ZUSAMMENSETZUNG, TEXTUR UND EIGENSCHAFTEN DES ...

ZUSAMMENSETZUNG, TEXTUR
UND EIGENSCHAFTEN
DES BODENS
Kurzbeschreibung:
Dieses Modul umfasst 4 Arbeitsblätter. Es werden grundlegende Eigenschaften
des Bodens anhand einfacher Versuche vorgestellt und erklärt.
Inhalte / Durchführung:
• Woraus besteht der Boden? Welche Bodenarten gibt es? Wie ist es um
deren Fruchtbarkeit und Wasserhaushalt bestellt? Die Arbeitsblätter 1-4
beantworten diese elementaren Fragen in Form einfacher Versuche.
-> Laborunterricht!
• Zeitaufwand:
(für Versuchsdurchführung und Bearbeitung der
Hintergrundinformation)
Arbeitsblatt 1: 1 Unterrichtseinheit
ACHTUNG: Längere Vorbereitungszeit notwendig!
Arbeitsblatt 2: 1 Unterrichtseinheit
Arbeitsblatt 3: 2 Unterrichtseinheiten
Arbeitsblatt 4: 2 Unterrichtseinheiten
ACHTUNG: Längere Vorbereitungszeit notwendig!
• Die genaue Arbeitsanleitung zu den einzelnen Versuchen ist auf den
Arbeitsblättern angeführt.
•
•
Schulstufe
9-11
Unterrichtsfächer
Biologie
Benötigtes Material
Die benötigten Materialien
sind auf den einzelnen
Arbeitsblättern angeführt.
Die Bodenproben sind von
den SchülerInnen selbst
zu sammeln und mit zu
bringen.
Lehrziele
• Wichtige Bodenarten
• Zusammensetzung des
Bodens
•
Wichtige Eigenschaften
des Bodens:
- Korngröße
- Wasserhaushalt
- Fruchtbarkeit
- Bearbeitbarkeit
- Humusgehalt

Arbeitsblatt 1 - Schlämmprobe
Die Schlämmprobe ermöglicht einen ersten Eindruck von der Zusammensetzung einer
Bodenprobe.
Material � Bodenprobe(n)
� 1 Spritzflasche mit Leitungswasser
� mehrere Schraubgläser (ca. 1/4 l Volumen)
� Erdbohrer oder kleine Handschaufel; Teelöffel
� Speisesalz (NaCl) und/oder Calziumchlorid (CaCl 2 )
Durchführung
1. Schraubglas zu etwa 1/4 mit einer Bodenprobe befüllen.
2. Mit Leitungswasser bis 1 cm unterhalb des Glasrandes auffüllen.
3. Glas zuschrauben und kräftig schütteln.
4. Glas abstellen und Sedimentation beobachten. Die einzelnen Fraktionen setzen sich nach Korngröße
und spezifischem Gewicht unterschiedlich rasch am Boden ab, was zu einer typischen Schichtung
führt.
Hinweis:
Die Sedimentationsgeschwindigkeit hängt von der Korngröße ab. Bei tonreichen Böden dauert die vollständige
Sedimentation mehrere Stunden! Durch die Zugabe von Calziumchlorid kann die Sedimentation
beschleunigt werden. Die Zugabe von Natriumchlorid bewirkt eine schärfere (deutlichere) Schichtentrennung.
ACHTUNG: Die Schlämmprobe sollte bereits einige Stunden vorher angesetzt werden, damit es zu einer
vollständigen Sedimentation kommt! Im Unterricht erfolgt dann die Auswertung des Versuchs.
Welchen Zweck hat der Salzzusatz :
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Die zweiwertigen Calzium-Ionen fungieren als Brücken zwischen den
elektrostatisch negativ geladenen Tonmineralien. Es entstehen Aggregate (Cluster), die schneller
ausflocken.
Die einwertigen Natrium-Ionen binden auch an die Tonmineralien, eignen sich aber nicht als „Brückenbildner“.
Die Natrium-ummantelten Tonpartikel stoßen einander ab, sie dispergieren und bleiben länger in
Schwebe.

Arbeitsblatt 1 - Schlämmprobe
Auswertung
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1. Zeichne die einzelnen Schichten ein und beschrifte sie (z.B. Steinchen, Sand, Ton, trübes Wasser mit
feinen Schwebstoffen, klares Wasser, Pflanzenteile, Humus)!
2. Vergleiche „deine“ Schlämmprobe mit denen deiner MitschülerInnen bzw. mit einer Schlämmprobe
mit Salzzusatz. Notiere die auffälligsten Unterschiede hinsichtlich Zusammensetzung, Schichtdicke
und letztlich auch der „Schärfe“ der Schichtentrennung bei der Probe mit Salzzusatz.
Dem folgenden Diagramm kannst du die durchschnittliche Zusammensetzung des Bodens entnehmen
(Zahlenangaben nach D. Schroeder, Bodenkunde in Stichworten, 1992):

Arbeitsblatt 2 - Erde – mit allen Sinnen
Dieses Arbeitsblatt zeigt dir, dass wir alleine mit unseren Sinnen - ohne technische Geräteausstattung
- fundierte Aussagen über die Bodenart (Textur) machen können.
Material � Bodenprobe(n)
� 1 Spritzflasche mit Leitungswasser
Durchführung
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Die Bodenprobe muss leicht feucht sein. Gegebenenfalls mit Wasser aus der Spritzflasche anfeuchten.
1. Geruch
Jeder Bodentyp hat einen charakteristischen Geruch. So haben Böden mit hohem Humusgehalt einen typisch
„erdigen“ Geruch, während sandige Böden eher geruchlos sind. Schlecht durchlüftete – meist sehr
feinkörnige – Böden riechen oft „faulig“ bzw. „modrig“.
2. Fingerprobe (Formbarkeit, Haftung auf der Haut)
Rollprobe (Formbarkeit): Versuche eine feuchte Bodenprobe zwischen den Handtellern zu einer „Erdnudel“
auszurollen!
Haftprobe: Zerreibe ein wenig Erde zwischen Daumen und Zeigefinger! Beobachte, wie gut die Probe auf
deiner Haut haftet und welche Art von Belag sie auf deiner Haut hinterlässt.
3. Trage deine Eindrücke in die Tabelle ein und ordne die einzelnen Proben einer bestimmten Bodenart zu!
(Hintergrundinformationen findest du auf der nächsten Seite.)
4. Bodenfarbe
Wie die Textur eines Bodens kann auch die Farbe unmittelbar vor Ort bestimmt werden. Allerdings können
aufgrund der Farbe keine Aussagen über die Bodenart gemacht werden. Vielmehr dient die Farbe zur
Differenzierung des Bodenhorizonts und des Bodentyps.
Für die Bodenfarbe verantwortlich sind v. a. ...
(1) die organischen Bodenbestandteile (abhängig von ihrem Gehalt und ihrem Zersetzungs-
grad: Schwarze, braunschwarze und graue Farbtöne) und
(2) verschiedene Metallverbindungen: Oxidierte Eisenverbindungen sind für rote, gelbe und
orange Farben verantwortlich; reduzierte Eisenverbindungen für grünliche, gelbliche und
bläuliche Farbtöne). Daneben spielen auch Manganverbindungen eine große Rolle.
Allgemein gilt: Feuchte Böden reflektieren weniger Licht und erscheinen daher dunkler und intensiver
getönt als trockene Böden.

Arbeitsblatt 2 - Erde – mit allen Sinnen
Einteilung der Böden nach ihrer Korngr öße
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Die folgenden zwei Tabellen geben einen Überblick über die Klassifikation der mineralischen Bestandteile
aufgrund ihrer Korngr öße (gemäß der Internationalen Bodenkundlichen Gesellschaft; in: E. Leitgeb,
Bodenkunde für Ökologen, Studienblätter
zur Vorlesung im WS 00/01).
Wir unterscheiden Feinb öden und Grobb öden (= Grobskelett).
Zwischen den einzelnen Bodenarten gibt es weitere Übergänge und Mischungen,
z.B. sandiger Lehm, toniger Lehm, schluffiger Sand etc.
Die Korngr öße bestimmt maßgeblich die Eigenschaften des Bodens
- Sandige Böden lassen sich nicht formen, sie zerbröseln. Ihre grobkörnigen Bestandteile
haften nicht an den Fingern. Trockene Bodenproben zeigen keinen Zusammenhalt ihrer
Bestandteile, sie zerfallen (vgl. Sandburgen, „Auf Sand gebaut“).
Einzelne „Sandkörnchen“ sind mit freiem Auge sichtbar.
- Schluffige Böden lassen sich nur bedingt formen. Häufig bricht die Bodenprobe beim
Ausrollen. Dafür haftet Schluff/Lehm gut auf der Haut, wo er einen stumpfen Belag
hinterlässt. Trockene Bodenproben lassen sich zerreiben.
- Tonige Böden hingegen lassen sich sehr gut formen und zeigen beim Ausrollen kaum
Risse. Ihre feinkörnigen Bestandteile fühlen sich fettig an und haften sehr gut auf der
Haut. Sie hinterlassen einen glänzenden Belag.
Trockene Bodenproben sind sehr hart und lassen sich nicht/schwer zerreiben.

Arbeitsblatt 3 - Wasserhaushalt & Bodenart
Dieser Versuch informiert dich über den Zusammenhang zwischen Bodenart (Textur) und
Wasserdurchlässigkeit bzw. Wasserspeicherverm ögen (= Wasserkapazität).
Material � 3 TROCKENE Bodenproben
� 3 20-30 cm lange Glasröhrchen mit einem Durchmesser von ca. 2-3 cm
� Gardinentüll, Klebeband
� 3 Stative mit Stativklemmen
� Trichter (gerolltes Blatt Papier), 3 Messbecher und 3 Messzylinder (je 100 ml)
� Spritzflasche mit Leitungswasser
� Stoppuhr
Durchführung
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1. Verschließe eine Seite der Glasröhrchen mit Gardinentüll (mit Klebeband fixieren) und bring darüber
eine 10 cm - Markierung an.
2. Befülle die Glasröhrchen mit den verschiedenen Bodenproben bis zur 10 cm Markierung. Ein Trichter
erleichtert das Befüllen der Glasröhrchen.
3. Die Glasröhrchen werden kurz aufgestoßen und so senkrecht am Stativ fest geklemmt, dass die
Messbecher darunter gestellt werden können.
4. Befeuchte die Bodenproben an der Oberfläche mit etwas Wasser aus der Spritzflasche.
5. Befülle die Messzylinder mit je 50 ml Wasser.
6. Gieße das Wasser vorsichtig – der Glaswand entlang – auf die erste Bodenprobe. Sofort beobachten!
Stoppe die Zeit bis zum ersten Wasseraustritt.
7. Wie viel Wasser sammelt sich im Messbecher? Wie viel Wasser verbleibt in der Bodenprobe? Trage die
Ergebnisse in die Tabelle ein.
8. Ordne die Proben aufgrund der Messergebnisse einer bestimmten Bodenart zu! Die dazu
erforderlichen Informationen findest du auf der nächsten Seite.

Arbeitsblatt 3 - Wasserhaushalt & Bodenart
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Die Wasserdurchlässigkeit und das Wasserspeicherverm ögen (die Wasserkapazität) hängen von der
Porengr öße – und damit auch von der Korngr öße – ab.
Allgemein gilt:
� Je feinkörniger ein Boden ist, desto kleiner sind auch seine Poren, aber desto
größer ist sein gesamtes Porenvolumen.
� Feinkörnige Böden mit großem Porenvolumen haben eine geringe
Wasserdurchlässigkeit und ein hohes Wasserspeicherverm ögen.
Wir unterscheiden folgende Porengr ößen:
� Feinporen mit einem Durchmesser von < 0,2 µm
� Mittelporen mit einem Durchmesser von 0,2-10 µm
� Grobporen mit einem Durchmesser > 10 µm
Die folgende Tabelle (nach F. Scheffer und P. Schachtschabel, 1992, Lehrbuch der Bodenkunde) gibt Aufschluss
über den Zusammenhang zwischen Korngr öße, Porengr öße und Porenvolumen:
Zusammenfassende Bewertung der verschiedenen Bodenarten
Die Bodeneigenschaften bestimmen die landwirtschaftlichen Nutzungsm öglichkeiten. Bewerte aufgrund
deiner bisherigen Erkenntnisse (Arbeitsblätter 2-3) die Eigenschaften der vier wichtigsten Bodenarten!
Verwende dafür die folgende Legende:
++: sehr gut (sehr hoch) +: gut (hoch) 0: mittel -: schlecht (gering)

Arbeitsblatt 3 - Wasserhaushalt & Bodenart
Lösung:
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Arbeitsblatt 4 - Der Humusgehalt
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Wie du der Abbildung im Arbeitsblatt 1 entnehmen kannst, enthält Boden durchschnittlich ca. 7% Humus.
Der folgende Versuch zeigt dir, wie du den Humusgehalt genauer bestimmen kannst.
Material � Bodenprobe(n)
� Spatel, Mörser mit Pistill
� Löffel, Porzellanschale, Glasstab zum Umrühren
� Vierfuß/Dreifuß mit Drahtgitter, Bunsenbrenner
� Laborwaage
Durchführung
1. Vorbereitung: Für den Versuch eignen sich nur TROCKENE Bodenproben!
Entferne Bodentiere (sofern möglich) und frische/lebende Pflanzenteile (z.B. Wurzeln) aus der Probe.
Lasse die Bodenprobe einige Tage bei Zimmertemperatur an einem möglichst trockenen Ort stehen,
damit sie austrocknen kann. Sehr klebrige (bindige) Proben mit der Spatel zerkleinern.
2. Zerreibe die trockene Bodenprobe mit dem Mörser. Fülle 2-3 Esslöffel der trockenen Bodenprobe in
eine Porzellanschale und bestimme mit der Laborwaage möglichst exakt das Gewicht der Bodenprobe.
Trage das Ergebnis in die Tabelle ein.
3. Stelle die Porzellanschale auf das Drahtgitter des Vierfußes, platziere den Bunsenbrenner darunter
und glühe die Probe 20-30 min aus. Hin und wieder mit dem Glasstab umrühren.
ACHTUNG, VERBRENNUNGSGEFAHR!
4. Drehe den Gashahn zu und lasse die Bodenprobe einige Minuten abkühlen.
5. Bestimme nun das Gewicht der ausgeglühten Bodenprobe und notiere das Ergebnis.
VORSICHT, DIE PORZELLANSCHALE KANN NOCH HEISS SEIN!
6. Berechne die Gewichtsdifferenz. Diese entspricht dem Humusgehalt in Gramm. Berechne daraus den
Humusgehalt in %, wobei gilt: Gewicht der Probe vor dem Ausglühen = 100 %.
7. Bewerte den Humusgehalt deiner Probe anhand der unten stehenden Tabelle.
Bewertung des Humusgehaltes
Hinweise:
(1) Humus besteht aus abgestorbener/toter organischer Substanz und deren organischen
Umwandlungsprodukten. Es ist unmöglich, alle lebenden Organismen bzw. deren Teile aus der Probe
zu entfernen. Streng genommen, hast du also nicht den Humusanteil bestimmt, sondern den Anteil
der gesamten organischen Substanz (abzüglich der Anteile, die du vorher aus der Probe aussortiert
hast). Da das Bodenleben aber nur etwa 15 % der organischen Substanz ausmacht, kann es vernach
lässigt werden.
(2) Auf der nächsten Seite findest du weiterführende Informationen zum Thema Humus.

Arbeitsblatt 4 - Der Humusgehalt
Humusformen und Humusarten
Was ist Humus?
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Das Wort Humus ist lateinischen Ursprungs und bedeutet so viel wie feuchter, fruchtbarer Boden. Unter
Humus versteht man die Gesamtheit aller abgestorbenen organischen Substanzen und deren organische
Umwandlungsprodukte.
Wie viel Humus enthält unser Boden?
Ackerböden enthalten durchschnittlich nur 1,8-2,5 % Humus, Grünlandböden mit 5-8 % hingegen deutlich
mehr. Außerdem sinkt der Humusgehalt mit zunehmender Korngröße der mineralischen Bodenbestandteile,
d. h. sandige Böden haben einen niedrigeren Humusgehalt als tonige.
Nach ihrer Struktur / ihrem Zersetzungsgrad sind 3 Humusformen zu unterscheiden:
(1) Mull
Diese Humusart ist typisch für biotisch aktive Böden mit guter Nährstoffversorgung. Die Humifizierung
erfolgt rasch, was sich im völligen Fehlen einer Streu-Auflage zeigen kann. Es entstehen charakteristische
Ton-Humus-Komplexe. Ein günstiges Porenvolumen sorgt für gute Durchlüftung und erleichtert es den
Bodentieren, die organischen Bodenbestandteile mit den mineralischen rasch und intensiv zu durchmischen.
Mull ist typisch für Wiesengesellschaften und Laubmischwälder.
(2) Rohhumus
Rohhumus weist auf schlechte Lebensbedingungen hin. Die biotische Aktivität ist sehr gering, sodass die
Vegetationsrückstände nur langsam abgebaut werden. Aufgrund fehlender Bioturbation bildet Rohhumus
eine dichte Auflage direkt auf dem Mineralboden mit scharfer Grenze zu diesem. Es herrschen nährstoffarme,
saure Verhältnisse (pH-Wert 3-4). Entsprechend verarmt ist das Bodenleben, Pilzhyphen dominieren.
Rohhumus-Auflagen sind typisch für Fichten-Monokulturen.
(3) Moder
Moder nimmt eine Zwischenstellung zwischen Mull und Rohhumus ein. Zu finden ist er auf/in nährstoffarmen,
sandigen Böden bei feucht-kühlen Klimaverhältnissen.
Moderhumus ist typisch für Nadelmischwälder.
Nach ihrer Funktion ist zwischen 2 Humusarten zu unterscheiden:
Nährhumus
Nährhumus ist die Nahrungsgrundlage für die Kleinstlebewesen des Bodens. Er besteht aus leicht umsetzbaren
Stoffen, die größtenteils mineralisiert werden. Damit ist Nährhumus eine wichtige Quelle für
Kohlenstoffdioxid, Phosphate und Stickstoffverbindungen. Diese wiederum sind elementare Pflanzennährstoffe.
Dauerhumus
Dauerhumus wird nur langsam umgebaut. Mit über 90 % repräsentiert er die Hauptmasse des Gesamthumusgehalts
eines Bodens. Mit Tonpartikeln bildet er Bodenkolloide, die verantwortlich sind für die Wasser-
und Nährstoffspeicherung sowie für das Bodengefüge. Er ist von entscheidender Bedeutung für die
Bodenfruchtbarkeit.