzliche Bewässerung wird daher auf Sandböden oft nötig sein, wie der Versuch
beweist.
Aber auch auf Tonböden ist keine ausreichende Wasserversorgung vorhanden, da der Aufstieg des Wassers
viel zu langsam vor sich geht.
In den schluffreichen Lehmböden dagegen ist sowohl die Aufstiegshöhe (bis zu 1 m), als auch die Geschwindigkeit
der Wassernachlieferung ausreichend, um genügend Wasser bis zu den Pflanzenwurzeln zu transportieren.
Beachte: Eine Auswertung des Versuches ist erst nach ca. 12 Stunden möglich!
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Versuch 8: Kapillaritätsversuch mit Würfelzucker
■ Materialien: - 3 Stück Würfelzucker
- Petrischale
- Eosin oder Tinte
- Puderzucker
■ Versuchsdurchführung:
Zwei der drei Zuckerstücke werden vor dem eigentlichen Versuch mit Puderzucker bestreut, wobei bei einem
Zuckerstück der Puderzucker ganz locker aufliegen soll und beim anderen der Puderzucker mit dem Daumen
stark verfestigt wird. Danach gibt man alle drei Zuckerstücke möglichst rasch in die Eosinlösung und kann sofort
das Aufsteigen der roten Flüssigkeit erkennen.
■ Versuchsauswertung:
In allen drei Fällen durchsteigt das Eosin die Zuckerstücke
bis zu deren Oberfläche. Bei dem Zuckerstück
mit der lockeren Puderzuckerschicht
macht das Eosin jedoch an der Grenzschicht (Würfel-Puderzucker)
halt. Es steigt nicht weiter, da nun
die Kapillaren zu groß werden. Ist die Puderzuckerschicht
jedoch verdichtet, so steigt das Eosin durch
die verfestigte Schicht empor.
Überträgt man diesen Versuch in die Praxis, so kann
man dem Schüler einmal das Aufsteigen des
Grundwassers in pflanzenverfügbare Bereiche verdeutlichen
und zum Zweiten – ein sehr wichtiger
Punkt – kann der Schüler die große Bedeutung einer geeigneten Bodenbearbeitung erkennen. Hierbei soll er
lernen und verstehen, dass durch eine lockere Krume ein guter Verdunstungsschutz erzielt wird.
Auch hier ist wieder parallel zum Versuch der Diaeinsatz zu empfehlen.
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Versuch 9: Saatbettbereitung für Zuckerrüben
Mit diesem Versuch soll aufgezeigt werden, welche Ansprüche die Pflanzen und hier besonders die Zuckerrübe
an das Saatbett stellen. Hieraus ergibt sich die Frage, ob die zur Bodenbearbeitung eingesetzten Geräte diesen
Ansprüchen gerecht werden.
■ Materialien: - Holzkasten (60 x 20 x 20 cm) mit verglaster Längsseite
- Plastikfolie
- Holzleisten (20 x 3 x 3 cm)
- Gummischlauch (∅ 1 cm)
- Trichter
- Drahtnetz ( 60 x 20 x 20 cm)
- Filterpapier
- Erde
- Zuckerrübensaatgut, monogerm und pilliert
■ Versuchsaufbau:
Für die Durchführung dieses Versuches benötigt man
einen Holzkasten, wobei eine Längsseite mit einer
Glasscheibe versehen ist. Beim Versuchsaufbau wurde
versucht, die natürlichen Gegebenheiten modellhaft
nachzuahmen, also einen Boden mit dem darunter
stehenden Grundwasser zu konstruieren. Der Kasten
wird daher mit Plastikfolie ausgelegt, die an den Seiten
noch ca. 10 cm hochragen soll. Quer zum Kastenboden
werden 4 Holzleisten gestellt und darüber
das Drahtnetz gelegt. Die Länge der Holzleisten ist so
zu wählen, dass sie gerade noch in den Kasten passen,
da auf diese Weise die Plastikfolie angedrückt
werden kann. Auf das Drahtnetz wird Filterpapier gelegt
und anschließend der Kasten zu ca. zwei Drittel
mit Erde gefüllt. Hierbei soll der Kasten in drei gleich große Felder unterteilt werden. Die Abtrennung wird durch
zwei Sperrholzplatten gewährleistet. Die Erde wird in eine Abteilung locker eingefüllt, in den anderen zwei dagegen
leicht zusammengepresst und somit rückverdichtet.
Vor dem Befüllen mit Erde muss jedoch an einer Stelle ein Loch in das Drahtnetz gebohrt werden, durch welches
dann der Gummischlauch geschoben wird. In das andere Ende des Schlauches wird der Trichter gesteckt.
Über Trichter und Gummischlauch kann das „Grundwasser“ eingefüllt werden, gerade so viel, dass das Wasser
das Filterpapier befeuchten kann.
In jede Abteilung wird die gleiche Anzahl der Saatgutpillen abgelegt (siehe Foto). Das Saatgut wird dann mit
einer 2 – 3 cm dicken Erdschicht bedeckt. Bei zwei Abteilungen soll diese Schicht sehr locker sein, bei der dritten
wird die Erde über dem Saatgut stark verdichtet. Der Versuch kann nach Ablauf von ca. 2 Wochen ausgewertet
werden.
Die folgende Skizze verdeutlicht den etwas komplizierten Aufbau.
locker locker
locker
Holzkasten
Sperrholzplatten
Erde
verdichtet
Holzleiste
Wasser
verdichtet
verdichtet
Trichter
Filterpapier
Plastikfolie
Gummischlauch
Saatgutpillen
Drahtnetz
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■ Versuchsauswertung:
Im mittleren Bereich verlief die Keimung und das Auflaufen des Saatgutes mit Abstand am besten.
Im Einzelnen konnten beim Testversuch folgende Ergebnisse festgehalten werden:
Ausgelegte Saatgutpillen: 75 Stück
Saatbett
Deckschicht
Boden
locker
locker
locker
verdichtet
verdichtet
verdichtet
Saatgut gekeimt und aufgelaufen 33 53 21
Dieser Versuch zeigt sehr deutlich, dass das Saatgut einen rückverdichteten Boden und eine lockere Deckschicht
benötigt. Der rückverdichtete Boden ist erforderlich, damit das Wasser kapillar vom Grundwasser bis
zum Saatgut aufsteigen kann. Die lockere Deckschicht sorgt für ausreichende Luft- und Wärmezufuhr und erleichtert
dem Keimling das Durchstoßen der Erde.
Die Zeichnung zeigt, wie die Verhältnisse in einem idealen Saatbett aussehen sollen:
Luft und Wärme
lockere Deckschicht
rückverdichteter Boden
kapillarer Wasseraufstieg
Die bei der Saatbettbereitung eingesetzten Geräte versuchen diesen Erfordernissen gerecht zu werden, indem
der Boden durch geeignete Werkzeuge gründlich gelockert, gleichzeitig aber auch durch nachlaufende Krümelwalzen
rückverdichtet wird.
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Versuch 10: Quellung und Schrumpfung von Böden
■ Materialien: - Lineal
- Messer
- verschiedene Bodenproben (Sand, Schluff, Ton)
■ Versuchsdurchführung:
Die drei unterschiedlichen Bodenproben werden mit Wasser gut angefeuchtet, bis die richtige Knetbarkeit erreicht
ist, und anschließend zu langen Würsten ausgerollt. Beim Sandboden bereitet dies Schwierigkeiten, weshalb
hier nur eine sehr dicke Wurst geformt werden kann. Mit einem Messer können wir nun zwei Kerben in
jede Wurst einritzen und deren Abstand mit einem Lineal genau vermessen. Auch die Gesamtlänge der Würste
wird festgehalten. Die geformten Bodenproben werden dann für ca. 12 Stunden an einem warmen Ort zum
Trocknen aufgestellt. Falls ein Trockenschrank vorhanden ist, kann die Trocknungszeit erheblich verkürzt werden!
■ Versuchsauswertung:
Beim Sand- und Schluffboden ist praktisch keine Verkürzung erfolgt. Die Wurst des Tonbodens dagegen lässt
eine deutliche Längenänderung erkennen. Beim Probeversuch verkürzte sie sich von 26 auf 24 cm. Dementsprechend
verkürzte sich auch der Abstand zwischen den zwei Kerben.
Quellung und Schrumpfung sind typische Eigenschaften von Tonböden oder genauer der Tonminerale. Diese
Schichtminerale können nämlich Wassermoleküle zwischen ihren Schichten einlagern und damit den Quellvorgang
bewirken.
Der Austritt von Wassermolekülen führt dann zum Schrumpfen.
Für den Landwirt sind diese Erscheinungen sehr unangenehm, da in den Tonböden oft sehr tiefe Risse entstehen.
Die Pflanzenwurzeln werden beim Schrumpfungsvorgang in Mitleidenschaft gezogen, mitunter sogar völlig
abgerissen. Durch organische Düngung und geeignete Bodenbearbeitung können die Schrumpfungseffekte
etwas abgeschwächt werden.
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Versuch 11: Lufthaushalt der Böden
■ Materialien: - 2 Erlenmeyerkolben
- 1 Messzylinder
- 2 Kieselarten mit unterschiedlicher Körnung
■ Versuchsdurchführung:
Jeweils ein Erlenmeyerkolben wird mit einer der beiden Kieselarten gefüllt. Die Kieselarten müssen eine unterschiedliche
Körnung aufweisen, was man durch Aussieben leicht bewerkstelligen kann.
Mit dem Messzylinder schütten wir nun genau abgemessene Wassermengen in beide Gefäße. Dies geschieht
so lange, bis kein Wasser mehr versickert und es an der Oberfläche steht.
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■ Versuchsauswertung:
Das Gefäß mit den größer gekörnten Kieselsteinen kann mehr Wasser aufnehmen.
Die größeren Teilchen sorgen für ein größeres Porenvolumen und somit für
einen größeren Luftgehalt. Mit diesem Versuch kann das Porenvolumen sehr
genau erfasst werden, da es exakt dem Verbrauch an Wasser in Milliliter entspricht.
Die Erkenntnisse dieses Versuchs kann der Schüler nun auf die Bodenarten übertragen.
Sandböden bestehen aus gröberen Teilchen, weshalb ihre Durchlüftung
sehr gut ist. Eine mittlere Durchlüftung charakterisiert die Schluffböden. Bei
den Tonböden ist es um den Lufthaushalt schlecht bestellt.
Die Bodenluft ist aber ein eminent wichtiger Bestandteil des Bodens. Sowohl die
Pflanzenwurzeln als auch die Mikroorganismen benötigen den Sauerstoff der
Bodenluft für ihre Atmungsvorgänge. Der Landwirt muss daher bei Böden mit
gestörtem Lufthaushalt versuchen, das Porenvolumen zu vergrößern. Dies kann
entweder durch die Bodenarbeitung geschehen, aber auch durch organische
Düngung und Kalkung kann die Luftsituation verbessert werden, da beide Maßnahmen
zur Bildung größerer und stabilerer Bodenkrümel beitragen.
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Versuch 12: Wasserspannung von Tonböden
■ Materialien: - Trichter
- Plastikschlauch
- Glasgefäß
- Pipette
- Pipettenspitze
- Wattebausch
- Tonboden
■ Versuchsaufbau:
Auf den Grund eines Trichters wird ein Wattebausch gelegt, so
dass der Trichter mit trockenem und gesiebtem (2 mm) Tonboden
gefüllt werden kann. Anschließend wird der Trichter in eine Halterung
gestellt.
Als Zweites schneiden wir uns einen Plastikschlauch, der einen
Innendurchmesser von ca. 1 cm besitzen soll, auf eine Länge von 1
m zurecht. Am einen Ende benötigen wir einen spitzen Auslauf. Zu
diesem Zweck geeignet ist eine Plastikpipettenspitze, wie sie für
Präzisionspipetten verwendet wird. Diese wird sehr weit in das
Schlauchende hineingeschoben, damit seitlich kein Wasser austreten
kann. Der gesamte Versuchsaufbau wird durch das Foto verdeutlicht.
■ Versuchsdurchführung:
Der Plastikschlauch wird nun mit Wasser gefüllt und über das Rohr
des Trichters geschoben. Die Pipettenspitze muss hierbei mit einem
Finger verschlossen werden. Anschließend wird so lange
Wasser in den Trichter geschüttet, bis der gesamte Boden gut
durchfeuchtet ist.
Zwischen Boden und Schlauch muss eine durchgehende Wassersäule
bestehen. Die Pipettenspitze muss stets geschlossen sein.
Wenn der Versuch richtig aufgebaut wurde, darf beim Wegnehmen
des Fingers von der Öffnung kein Wasser herausfließen.
Nach kurzer Wartezeit geben wir mit einer Pipette einen Tropfen
Wasser zusätzlich auf den Boden. Im nächsten Augenblick kann man beobachten, wie sich unten an der Spitze
ein Tropfen bildet und in das Auffanggefäß fällt. Bei Zugabe von zwei Tropfen Wasser sondern sich unten ebenfalls
genau zwei Tropfen ab.
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■ Versuchsauswertung:
In unserem System hat sich ein Fließgewicht eingestellt. Die
hängende Wassersäule wird vom Boden entgegen der
Schwerkraft festgehalten. Diese Fähigkeit des Bodens wird als
Wasserspannung oder als Saugspannung bezeichnet. Sie wird
in cm Wassersäule gemessen und in pF – Werten (= log cm
Wassersäule) angegeben. Dem angefeuchteten Tonboden
könnte auf Grund der 1 m langen Wassersäule ein pF – Wert
von 2 zugewiesen werden (siehe Tabelle 2).
Die Wasserspannung eines Bodens ist von seinem Porenvolumen
und von seinem Wassergehalt abhängig. Je kleiner die
Poren und je niedriger der Wassergehalt eines Bodens sind,
desto höher ist die Wasserspannung. Dem Schüler soll klar
gemacht werden, dass Tonböden zwar sehr viel Wasser speichern
können, aber nur ein geringer Teil hiervon pflanzenver-
fügbar ist. Einen Großteil der Flüssigkeit bindet der Tonboden nämlich so stark, dass es die Wurzeln der Pflanze
nicht aufzunehmen vermögen und es darum als „totes Wasser“ bezeichnet wird. Für das Gelingen des Versuches
ist es sehr wichtig einen Tonboden zu verwenden. Bei einer anderen Bodenart, wie z.B. Sand, würde
Luft in das System eindringen, was zum sofortigen Abreißen der Wassersäule führen würde.
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cm Wassersäule pF - Wert
10 1
100 2
1000 3
10 000 4
Tabelle 2: Wasserspannung
(Amberger, Pflanzenernährung, S.73)
Versuch 13: Feststellung des pH–Wertes von verschiedenen Böden
■ Vorbereitung: Herstellung eines Flüssigkeitsindikators
Falls die Schule im Besitz eines elektrischen pH–Meters ist, kann der pH–Wert
mit diesem exakt ermittelt werden. Ansonsten können die normalen pH–Papiere
verwendet werden.
Von der farblichen Wirkung viel beeindruckender und auch aus größerer Entfernung
noch gut zu erkennen ist die pH–Wert-Feststellung mit einem Flüssigkeitsindikator.
Solche flüssigen Indikatoren können bereits fertig über die Firma
MERCK bezogen werden.
Sollte in der Schule aber nur das übliche pH-Papier vorhanden sein, so kann
man sich auf schnelle und einfache Art und Weise einen Flüssigindikator herstellen.
Hierzu gibt man die pH-Papiere bzw. eine ganze Papierrolle in ein Becherglas
und überschüttet sie mit kochendem Wasser. Mit einem Glasstab soll
mehrmals umgerührt werden. Die Flüssigkeit wird danach in ein bereitgestelltes
Fläschchen gefüllt und der Indikator ist verwendungsfähig.
Für die Durchführung des Testversuchs wurde ein solcher Indikator hergestellt.
Das Foto beweist, dass zwischen pH-Papier und Flüssigindikator bezüglich der
Farbwerte keine Abweichungen festzustellen sind.
■ Materialien: - fertiger oder selbst hergestellter Flüssigindikator
- Reagenzgläser
- 4 Bodenproben (Wald-, Lehm-, Ton-, Lössboden)
■ Versuchsdurchführung:
Die Reagenzgläser werden mit ca. ½ Teelöffel der jeweiligen Bodenprobe
gefüllt und anschließend 10 ml destilliertes Wasser zugesetzt. Das Reagenzglas
wird dann kräftig geschüttelt. Danach muss kurz gewartet werden,
bis sich die Bodenteilchen abgesetzt haben. Anschließend werden
einige Tropfen Flüssigindikator zugesetzt. Anhand der Farbskala kann der
pH-Wert ermittelt werden.
■ Versuchsauswertung:
Das Foto zeigt, welche pH-Werte im Versuch die Bodenproben aufgewiesen
haben. Der Waldboden ist mit einem pH-Wert von 4 als stark sauer
einzustufen. Böden, die einer waldbaulichen Nutzung unterliegen, sind
13

meist durch niedrigere Säuregrade gekennzeichnet als die regelmäßig aufgekalkten Ackerstandorte. Mit pH = 6
weist der Lehmboden eine schwach saure Bodenreaktion auf. Neutral (pH = 7) reagiert der Tonboden, während
der Lössboden mit pH = 8,5 als alkalisch zu bezeichnen ist. Der pH-Wert eines Bodens beeinflusst in hohem
Maße Bodenentwicklung, Bodeneigenschaften und das Wachstum der Pflanzen. Eine Versauerung des Bodens
wirkt sich nachteilig auf alle genannten Punkte aus. Für die verschiedenen Bodenarten werden abweichende
pH-Werte als optimal angesehen. Für sandige Böden wird ein tieferer pH-Wert gefordert, da auf solchen Böden
bei höheren Säuregraden ein Spurenelementmangel auftreten kann.
Bodenarten optimaler pH - Bereich
Sandboden 5,3 – 5,7
lehmiger Sand 5,7 – 6,2
sandiger Lehm 6,2 – 6,7
Löss, Lehm 6,7 – 7,0
toniger Lehm / Ton 7,0 – 7,5
Tabelle 3 (Götz/Konrad, Pflanzenbau, S. 133)
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Versuch 14: Bestimmung des Kalkgehaltes
■ Materialien: - 3 verschiedene Bodenproben (sauer, neutral, alkalisch)
- 4 Glasschälchen
- Kalkstein (CaCO3)
- Kalkpulver
- verdünnte Salzsäure
- Pipette
- Spatel
■ Versuchsdurchführung:
Die vier Schälchen werden mit dem Kalkstein und den drei Bodenproben
gefüllt, die einen unterschiedlichen Säuregrad besitzen sollen (Feststellung
des pH-Wertes!). Nun wird mit einer Pipette auf jede Probe und auf den
Kalkstein je 1 ml Salzsäure geträufelt.
■ Versuchsauswertung:
Der Kalkstein und der alkalische Boden schäumen heftig auf, während der
saure und der neutrale Boden keine Reaktion zeigen. Das Aufbrausen wird
durch CO2 hervorgerufen, das mit Hilfe von Salzsäure aus Kalk (CaCO3)
nach folgender Reaktionsgleichung freigesetzt wird:
CaCO3 + 2 HCl CaCl2 + H2O + CO2
Zwischen dem pH-Wert eines Bodens und seinem Kalkgehalt besteht also ein Zusammenhang. Je höher der
Kalkgehalt, desto alkalischer reagiert ein Boden. Dies wollen wir nun überprüfen:
Wir nehmen das Reagenzglas von Versuch 13, in dem sich die Waldbodenlösung und der zugesetzte Indikator
befinden und fügen eine Spatelspitze Kalkpulver (CaCO3) dazu. Sofort ist ein Farbumschlag von rot nach blau –
in den alkalischen Bereich – zu beobachten (siehe Foto). Vergleiche auch mit dem Foto von Versuch 13!
Der Schüler soll aus diesem Versuch lernen, dass der pH-Wert eines Bodens durch Kalkzufuhr reguliert werden
kann.
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14

Versuch 15: Nachweis der Hauptnährstoffe im Boden
Vorbemerkung: chemische Nachweisreaktionen für die Hauptnährstoffe
1. Nitratnachweis:
Mit konzentrierter schwefelsaurer Diphenylaminlösung (20 ml in 1 g). Die Innenwand eines Reagenzglases
wird mit der zu untersuchenden Lösung befeuchtet. Danach tropft man das Nachweisreagenz vorsichtig auf
-
die feuchte Innenwand. Ist NO3 in der Lösung, so kommt es zu einer Blaufärbung. Vorsicht, das Reagenz
enthält konzentrierte H2SO4! Daher ist immer eine Schutzbrille zu tragen.
2. Ammoniumnachweis:
„Nessler Reagenz“ bewirkt mit NH 4+ -Ionen einen rotbraunen Niederschlag.
3. Phosphatnachweis:
3-
„Johnlösung“ verursacht bei Anwesenheit von PO4 -Ionen eine tiefblaue Färbung.
Herstellung einer „Johnlösung“: 1 325 ml H2O + 125 ml konz. H2SO4
2 20 g NH4-molybdat in 300 ml H2O
3 100 ml 0,5 % K-antimon-III-oxitartrat
1 + 2 + 3 mischen und auf 1000 ml auffüllen (destilliertes Wasser).Es sind auch kleinere Ansätze möglich.
Zur Analyse benötigt man 50 ml Johnlösung, die mit 0,75 g Ascorbinsäure gemischt wird. Sollte an der
Schule kein Chemielabor vorhanden sein, so kann der Phosphatnachweis auch vereinfacht mit Ammoniummolybdat
(Gelbfärbung) durchgeführt werden. Doch gerade bei Bodenuntersuchungen ist eine Gelbfärbung
meist schwierig zu erkennen!
4. Kaliumnachweis:
Mit Natriumtetraphenylborat zeigen K + -Ionen einen weißen Niederschlag.
5. Calciumnachweis:
Indirekter Nachweis über den pH-Wert oder mit HCl, die direkt auf die Bodenprobe getropft wird.
Kalkreiche Böden schäumen hierbei unter CO2-Entwicklung auf.
Betonen muss man, dass es sich bei allen Nachweisreaktionen um rein qualitative Nachweise handelt.
Nachweis der Hauptnährstoffe im Boden (N, P, K):
Der Nährstoffhaushalt des Bodens unterliegt ständigen Schwankungen. Zum einen werden Nährstoffe entzogen
(Verbrauch der Pflanzen, Auswaschung), zum anderen wieder zugeführt (Bodenleben, Düngung usw.). Dabei
verändern sich zwar die Konzentrationen, die Nährstoffbestandteile aber bleiben die gleichen.
■ Materialien: - beliebige Bodenprobe
- NPK-Dünger 14/14/4
- Reagenzgläser
- destilliertes Wasser
- Filter
- Nachweisreagenzien:
Diphenylaminlösung
Johnlösung
Natriumtetraphenylborat
■ Versuchsdurchführung:
Man gibt die Bodenprobe in ein Becherglas und
stellt mittels destilliertem Wasser eine Suspension
her. Anschließend wird die Suspension einige
Male gefiltert, bis eine relativ klare Lösung entsteht.
Mit den Nachweisreagenzien wird nun die
Lösung auf Nitrat, Phosphat und Kalium getestet.
Zur Kontrolle löst man einige Kugeln des NPK-
Düngers und führt die Nachweisreaktionen erneut
durch.
15

■ Versuchsauswertung:
In der im Testversuch gewählten Bodenprobe sind alle drei Hauptnährstoffe enthalten. Über deren Konzentrationen
im Boden kann man jedoch keine Aussage machen!
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Versuch 16: Darstellung unterschiedlicher Bodenfarben
■ Materialien: - weißer Pappkarton
- Kleister
- verschieden gefärbte Böden
■ Versuchsdurchführung:
Geringe Mengen der Böden werden mit Kleister
vermischt und mit dem Finger auf dem weißen Karton
kreisförmig ausgestrichen. Beim Ausstreichen
fühlt man deutlich die unterschiedliche Körnung der
Böden. Zum Schluss wird der Karton zum Trocknen
an einen warmen Ort gestellt.
■ Versuchsauswertung:
Die breite Palette von Farben beruht teilweise auf
unterschiedlichem Humusgehalt. Böden mit hohem
Humusgehalt sind durch eine dunkle Bodenfarbe
gekennzeichnet. Die Hauptfarbgeber sind aber zweifelsohne
die verschiedenen Eisenoxide.
Die Bodenfarbe ist sowohl für den Bodenkundler als
auch für den praktischen Landwirt von Bedeutung, da sie wertvolle Informationen liefern kann, z.B. über den
Entwicklungszustand eines Bodens.
Die Parabraunerde ist im Gegensatz zur Braunerde durch einen Aufhellungshorizont gekennzeichnet. Durch die
Verlagerung der rötlichen Eisenoxide in tiefer gelegene Bodenschichten wird die helle Farbe hervorgerufen.
Eisenoxide geben aber auch genaue Auskünfte über die Wasserverhältnisse eines Bodens. Beim Vorhandensein
von Stauwasser und damit verbundenem Sauerstoffmangel werden die Eisenoxide in die reduzierte Form
überführt. Zu erkennen ist dies an der graublauen Farbe.
Bei Anwesenheit von Sauerstoff liegt Eisen in der oxidierten Form vor, so dass der Boden eine rötliche Farbe
aufweist.
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Versuch 17: Erwärmung des Bodens
Der Einfluss der Bodenfarbe auf die Erwärmung des Bodens soll mit diesem
einfachen Versuch demonstriert werden:
■ Materialien: - 2 Thermometer
- 1 weißes Tuch
- 1 schwarzes Tuch
■ Versuchsdurchführung:
Ein Thermometer wird mit einem weißen Tuch, das andere mit einem schwarzen
Tuch umhüllt. Man legt beide Thermometer auf die Fensterbank und setzt
sie der direkten Sonneneinstrahlung aus. Nach ca. einer halben Stunde wird
auf beiden Thermometern die Temperatur abgelesen.
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■ Versuchsauswertung:
Das mit dem schwarzen Tuch umhüllte Thermometer zeigt eine deutlich höhere Temperatur an. Die schwarze
Farbe bewirkt, dass ein wesentlich größerer Anteil der von der Sonne ausgesandten Wärmestrahlung absorbiert
wird. Dieses Phänomen kennen sicher alle Schüler. Fast jeder wird schon einmal an einem heißen Tag dunkle
Kleidung getragen und es somit am eigenen Leib verspürt haben. Diese Erkenntnis kann man auf Böden übertragen.
Dunkel gefärbte, wie z.B. stark humushaltige, erwärmen sich also wesentlich schneller als hell gefärbte Böden.
Die Bodentemperatur übt einen großen Einfluss auf das Pflanzenwachstum aus. Je höher die Bodentemperatur
im Frühjahr ist, desto optimaler sind die Bedingungen für das Keimen und Auflaufen der Saat. Bei helleren Böden
kann durch eine Bedeckung des Ackers mit Stallmist, Kompost und dgl. eine Erhöhung der Temperatur
erreicht werden.
Nicht vergessen sollte man in diesem Zusammenhang, dass auch der Wassergehalt des Bodens einen nicht
unbeträchtlichen Einfluss auf die Bodentemperatur ausübt.
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Versuch 18: Vermischung des Bodens durch den Regenwurm
Die große Bedeutung der Bodenlebewesen für die Fruchtbarkeit des Bodens soll am Beispiel des Regenwurms
in zwei Versuchen aufgezeigt werden (Versuch 18 und 19).
■ Materialien: - Holzkasten
- 2 Bodenarten (heller Sand-, dunkel gefärbter Humusboden)
- Kompost
- Regenwürmer
■ Versuchsaufbau:
Bei diesem Versuch wurde der schon im Versuch 9
eingesetzte Holzkasten verwendet. Gut geeignet wäre
auch ein Aquarium oder ähnlich großes Glasgefäß.
In den Kasten werden abwechselnd mehrere Lagen
zweier farbkontrastreicher Böden – ein heller Sandboden
und ein schwarzer Humusboden – eingefüllt. Abschließend
wird eine Lage Kompost daraufgesetzt, der
den Würmern als Nahrungsquelle dient. Die Glasseite
muss verdunkelt werden, da Regenwürmer sehr lichtscheu
sind und sich daher nicht vor der Scheibe aufhalten
würden. Die Anzahl der Regenwürmer, die eingesetzt
werden, hängt von der Größe des Kastens ab.
Der Kasten wird für mehrere Wochen an einem wohltemperierten Platz aufgestellt. Während dieser Zeit muss
die Erde immer leicht feucht gehalten werden.
■ Versuchsauswertung:
Die Fotos lassen erkennen, dass sich mit der Zeit einiges
verändert hat.
Die vorher noch klar voneinander abgegrenzten Bodenhorizonte
sind durch die Tätigkeit der Regenwürmer
vermischt worden. Gut zu erkennen sind die zahlreichen
Gänge. Durch ihre Arbeit transportieren die
Regenwürmer Material aus dem Unterboden an die
Oberfläche, andererseits wird humusreiches Material
nach unten geschafft. Die Mächtigkeit der Krume vergrößert
sich dadurch.
Auf der Bodenoberfläche haben sich Ausscheidungen
der Regenwürmer angesammelt, die ein Verkleben
von Bodenteilchen zu stabilen Krümeln bewirken. Diese sogenannte Lebendverbauung wirkt einer Verschlämmung
des Bodens entgegen.
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Versuch 19: Bodenlockerung durch den Regenwurm
■ Materialien: - Glasgefäß
- Kompost
- Regenwürmer
- Boden
■ Versuchsaufbau:
Das Glasgefäß wird mit feuchtem Boden gefüllt und
fest gestampft, bis ein total verdichteter Boden vorliegt.
Obenauf legen wir als Nahrungsquelle eine Lage
Kompost und geben einige Regenwürmer dazu. Das
gesamte Gefäß muss verdunkelt werden. Nach mehreren
Wochen kann der Versuch ausgewertet werden.
■ Versuchsauswertung:
Die Regenwürmer haben es geschafft, den verdichteten
Boden aufzulockern. Beim Vergleich der beiden
Bilder kann man die dadurch entstandene Volumenzunahme
erkennen. Beim näheren Betrachten erkennt
man auch hier die Regenwurmgänge (vgl. Versuch
18). Dieses Röhrensystem ermöglicht es den Pflanzenwurzeln
in größere Tiefen hinab zu wachsen. Es
sorgt auch für eine Regulierung der Wasserverhältnisse
des Bodens und verbessert den Luftaustausch.
Aus beiden Versuchen soll der Schüler lernen, dass
die Bodenlebewesen und hier insbesondere der Regenwurm,
unverzichtbare Helfer bei der Schaffung
fruchtbarer Ackerböden darstellen. Dies wird leider all
zu oft vergessen. Durch eine unbedachte Bodenbearbeitung
kann das Bodenleben in seiner Tätigkeit empfindlich
gestört werden.
Die Förderung des Bodenlebens ist ein ganz zentraler Punkt im biologischen Landbau. Hier wird alles versucht,
um günstige Lebensbedingungen zu schaffen. Vielleicht kommt der Schüler zu der Erkenntnis, dass auch der
konventionelle Anbau diesem Punkt wieder mehr Beachtung schenken sollte.
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Versuch 20: Funktionsprinzip eines Hygrometers
Die Idee zum folgenden Versuch stammt aus einer Stunde, in der Wetter-Messgeräte durchgenommen wurden.
Einige Schüler wollten dem Lehrer nicht recht glauben, dass das Funktionsprinzip des Hygrometers auf einer
Längenänderung von Haaren beruht.
■ Materialien: - Stricknadel
- Nähnadel
- Sperrholzplatte
- weißer Karton
- Pinnwandstecker
- Fön
- Kochtopf
- Heizplatte
- langes Haar
■ Versuchsaufbau:
Zunächst sägen wir uns eine 50 x 50 cm große Sperrholzplatte
zurecht, die einseitig mit weißem Karton
beklebt wird. Anschließend wird eine ca. 30 cm lange
18

Holzstricknadel, zwei Zentimeter vom Ende entfernt, mit einem Nagel durchbohrt und an der Sperrholzplatte
fest genagelt. Um diesen Drehpunkt soll sich der Zeiger leicht bewegen lassen. Am kurzen Hebelarm wird dann
ein möglichst langes Haar befestigt. Dieses wird gestreckt und senkrecht zum Hebelarm fixiert.
Tipp: Das Haar an einem Nadelöhr fest knoten und dann die Nadel mit einem Pinnwandstecker befestigen.
Die Stelle, die der Hebelarm anzeigt, wird markiert.
■ Versuchsauswertung:
Mit einem Fön führen wir dem Haar sehr warme und
trockene Luft zu. Je nach der augenblicklich im Raum
herrschenden Luftfeuchte wird sich der Zeiger mehr
oder weniger nach oben bewegen. Die trockene Luft
hat eine Verkürzung des Haares bewirkt.
Nun ändern wir die Versuchsbedingungen, indem wir
dem Haar feuchte Luft zuleiten. Ein in die Nähe des
Versuchaufbaus gestellter Kochtopf mit siedendem
Wasser gibt genügend Dampf ab und erhöht die Luftfeuchtigkeit
beträchtlich. Der Zeiger sinkt deutlich ab.
Das Haar wurde durch die feuchte Luft verlängert.
Bei dem geschilderten Versuchsaufbau (30 cm Zeigerlänge,
10 cm Haarlänge) konnte man einen maximalen
Zeigerausschlag von 1,3 cm registrieren.
Diese Längenänderung der Haare macht man sich im Hygrometer (Luftfeuchtemesser) zu Nutze. Es zeigt die
relative Luftfeuchte an. Die Bewegungen des Zeigers werden dabei von einem ganzen Haarbündel verursacht.
Ein solch selbstgebasteltes Hygrometer könnte man vielleicht im Klassenzimmer befestigen. Bei Verwendung
eines längeren Zeigers und längeren Haares könnten erheblich größere Ausschläge beobachtet werden. Die
Schüler könnten das Gerät im Laufe der Zeit durch Vergleich mit einem richtigen Hygrometer entsprechen eichen.
Auf dem Gebiet der Wetterkunde könnten mit Sicherheit noch einige interessante Versuche erkundet werden,
die geeignet wären, den Schülern die oft recht komplizierten Sachverhalte zu veranschaulichen.
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