1 Definition

Organische Substanz
Die organische Substanz ist die Gesamtheit der toten (postmortalen) organischen Stoffe.2 Dazu gehören alle in und auf dem Mineralboden befindlichen abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Stoffe und deren Umwandlungsprodukte.3 Die Gesamtheit der organischen Substanz im Boden bildet den Humus.4
Organischer Kohlenstoff (Corg)
Der organische Kohlenstoff ist Bestandteil der organischen Substanz. Im Durchschnitt liegt der Kohlenstoffgehalt der organsichen Substanz bei 50% 3

2 benötigte Parameter aus Vorarbeiten

  • keine

3 Methodik

3.1 Trockenveraschung (Glühverlust)

Unter Glühverlust versteht man die Gewichtsminderung von Bodenproben durch starkes Erhitzen. Das beschriebene Verfahren orientiert sich an der bei SCHLICHTING et al. (1995) beschriebenen Methode.

3.1.1 Ausführung

Für die Trockenveraschung werden 5 g Feinerde bei 105°C im Trockenschrank in einem vorher gewichtskonstant geglühtem und gewogenem Porzellantiegel (LG) bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und danach gewogen (TG). Dann glüht man die Probe bei 430°C im Muffelofen bis zur Gewichtskonstanz (GG).

3.1.2 Berechnungen

\mbox(1) \qquad GV = \frac{TG - GG}{TG - LG} \cdot 100
 GV   Glühverlust [Masse-%]
 TG   Trockengewicht (inkl. Porzellantiegel) [g]
 GG   Gewicht nach dem Glühen (inkl. Porzellantiegel) [g]
 LG   Leergewicht des Porzellantiegels [g]

3.1.3 Fehlerquellen

Die Methode ist sehr unzuverlässig in folgenden Situationen:

  • höhere Ton- und Lehmgehalte: durch entweichendes Kristallwasser beim Glühen werden zu hohe Werte gemessen
  • höhere Carbonat- und Gipsgehalte: diese werden beim Glühen ebenfalls zerstört und tragen zu einem zu hohen Messwert bei
  • Glühen bei 550°C (wie in DIN 19684-3 vorgeschrieben) erhöht diese Fehler noch

3.2 Nasse Veraschung (nach TJURIN)1

Die Humusgehaltbestimmung durch die Volumenmethode nach TJURIN baut i.W. auf der Beschreibung von ARINUŠKINA (1970) auf, wobei hier auf die Zugabe eines Katalysators verzichtet wird. Diese Methode wird in Russland (!!) angewendet.

3.2.1 Ausführung

Dabei wird folgendes Verfahren angewendet:

  1. Bodenprobe mörsern und auf 0,25 mm sieben
  2. Zur Bodenanalyse nimmt man 0,3 g der vorbereiteten Probe. Diese Menge ist bei Humusgehalten zwischen 0,6-0,8 % und 12-13 % ausreichend. Bei größeren oder geringeren Humusmengen muss die Probenmenge dementsprechend geändert werden.
  3. Die Probe wird in einen 100-ml-Erlenmeyerkolben überführt. Dann werden 20 ml Kaliumdichromat-Lösung zugegeben.
  4. Das ganze vorsichtig vermischen, den Kolbenhals mit einem kleinen Trichter verschließen und auf einer Elektroplatte genau 5 Minuten kochen bis die Lösung zu sieden beginnt.
  5. Lösung abkühlen lassen und bis 100 ml mit destilliertem Wasser auffüllen. Kolben mit Propfen verschließen.
  6. Lösung gut durchmischen und über Nacht stehen lassen.
  7. Die abgestandene Lösung vorsichtig (Bodensatz nicht aufwirbeln) in eine 3 oder 5 cm große fotoelektrokolorimetrische Küvette gießen. Für Humusgehalt bis 6-7% kann man die 5-cm-Küvette verwenden. Bei höheren Gehalten die 3-cm-Küvette.
  8. Messung der optischen Dichte der Lösung im Spektrofotometer bei 590 nm.
  9. Berechnung des Humusgehalts nach vereinfachter Formel (s. 3.2.2)



Herstellung der Kaliumdichromat-Lösung:

  • 18 g kristallines K2Cr2O7 in 500 ml destilliertem Wasser auflösen und in flachbodigen Kolben aus hitzebständigem Glas filtern
  • anschließend sukzessive in 500 ml konzentrierte Schwefelsäure gießen
  • nach Abkühlung in Glas mit angeschliffenem Pfropfen umgießen

3.2.2 Modifikation des Verfahrens

Das beschriebene Verfahren wurde im Geoökologisch-Physischgeographische Labor des Instituts für Geowissenschaften und Geographie der Uni Halle modifiziert, um verwertbare Ergebnisse zu erhalten.

  • zu 4.: Die Lösung wird stattdessen im Trockenschrank 20 min lang bei 160°C erhitzt.
  • zu 5.: Die Lösung wird nur bis 50 ml (bei gleicher Menge Kaliumdichromat-Lösung) mit dest. Wasser aufgefüllt (mit 100 ml konnte keine Glukose-Standard-Lösung hergestellt werden).
  • zu 7.: Die abgestandene Lösung wird in eine 1-cm-Küvette überführt.
  • Herstellung der Kaliumdichromat-Lösung: 20 g kristallines Kaliumdichromat werden in 1000 ml Schwefelsäure aufgelöst und nicht gefiltert

3.2.3 Berechnungen

\mbox(2) \qquad org.\,Subst. = \frac{D \cdot 3 \cdot 1,724 \cdot 100 \cdot 10}{\varepsilon_\lambda \cdot l \cdot m \cdot 1000 \cdot \left(100 - \frac{m}{d} \right)}

Beim Weglassen der festen Phase in der Formel kann man bei einer Einwaage von 0,3-0,5 g die dabei entstehende Volumenänderung vernachlässigen. Dadurch ergibt sich folgende vereinfachte Formel:

\mbox(3) \qquad org.\,Subst. = \frac{0,5172 \cdot D}{\varepsilon_\lambda \cdot l \cdot m}
  D   Optische Dichte
  \varepsilon_\lambda  Ausgleichskoeffizient
  l   Küvettenlänge [cm]
  m   Bodeneinwaage [g]
  d   Spezifisches Gewicht der festen Bodenphase

  Die numerischen Koeffizienten berücksichtigen den Verdünnungsfaktor und das Äquivalentgewicht des Kohlenstoff

Letztendlich erhält man folgende Formeln, wenn man für ελ und l Werte einsetzt:

3-cm-Küvette bei \lambda = 590 nm

\mbox(4) \qquad org.\,Subst. = 2,60 \frac{D}{m}

5-cm-Küvette \lambda = 590 nm

\mbox(5) \qquad org.\,Subst. = 1,56 \frac{D}{m}

3.3 Elementaranalyse

4 Darstellung der Ergebnisse

4.1 Trockenveraschung (Glühverlust)

Die Ergebnisse werden direkt als organische Substanz in Masse-% mit einer Nachkommastelle dargestellt.

4.2 Nasse Veraschung

Die nach obigen Formeln ermittelten Werte werden direkt als organische Substanz dargestellt, da bereits der Faktor für den org. Kohlenstoff in der Formel enthalten ist (1,724). In unserem Labor werden Corg-Gehalte ermittelt. Unter Annahme eines C-Gehaltes der Humusstoffe von 50 %5 können die Ergebnisse nach Multiplikation mit dem Faktor 2 auch als organische Substanz ausgewiesen werden.

5 Quellen

1 ORLOV & GRINDEL' (1967)

2 SCHLICHTING et al. 1995, S. 157

3 SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL 2002, S. 51

4 BARSCH et al. 2000, S. 341

5 SCHEFFER & SCHACHTSCHABEL 2002, S. 75

Kategorien: Methodik

Letzte Änderung dieses Artikels: May 24, 2011, at 11:59 PM