DE19513310A1

DE19513310A1 - Verfahren zur Analyse einer Probe eines Bodens, Sediments, Kompostes o. dgl.

Info

Publication number: DE19513310A1
Application number: DE1995113310
Authority: DE
Inventors: Georg Stefan Husz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 1995-10-26
Anticipated expiration: 2015-04-08
Also published as: DE19513310C2; AT403628B; CH687651A5; ATA86494A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse einer Probe eines Bodens, Sediments, Kompostes od. dgl.

Solchen Materialien kommt im Hinblick auf landwirt schaftliche Erträge immer stärker wachsende Bedeutung zu, da mit steigender Bevölkerung eine höhere Nahrungsmittel produktion erforderlich ist. Anderseits sind Böden und Sedimente durch in der Vergangenheit begangene Fehler bei der Düngung in schlechten Zustand geraten.

Untersuchungen, welche Einblick in die dynamischen Vorgänge im Boden erlauben oder wenigstens das dynamische Verhalten einzelner Stoffe aufzeigen, werden derzeit nur in wissen schaftlichen Arbeiten durchgeführt. Für alltägliche Unter suchungen werden solche Untersuchungen hingegen als zu kom pliziert betrachtet und deshalb und auch wegen des finan ziellen Aufwandes in der Praxis nicht durchgeführt. Deshalb hat sich insbesondere bei der Bodenanalyse zur Abschätzung des Düngerbedarfes in der Landwirtschaft eingebürgert, möglichst einfach zu ermittelnde, im Labor gut reproduzier bare Werte zu schaffen, welche zwar eine statistische Beziehung zu Bodenkennwerten im Rahmen einer großen Zahl Beobachtungen herzustellen erlauben, jedoch keine unmittel bare Massen- oder Wirkungsbeziehung zu den Werten in der Natur ergeben. Üblicherweise wird der sogenannte maximale wirtschaftliche Ertrag als Funktion des abnehmenden Ertrags zuwachses und der steigenden Kosten im Feldversuch ermit telt. Mit dieser äußerst einfachen Methode können allerdings nur Werte ermittelt werden, die unter den jeweiligen, stand ortsgebundenen Bedingungen Gültigkeit haben. Demzufolge können die Ergebnisse nicht ohne weiteres auf andere Stand orte übertragen werden. Da bei solchen Versuchen nur der Zusammenhang zwischen Düngung und Ertrag empirisch ermittelt wird, müssen die ursächlichen Wirkungsmechanismen unbekannt bleiben.

Außerdem werden durch den Eingriff der Düngung in das System mehrere Systemelemente systemindividuell verändert. Dies be deutet, daß bei einer neuerlichen Düngung vorerst die Ver änderungen festgestellt werden müßten, was aber in der Praxis nicht erfolgt. Es ist ersichtlich, daß sich Verände rungen zum schlechten fortschreitend verschlechternd aus wirken. In der Regel bleiben die Veränderungen aber uner kannt und führen somit zu nachhaltigen und irreversiblen Systemschäden.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Analyseverfahrens der oben genannten Art, mit dem die Kenngrößen und Eigen schaften dieser Materialien direkt und exakt erfaßbar sind, so daß die nötigen Konsequenzen zur Bodenverbesserung und/ oder Düngung aus dem kausalen Zusammenhang der Dateninfor mation abgeleitet werden können und Feldversuche zur Eichung der Analysenergebnisse und deren Interpretation im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mehr nötig sind.

Dieses Ziel wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß aus der Probe mindestens zwei, vorzugsweise vier Fraktionen hergestellt werden, u.zw. aus folgenden: Fraktion I als Extrakt mit Wasser, Fraktion II als Extrakt mit einem Neutralsalz, Fraktion III als Extrakt mit einer verdünnten Säure und Fraktion IV als Extrakt mit einer konzentrierten Säure, daß diese Fraktionen analysiert werden und daß aus den Ergebnissen der Analyse der physikalische und/oder der physiko-chemische und/oder der chemische Zustand und die bodenbiologische Aktivität der Probe abgeschätzt werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann die Fraktion I durch Zugabe von Wasser zur Probe, bis diese gerade die Fließgrenze überschreitet, und anschließendes Zentrifugieren bei etwa 24 500 m/s² während etwa 15 Minuten von der Festphase der Probe abgetrennt und bei einem Druck von etwa 4,5 bar mit einer Maschenweite von etwa 0,2 µ filtriert werden.

Ferner können die Fraktionen II und III aus derselben wasserversetzten Probe, insbesondere einem Bruchteil der selben, wie die zur Herstellung der Fraktion I verwendeten hergestellt werden.

Vorzugsweise wird als Neutralsalz Lithiumchlorid verwendet. Dabei ist zweckmäßig, wenn 0,4 bis 0,6 molares Lithium chlorid verwendet wird.

Von Vorteil ist weiters, wenn als verdünnte Säure eine etwa 0,5 molare Salzsäure oder Schwefelsäure verwendet wird.

Zweckmäßigerweise kann als konzentrierte Säure Salpetersäure oder Schwefelsäure oder Schwefelsäure plus Wasserstoffper oxid oder Königswasser oder Salpetersäure plus Perchlorsäure oder Salpetersäure plus Fluorwasserstoff plus Perchlorsäure oder eine Sodaschmelze oder eine Natriumhydroxidschmelze verwendet werden.

Weiters kann die elektrische Leitfähigkeit der Fraktion I gemessen werden.

Ferner kann der pH-Wert der Fraktion I gemessen werden.

Vorteilhaft ist weiters, wenn die Probe jeweils in Kalium chlorid und in Calciumchlorid suspendiert wird und sodann der pH-Wert der beiden Suspensionen gemessen wird. Dabei können im Falle, daß der pH-Wert der Kaliumchloridsuspension unter 7,0 liegt, die Fraktionen I und II titriert und die freien sowie die austauschbaren Säuren ermittelt werden.

Ferner kann der Kalkgehalt der Probe gemessen werden.

Auch kann der Kohlenstoffgehalt der Probe gemessen werden.

Außerdem kann der Ammonium- und Nitratstickstoffgehalt der Fraktionen I und II gemessen werden.

Von Vorteil ist weiters, wenn in der Fraktion I die Anionen Chlorid, Nitrat, Sulfat, Phosphat, Molybdat, Fluorid und Borat und vorzugsweise Silikat gemessen werden und in der Fraktion II die gleichen Anionen mit Ausnahme von Chlorid gemessen werden.

Ferner kann sowohl die potentielle als auch die effektive Kationen-Austauschkapazität der Fraktion II bestimmt und dem Quotienten aus effektiver und potentieller Kationen- Austauschkapazität ein Kennwert (Säuredegradationsgrad) zugeordnet werden.

Günstig ist auch, wenn die Flockungsfähigkeit der Boden feinstteile aus den Fraktionen I und II abgeschätzt wird.

Vorteilhafterweise kann auch das Redoxpotential der Probe gemessen werden.

Schließlich kann auch das Kohlenstoff : Stickstoff-Verhältnis der Probe bestimmt werden.

Die Erfindung basiert auf folgendem kausaltheoretischen Grundsatz der Einteilung der im Boden vorhanden Vielfalt:

1. die stofflichen Grundlagen (Massen)
2. die Art ihres Vorkommens: Löslichkeit, Verwitterbarkeit, Dissoziationsgrad, Diffusions- bzw. Adsorptionszustand, reaktionsaktive Oberflächen
3. Interaktionen: Dynamisches Gleichgewicht der Reaktionen, Verknüpfung der Umsatzprozesse, Verhältnis der Stoffe und Ionenmengen zueinander, Wirkungsgefüge

Dabei sollen möglichst viele systembildende Kenngrößen (Systemelemente) quantifiziert werden. Die Systemqualität ergibt sich als Funktion der Systemelemente sowie der Ver knüpfungsprozesse.

Beispiel I

Damit die Zustände, Dynamik und Interaktionen zwischen Ionen sowie deren Bindungszustand möglichst genau erfaßt werden können, werden folgende Kenngrößen bestimmt:

Bodenschwere, d. h. Korngrößenzusammensetzung bzw. Tongehalt bzw. Bindigkeitszahl nach ARANY (=KH)
Reaktionsaktive innere Oberfläche, Austauschkapazität
Ladungsdichte bzw. Kationenverteilung am Sorptionskomplex,
Kolloidflockung bzw. Flockungsfähigkeit, Aggregatstabilität
Reaktion bzw. Säure- bzw. Laugenkonzentration, pH-Wert,
Abbaubare organische Substanz (Humus),
Kohlenstoffanteil
Stickstoffanteil, u.zw. Gesamtstickstoff
Organischer Stickstoff
Mineralischer Stickstoff (Nitrat- und Ammoniumform)
Kohlenstoff : Stickstoff-Verhältnis
Redox-Potential
Wassergelöste Ionen = Fraktion I
Adsorbierte (austauschbare) Ionen = Fraktion II
"Nachlieferbare" Ionen = Fraktion III
Gesamtgehalte = Fraktion IV.

Diese Kenngrößen erlauben

a) die Abschätzung des physikalischen Bodenzustandes: Wasser- und Gashaushalt (Durchlüftung, Wasserspeicherung usw.) im wesentlichen aus Bodenschwere und Kolloidzustand.
b) die Bestimmung des physikochemischen Zustandes: Art der Sättigung der elektrostatischen Ladung der reaktionsaktiven Oberfläche, daraus resultierender Kolloideigenschaften, Aggregatstabilität und Interaktion zu bodenphysikalischen Eigenschaften.
c) die Feststellung des bodenchemischen Zustandes durch Bestimmung der relevanten Erdalkalien und Alkalien (Ca, Mg, K, Na) und der wichtigstes Spurennährstoffe (Fe, Mn, Cu, Zn, Co, Mo, B) und Problemmetalle (Al, Ni, Pb, Cr, Cd, V, Hg).
Hierzu werden die vier Fraktionen parallel untersucht: Fraktion I Extrakt: Wasser
Fraktion II Extrakt: Neutralsalz
Fraktion III Extrakt: verdünnte Säure
Fraktion IV Extrakt: konzentrierte Säure (z. B. Königs wasser) oder Gesamtaufschluß.Daraus ergibt sich die systemrelevante Zusammensetzung der Bodenlösung (des Bodenwassers) und die Beziehung zu den aus tauschbaren und nachlieferbaren Nährstoffen.
d) die Abschätzung der bodenbiologischen Aktivität. Das Bodenleben wird von den unter a) bis c) genannten Bedin gungen beeinflußt, so daß sie in Richtung Gunst oder Ungunst des Bodenlebens interpretiert und beeinflußt werden können. Insbesondere tragen auch die organischen Substanzen, das C : N-Verhältnis und die Stickstofformen zur Abschätzung der bodenbiologischen Aktivität bei.

Die solcherart ermittelte Informationsmatrix gestattet nicht nur Aussagen über das System, seine Zustände und Puffer eigenschaften (z. B. Elastizität gegenüber Belastungen), sondern auch über seine Funktionen in der Landschaft, z. B. als Träger von Pflanzen, genetisches Reservepotential für Bodenmikroorganismen und Bodentiere, als Speicher, Regulator und Filterkörper für Wasser, als Erosionsschutz u. dgl.

Die Informationsmatrix ermöglicht weiters die Beurteilung des aktuellen Entwicklungszustandes des Bodens und seine Belastbarkeit durch Nutzung und Stoffeintrag. Somit können auch Fragen über die Aufnahmekapazität für Fremdstoffe bzw. Recyclingprobleme geklärt werden.

Die Informationsmatrix bietete also eine Grundlage zur Erhaltung und Verbesserung des Systems "Boden" und macht die zu erwartenden Bodenveränderung abschätzbar und vorherseh bar. Das vorerwähnte Untersuchungsverfahren ist besonders für das Konzept einer modernen Kreislaufwirtschaft und ökologisch adäquaten Bodennutzung, wie biologisch dynamische oder organisch biologische Wirtschaftweise geeignet.

Beispiel II

Anhand der Fig. 1 und 2 wird nun ein Verfahren zur Untersuchung einer Bodenprobe beschrieben. Fig. 1 zeigt eine hier zu verwendete Laboreinrichtung und ihre Organisation; Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zum Erhalt der erwünschten Informationen.

Die zu untersuchende Probe wird zunächst gut durchmischt, worauf die unter Beispiel I genannten Fraktionen I bis IV hergestellt werden.

Die Praxis hat ergeben, daß zur Durchführung der Unter suchungen etwa 400 g der Probe zweckmäßig sind. Enthält die Probe Grobanteile, so werden diese mittels eines 10 mm- Siebes abgetrennt und gewogen. Es werden also 400 g der Probe in einen Behälter eingewogen und deionisiertes, Wasser unter Rühren so lange zugefügt, bis die Fließgrenze gerade überschritten wird (Beginn der Tropfenbildung. Der entstan dene Brei wird im folgenden KH-Brei genannt). Dabei ist zu beachten, daß der Brei durch "Nachquellen" weiteres Wasser benötigen kann. Zweckmäßigerweise wird etwa 2 Stunden gewar tet und nach dieser Zeit die Konsistenz des Breies geprüft.

Zur Herstellung der Fraktion I werden 100 g der Original probe parallel dazu in einem Trockenschrank bei 105°C mindestens bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und anschließend gewogen. Aus dem Gewichtsverlust wird der Wassergehalt errechnet.

Zur Herstellung der Fraktionen II und III werden aus dem Brei jeweils 40 g in zwei Gefäße eingewogen. Die eine dieser beiden Proben (Probe A) wird mit einer Lösung von 0,5 molarem LiCl, die andere (Probe B) mit 0,5 molarem HCl versetzt und 3 Stunden geschüttelt (Drehzahl 1 Umdrehung/s).

Ein Teil des KH-Breies wird bei 2500 g (g=9,806 m/s²) mindestes 15 Minuten zentrifugiert. Die überstehende Lösung wird abdekantiert und unter einem Druck von 4,5 bar durch eine 0,2 µ-Membran filtriert. Das Filtrat ist fertig zur Analyse.

Die Proben A und B werden ebenfalls wie vorstehend zentri fugiert und filtriert und ergeben die Fraktion II bzw. die Fraktion III.

Bei tonreichen (kolloidreichen) Proben sollte bei Verwendung von LiCl als Extraktionsmittel die Extraktion zweimal durch geführt werden, wobei die Probe zuerst mit 200 ml 0,5 molarer LiCl-Lösung versetzt, 3 Stunden geschüttelt und abdekantiert wird und der Zentrifugenrückstand neuerlich mit 200 ml LiCl-Lösung versetzt, aufgerührt und 3 Stunden ge schüttelt und abdekantiert wird. Die beiden Dekantate werden zur Fraktion II vereinigt, die gefiltert wird.

Je nach Fragestellung können zur Herstellung der Fraktion IV folgende Extrakte mit konzentrierten Säuren ("Aufschlüsse") hergestellt werden:

HNO₃, H₂SO₄, H₂SO₄ + H₂O₂₁ HNO₃ + HCl (z. B. Königswasser 1 + 3), HNO₃ + HClO₄ (3 + 1),
HNO₃ + HF + HClO₄ (2 + 5 + 5).

Die angegebenen Anteile sind Volumsanteile.

Es ist auch möglich, Aufschlüsse mit verdünnter Soda- oder NaOH-Schmelze herzustellen. Als Aufschlußverfahren werden herkömmliche Verfahren, wie druckloses Kochen, Druckauf schluß in der Teflonbombe oder Mikrowellenheizung ange wendet. Empfehlenswert ist der Königswasserauszug. Dieser Auszug wird zentrifugiert und vorzugsweise über ein Falten filter filtriert und gegebenenfalls in verschiedenen Verdün nungsstufen der Analyse zugeführt.

Zur Analyse werden folgende Geräte benutzt:

1) Ein induktiv gekoppeltes Plasma-Emissions-Spektrometer (ICP), simultan messend mit Scanning Option (Flying Channel) zum Messen in nicht fix eingebauten Wellenbereichen sowie mit der Option zur Messung mit Hydridtechnik.

In der Folge ist angegeben, wie die Fraktionen (Fr. I bis Fr. IV) untersucht werden.

1) Elemente, die mittels eines Atomabsorptionsgerätes oder induktiv gekoppelten Plasma-Emissionsspektrometers gemessen werden.

Tabelle I

3) Sonstige Messungen a) Elektrische Leitfähigkeit

Messung der Fraktion I

b) Reaktions- bzw. Säurebestimmung

pH-Messungen auf ± 0,01 genau.

b) a) Aus der frischen Probe wird eine Suspension im Verhältnis

1 Gew.Teil Probe und 2,5 Gew.Teile KCl (0,5 molar) und
1 Gew.Teil Probe und 2,5 Gew.Teile CaCl₂ (0,01 molar)

in Eprouvetten hergestellt, kräftig geschüttelt, verschlossen und nach etwa 24 Stunden elektronisch gemessen. Die erhaltenen Werte werden pH-KCl bzw. pH-CaCl₂ genannt.

b) b) Eine Subprobe der Fraktion I wird hinsichtlich des pH-H₂O-Wertes gemessen.

b) c) Falls der pH-KCl-Wert unter 7,0 liegt, werden Wasser und LiCl-Extrakt titriert, um die "freien" Säuren (Fraktion I) und die austauschbaren Säuren (Fraktion II) zu ermitteln.

b) d) "Potentielle" Säure
Bei sauren Proben wird eine Probensuspension aus dem KH- Brei mit verdünnter Lauge bis zu einem vorbestimmten pH- Wert titriert. Vorzugsweise erfolgt dies schrittweise, so daß die Beziehung zwischen Laugenverbrauch und pH- Anstieg ersichtlich wird. Die durch die steigende OW- Ionenkonzentration abdissoziierten H⁺-Ionen aus den mineralischen Strukturen (Tonmineralen) und aus schwer dissoziierbaren schwachen organischen Säuren machen nun negative Ladungen frei, die die aktuelle bzw. effektive Kationen-Adsorptionskapazität erhöhen. Die so ermittelte Säure kann als "Gesamtsäure" in mval/100g TS aufgefaßt werden (TS = Trockensubstanz).

Die potentielle Säure in mval/100 g TS ergibt sich aus Gesamtsäure minus freier Säure (Fraktion I) minus austauschbarer Säure (Fraktion II). (mval = mMol Ladung).

c) Kalkgehalt

Aus der homogenisierten Trockenprobe wird je nach Größenordnung des Kalkgehaltes 0,5 bis 5,0 g eingewogen und mittels der Scheibler-Apparatur der Prozentanteil des Kalkes gemessen.

d) Humusgehalt

Aus einer Menge von 0,05 bis 2,0 g homogenisierter Trocken probe wird der Kohlenstoffgehalt bzw. "Humusgehalt" in Prozent bestimmt. Dieser Gehalt an organischer Substanz kann auch durch trockene Verbrennung bzw. Veraschung bei 450°C ermittelt werden. Ebenso kann der Gesamtkohlenstoffgehalt mit CNS-Analysatoren (Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel) bestimmt werden.

e) Ammonium-Stickstoffgehalt

Der Gehalt an Ammonium-Stickstoff wird aus den Extrakten I und II mittels der Indophenolblaumethode ermittelt. Als Reagentien werden

a) Ethylendiamintetraessigsäure-Lösung 0,1 mol/l (EDTA)
b) Aceton p.a.
c) Phenolatlösung: 125 g Phenol und 52 g NaOH/l
d) Natriumhypochloritlösung: 154 ml konz. NaOCl-Lösung/l

verwendet, wobei die Lösungen c) und d) unmittelbar vorher frisch zubereitet werden müssen.

Zur Durchführung werden in einer Eprouvette 3 ml Probelösung nacheinander mit 0,2 ml EDTA, 0,06 ml Aceton, 1,0 ml Pheno latlösung und 0,5 ml Natriumhypochloritlösung versetzt und anschließend kurz aufgeschüttelt. Nach einer Reaktionszeit von etwa 45 Minuten wird im Photometer bei 630 nm gegen Blindwert und Standards gemessen, die ebenso wie die Proben behandelt worden sind.

f) NO₃-Stickstoffgehalt

Der NO₃-Stickstoffgehalt wird in Extrakt I und gegebenenfalls auch in Extrakt II ermittelt. Dies kann beim Extrakt I mit Hilfe einer NO₃-sensitiven Elektrode erfolgen, wenn die Stör elemente genügend niedrig liegen. Im anderen Fall wird das NO₃-Ion mittels Ionenchromatographie gleichzeitig mit PO₄, Cl⁻ und SO₄ gemessen.

Zur Anionenbestimmung mittels der Ionenchromatographie wird ein Ionenchromatograph mit chemischer Suppression und Leit fähigkeitsdetektion und eine Säule 4S4A-SC verwendet. Unter sucht wird eine NaHCO₃/Na₂CO₃-Lösung, die je nach Aufgaben stellung und in Abhängigkeit von der in der jeweiligen Matrix erforderlichen Trennleistung variabel ist. Gemessen werden: Cl⁻, NO₃⁻, SO₄⁻⁻ und vorzugsweise auch Br⁻, NO₂⁻, Cl⁻ sowie SO₃⁻. Bewährt haben sich auch kolorimetrische Methoden, z. B. NO₃⁻ mit p-Kresol.

Diese Untersuchung kommt vor allem für Proben mit extrem komplexer Matrix in Frage, wie Gemüseproben:

Zur Durchführung werden 2,5 ml Probelösung in einem 100 ml- Erlenmeyerkolben mit 0,2 ml p-Kresol und 5,0 ml konzen trierter Schwefelsäure versetzt und hierauf im kalten Wasserbad geschwenkt, bis keine (weißen) Dämpfe mehr ent weichen. Nach einigen Minuten Stehzeit (die für jede Probe gleich lang sein muß) wird die Lösung auf etwa 50 ml ver dünnt. Der Farbstoff (o-Nitro-p-Kresol) wird durch Wasser dampfdestillation aus der Reaktionslösung abgetrennt. Als Vorlage dient ein 50 ml-Meßkolben mit 1 ml 10%iger NaOH. Nach dem Auffüllen auf 50 ml werden die Lösungen bei 434 nm gegen Blindwert und Standards photometriert.

g) Raumgewicht

g) a) Feuchtraumgewicht
Die Probe soll für genaues Arbeiten mit einem Stech zylinder entnommen werden. Dieser wird gewogen (=FRG.BR) und anschließend bei 105°C bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und neuerlich gewogen (=TRG.BR). Aus der Differenz ergibt sich die Wassermenge, welche das Poren volumen enthalten hat (=WG). Der entleerte, gewaschene und getrocknete Stechzylinder wird gewogen (=TARA), sein Inhalt in cm³ = V.

Das Frisch- und Trockenraumgewicht der Probe errechnet sich wie folgt:
FRG.BR - TRG.BR = WG
(FRG.BR - TARA) : V = FRG. (Frischraumgewicht)
(TRG.BR - TARA) : V = TRG. (Trockenraumgewicht)

4) Abgeleitete Werte a) Die Kationen-Austauschkapazität (=T-Wert)

Sie wird in der Literatur üblicherweise als potentielle oder effektive Kationenaustauschkapazität KAK_pot bzw. KAK_eff, in dieser Beschreibung mit T_p bzw. T_a bezeichnet. Da sie als Summe aller positiven Ladungen der oberflächenaktiven Bestandteile einer Bodenprobe definiert ist und im Rahmen der Erfindung alle wesentlichen adsorbierten Ladungsträger (Kationen) erfaßt werden, läßt sich aus der Summe dieser austauschbaren Kationen die Kationen-Austauschkapazität berechnen.

Da ferner der Kationenaustausch im Rahmen der Erfindung mittels eines Neutralsalzes vorgenommen wird, bleibt die Reaktion der Probe (pH-Wert) während des Extraktionsvor ganges unverändert. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil es sogenannte variable Ladungen gibt, die pH-abhängig sind. Bei hohen pH-Werten (d. h. relativ niedrigen H⁺ bzw. hohen OH⁻- Konzentrationen) werden negative Ladungen frei, die umge kehrt bei niedrigem pH-Wert (d. h. hoher H⁺-Konzentration bzw. niedriger OH⁻-Konzentration) von den H⁺-Ionen in schwer dissoziierbarer Form abgesättigt, d. h. neutralisiert werden und daher aus den Reaktionsgleichgewichten ausscheiden.

Der potentielle T-Wert T_p bzw. die potentielle Austauschkapa zität KAK_pot ist also die Summe aus
austauschbaren Kationen + austauschbarer Säure + potentieller Säure.

Der aktuelle T-Wert T_a bzw. die effektive Austauschkapazität entspricht der Summe aus
austauschbaren Kationen und austauschbarer Säure
oder der Differenz aus
potentieller Austauschkapazität und potentieller Säure.

Die austauschbaren Werte sind die im Neutralsalzextrakt ermittelten minus derjenigen des Wasserextraktes.

Alle Werte sind als Ionenäquivalente pro g, pro 100 g oder pro kg trockene Probe darzustellen.

b) "Säuredegradationsgrad" = "Versauerungsgrad"

Der "Säuredegradationsgrad" bzw. "Versauerungsgrad" Q_t läßt sich als Quotient aus effektiver und potentieller Austausch kapazität darstellen:

(T_a/T_p)·100 = G_t [%].

Claims

1. Verfahren zur Analyse einer Probe eines Bodens, Sediments, Kompostes od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß aus der Probe mindestens zwei, vorzugsweise vier Fraktionen hergestellt werden, u.zw. aus folgenden: Fraktion I als Extrakt mit Wasser, Fraktion II als Extrakt mit einem Neutralsalz, Fraktion III als Extrakt mit einer verdünnten Säure und Fraktion IV als Extrakt mit einer konzentrierten Säure, daß diese Fraktionen analysiert werden und daß aus den Ergebnissen der Analyse der physikalische und/oder der physiko-chemische und/oder der chemische Zustand und die bodenbiologische Aktivität der Probe abgeschätzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktion I durch Zugabe von Wasser zur Probe, bis diese gerade die Fließgrenze überschreitet, und anschließendes Zentrifugieren bei etwa 24 500 m/s² während etwa 15 Minuten von der Festphase der Probe abgetrennt und bei einem Druck von etwa 4,5 bar mit einer Maschenweite von etwa 0,2 µ filtriert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fraktionen II und III aus derselben wasserversetzten Probe, insbesondere einem Bruchteil derselben, wie die zur Herstellung der Fraktion I verwendeten hergestellt werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß als Neutralsalz Lithiumchlorid verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß 0,4 bis 0,6 molares Lithiumchlorid verwendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß als verdünnte Säure eine etwa 0,5 molare Salz säure oder Schwefelsäure verwendet wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß als konzentrierte Säure Salpetersäure oder Schwefelsäure oder Schwefelsäure plus Wasserstoffperoxid oder Königswasser oder Salpetersäure plus Perchlorsäure oder Salpetersäure plus Fluorwasserstoff plus Perchlorsäure oder eine Sodaschmelze oder eine Natriumhydroxidschmelze ver wendet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die elektrische Leitfähigkeit der Fraktion I gemessen wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß der pH-Wert der Fraktion I gemessen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe jeweils in Kaliumchlorid und in Calciumchlorid suspendiert wird und sodann der pH-Wert der beiden Suspen sionen gemessen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle, daß der pH-Wert der Kaliumchloridsuspension unter 7,0 liegt, die Fraktionen I und II titriert und die freien sowie die austauschbaren Säuren ermittelt werden.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kalkgehalt der Probe gemessen wird.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kohlenstoffgehalt der Probe gemessen wird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ammonium- und Nitrat-Stickstoffgehalt der Fraktionen I und II gemessen werden.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekenn zeichnet, daß in der Fraktion I die Anionen Chlorid, Nitrat, Sulfat, Phosphat, Molybdat, Fluorid und Borat und vorzugs weise Silikat gemessen werden und in der Fraktion II die gleichen Anionen mit Ausnahme von Chlorid gemessen werden.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die potentielle und/oder die effektive Kat ionen-Austauschkapazität der Fraktion II abgeleitet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die potentielle als auch die effektive Kationen-Aus tauschkapazität bestimmt und dem Quotienten aus effektiver und potentieller Kationen-Austauschkapazität ein Kennwert (Säuredegradationsgrad) zugeordnet wird.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flockungsfähigkeit der Probe abgeschätzt wird.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekenn zeichnet, daß das Redoxpotential der Probe gemessen wird.

20. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis 19, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kohlenstoff : Stickstoff-Verhältnis der Probe bestimmt wird.