Versuche zum Thema Nährstoffe in Böden

Nährstoffaustausch, Nährstoffhaltevermögen, Nährstoffabsorption,...

Eine Versuchsreihe zum Austausch von Nährstoffen in Böden.

Die Fähigkeit der mitteleuropäischen Böden Nährsalze auszutauschen ist hinsichtlich der Bodenfruchtbarkeit neben anderen Bodenparametern (Ausgangsgestein, Klima) eine ganz besonders wichtige Größe. Durch die im Folgenden beschriebene Versuchsreihe können sich Schüler der Mittelstufe weitgehend selbständig diese besonders wichtige Bodeneigenschaft erschließen. Die Interpretation der Experimente führt zu negativ geladenen unlöslichen Bestandteilen in Böden, den Bodenkolloiden (Dreischichttonmineralien und Dauerhumus), die die bedeutenden Austauschplätze für Kationen im Boden darstellen.
Auch der Einfluss von Fruchtwechsel, die Möglichkeit der Düngung durch Mineralsalze (Düngertheorie Liebigs) und die Problematik des Ausbringens von Gülle im Winter (Nitratanreicherungen im Trinkwasser) können nach Durchführung dieser Versuchsreihe sehr fundiert diskutiert werden.

Absorption der Farbstoffe Methylenblau und Eosin durch Boden

Demonstrationsversuch Bodenkolloide

Beim Passieren einer Bodenprobe wird der blaue Farbstoff von Methylenblau fast völlig absorbiert, der rote Farbträger aus der Eosinlösung dagegen nicht. Er läuft einfach durch die Bodenprobe durch. Dieser Sachverhalt muss mit den Eigenschaften der Farben und mit dem "Boden" zu tun haben.
Die Molekülgröße der Farbträger von Eosin und Methylenblau ist identisch. Ein weiteres Experiment zeigt die Unterschiede!


Lösungen von Methylenblau und Eosin unter Gleichspannung

Ionenwanderung

Die blaue Farbe wandert zum Minus-Pol, die rote Farbe zum Plus-Pol. Damit ist bewiesen: Der blaue Farbstoff in Methylenblau muss positiv geladen sein. Der rote Farbstoff in Eosin trägt negative Ladung.

Zusammenfassung:

Im Boden müssen unlösliche negative Ladungsträger vorliegen, die positiv geladene Ionen festhalten. Dabei handelt es sich um die Bodenkolloide: Dauerhumus und Dreischicht-Tonmineralien.
Negative Ionen werden vom Boden nicht festgehalten.




Detaillierte Versuchsbeschreibungen und Vorschläge zu weiteren Experimenten



Anleitung zu einen Versuch Nährstoffabsorption aus Wasser

Skizzen von Nährstoffkreisläufen in den feuchten Tropen und den Mittelbreiten

Anleitung zu einem Demonstrationsversuch zum Nährstoffhaltevermögen von Böden

Anleitung zu einem Versuch zum Austausch von Nährstoffen in Böden

Anleitung zu einem Versuch zum Nährstoffaustausch an Bodenkolloiden