Humusgehalt durch Glühverlust

Humusgehalt durch Glühverlust
Methode
Englische Bezeichnung	Loss on ignition
Was kann gemessen werden?	Bestimmung des Humusgehalt durch Verglühen des organischen Anteil
Welche Materialien können gemessen werden?	Boden
Zeitl. Aufwand insgesamt	mehrere Stunden (davon 2-4 h im Ofen und 1 h Abkühlen)
Kosten (f. Dienstleistung)	/
Aufbereitung
Generell mögliche Aufbereitungsarten?	Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb)
Aufbereitungsarten (an LMU)?	Lufttrocknung, Ofentrocknung (≤ 40°C), Abtrennung Grobboden (2 mm Sieb)
Erforderliche Probenmenge	5 - 20 g
Zeitl. Aufwand Probenaufbereitung (inkl. Reinigung)	Trocknung der Probe nicht über 40°C (mehrere Wochen)
Messprozedur
Kalibration notwendig	Ja
Administrator notwendig	Ja
Messung = Dienstleistung	Ja
Messung selbständig möglich (nach Einweisung)	Ja, bedingt
Dauer der Messung pro Probe	/
Ausgabeformat	Ergebnisse der Bestimmung, gerundet auf 0,1 %
Bilder
Tiegel für die Bodenproben zur Bestimmung des Glühverlust

Den Humusgehalt durch Glühverlust zu bestimmen ist eine relativ unkomplizierte Standardmethode zur Analyse des Humusgehaltes im Boden. Der organische Teil der Bodenprobe wird durch die hohen Temperaturen im Muffelofen verbrannt. Durch die Berechnung der Gewichtsdifferenz kann dadurch auf den Humusgehalt geschlossen werden.

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Spezielle Anforderungen an die Probennahme und –aufbereitung, Reinigung

Zur Durchführung werden folgende Gerätschaften benötigt:

• Prüfsieb (2mm Maschenweite) oder Sieb (5mm Maschenweite)
• Trockenschrank mit Thermostatischer Regelung
• Muffelofen mit einer Temperatur von 550 ± 25°C
• Abzug unter welchem der Muffelofen plaziert wird
• Elektronische Analysenwaage mit einer maximalen Fehlergrenze von 0.1mg
• Porzellanschalen oder -tiegel mit hitzebeständiger Markierung
• Exsikkator mit aktivem Trockenmittel zum Abkühlen der Probe

Probenaufbereitung

Zur Bodenkundlichen Standortbeurteilung (gemäß DIN 4220) gehört unter anderem die Bestimmung des Humusgehaltes. Dieser kann im Gelände mit etwas Übung gut an Hand der Bodenfarbe bestimmt werden. Zur präzisen Bestimmung des Humusgehaltes ist jedoch eine Laboruntersuchung zu empfehlen. Hier kann der Humusgehalt der Probe mittels des Glühverlustes bestimmt werden (nach DIN 19684-3). Hierbei wird die aufbereitete Bodenprobe (gesiebt und getrocknet) bei 550 ± 25°C in den Muffelofen gestellt. Auf Grund der hohen Temperaturen verglühen die organischen Bestandteile der Bodenprobe im Muffelofen. An Hand der Gewichtsdifferenz der Probe vor und nach der Behandlung im Muffelofen kann auf den Gesamtgehalt organischer Substanz im Boden in Masse-% geschlossen werden.

Versuchsdurchführung

Vorbereitung

Vor Durchführung des Versuches muss das Probenmaterial getrocknet und vom Skelett getrennt werden. Bei besonders humushaltigen Böden kann die Vorgehensweise in Vorbereitung und Untersuchung unter Umständen von der hier genannten abweichen.

Hauptversuch

1. Befüllen Sie einen Porzellantiegel mit der getrockneten und gesiebten Bodenprobe und markieren Sie diesen bei Bedarf hitzebeständig.
2. Wiegen Sie je nach Gehalt an organischer Substanz 5 bis 20 g der Bodenprobe in den Tiegel ein und notieren Sie das Gewicht (mE)
3. Stellen Sie den Tiegel mit der Bodenprobe in den noch kalten Muffelofen und bringen Sie die Temperatur stufenweise auf einen Wert von 550 (± 25) °C.
4. Lassen Sie die Probe nun 2 h bis 4 h bis zur Massenkonstanz glühen.
5. Nach Abschalten des Muffelofen, überführen Sie den Tiegel mit der Probe in den Exsikkator und warten Sie bis diese auf Raumtemperatur abgekühlt ist (ca. 1 h)
6. Wiegen Sie nun den Tiegel mit der Probe (idealerweise wiegen Sie ihn zweimal und bilden das arithmetische Mittel der beiden Ergebnisse)
7. Berechnen Sie nun mit Hilfe von untenstehender Gleichung den Glühverlust der Bodenprobe

$Masse\%Gluehverlust={\frac {m_{trocken}[g]-m_{geglueht}[g]}{m_{trocken}[g]}}\times 100$

Achtung:
Beim Benutzen des Muffelofens Hitzeschutzhandschuhe benutzen!

Fehlerquellen

Die größte Fehlerquelle ist ein Restanteil Wasser in der Probe. Dies kann einerseits vorliegen, wenn die Probe nicht ausreichend getrocknet wurde oder wenn Ton-, Gips- oder Sesquioxidanteile Kristallwasser abgeben.

Auswertung

Im Ergebnis ist zu vermerken nach welcher Norm die Analyse durchgeführt wurde. Falls vorhanden sollten Abweichungen von dieser Norm ausführlich dokumentiert werden. Des weiteren sollten folgende Angaben im Ergebnis enthalten sein:

• Genaue Spezifizierung um welche Probe es sich handelt
• Ergebnisse der Bestimmung des Glühverlustes [%] und des Glührückstandes [%].
• Alle Informationen die zur vollständigen Identifizierung der Bodenprobe notwendig sind.

Lehrveranstaltungen

Die LMU stellt die Instrumente für die Analyse nach aktueller DIN-Norm im Bodenlabor des Departement für Geographie bereit. Theorie und Durchführung zur Bestimmung des Glühverlusts ist Teil der Lehrveranstaltungen:

B.Sc. Geographie:

• P 8.2 Labormethoden der Physischen Geographie (Vorlesung)
  
• P 8.3 Labormethoden der Physischen Geographie (Übung)

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Verzeichnis von Normen und Richtlinien

Aktuelle Norm:

• DIN EN 15935:2012-11 – Schlamm, behandelter Bioabfall, Boden und Abfall - Bestimmung des Glühverlusts

Zurückgezogene Normen zur Korngrößenbestimmung:

• DIN 19684-3:2000-08 – Bodenuntersuchungsverfahren im Landwirtschaftlichen Wasserbau - Chemische Laboruntersuchungen - Teil 3: Bestimmung des Glühverlusts und des Glührückstands
• DIN 19684-3:1977-02 - Bodenuntersuchungsverfahren im Landwirtschaftlichen Wasserbau; Chemische Laboruntersuchungen, Bestimmung des Glühverlustes und des Glührückstandes

Literatur

• Blume, H.-P., Stahr, K., Leinweber, P. (2011): Bodenkundliches Praktikum. Eine Einführung in pedologisches Arbeiten für Ökologen, insbesondere Land- und Forstwirte und für Geowissenschaftler, 3. Aufl. Heidelberg
• Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg

Autor:innen

Dieser Artikel wurde erstellt von:

Karin Meisburger, Simon Schäffler, Philipp Maly