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Biologische Faktoren                               zurück

biologische Faktoren Arbeitsunterlage 1----------------------------------

Bestimmung des Humusgehalts
Info: Unter Humus versteht man die durch den Einfluss von Lebewesen entstandene Bodenform.

Bedarf:
Bunsenbrenner
Feuerfeste Porzellanschale oder feuerfester Tiegel, Greifzange, Feuerfester Dreifuß
Asbestplatte, Teesieb, Backofen oder Trockenschrank
 
 Durchführung des Versuchs:
1) Trocknung von 100g einer möglichst gut zerkrümelten Bodenprobe bei 24 Grad bei Zimmertemperatur. Strohteile und Wurzeln müssen entfernt werden, da sie nicht zum Humus zählen. Tiere sollten nicht mehr im Boden enthalten sein.
2) Sieben der Probe durch ein Teesieb.
3) Abwiegen eines feuerfesten Tiegels auf 2 Kommastellen genau.
4) Man wiegt 20g des getrockneten Bodens (auf 2 Kommastellen genau) ab.
Das Gewicht gibt das Frischgewicht an.

5) die Probe wird bei 100o Grad im Backofen oder Trockenschrank getrocknet
6) Nach Abkühlung wird erneut gewogen.

Die Differenz zwischen Frischgewicht und Trockengewicht ergibt den Wassergehalt.
7) Nun glüht man in der farblosen Bunsenflamme den Boden aus, bis er zu grauer Masse verbrannt ist.
8) nach Abkühlung wird erneut gewogen.
Das Gewicht stellt nun die mineralischen Bestandteile  (= Asche) dar.
 
Die Differenz zwischen Trockengewicht und Aschegewicht ergibt den Humusgehalt (organische Masse im Boden, unter der Bedingung, dass keine sonstigen brennbaren Substanzen im Boden gewesen sind). 
 
Humusgehalt der Bodenprobe: _____________________





biologische Faktoren Arbeitsunterlage 2 ----------------------------------

Der Sachs`schen Wurzelkasten ( nach dem Botaniker Sachs):
 
Der Kasten: Der Kasten ist etwa 30 cm hoch, 20 cm breit und 30 cm tief. Günstig ist Hartfaser oder Plastik. Hartfaser muss man innen wasserfest streichen (Acrylfarbe). Die Glasplatte wird durch eine Leiste rechts und links gehalten. Bevor man den Boden einfüllt, muss die Glasplatte durch eine schwarze Folie, die man auf fester Pappe aufzieht, von außen lichtdicht bedeckt werden. 

Samen: Die Samen legt man vorsichtig möglichst nahe der Glasplatte auf die Oberfläche und bedeckt sie leicht mit Erde. Geeignete Samen sind: Bohnen oder Erbsen.

Beobachtung: Nach einigen Tagen wächst die Wurzel an der schwarzen Folie entlang nach unten. Wenn man dann nach etwa 1 Woche die Schwarze Folie herauszieht, kann man die Wurzeln und die Wurzelhärchen mit bloßem Auge oder mit einer Lupe sehr gut beobachten.

Zusatz: Wenn man dem Boden eine Schicht Sand zugibt, den Boden gut feucht und kühl hält, lassen sich auch Regenwürmer halten und deren Tätigkeit im Boden  verfolgen.  
 



biologische Faktoren Arbeitsunterlage 3 ---------------------------------
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 Destruenten im Boden
 
Info: Während die meisten tierischen Bodenbewohner die organischen Abfälle zerkleinern oder als Räuber gegenüber anderen Bodenbewohnern leben, bewirken Pilze und Bakterien den eigentlichen Abbau des organischen Materials. Man schätzt, dass rund 60 % aller organischen Stoffe "durch die Pilzzellen" hindurch wandern und letztlich von ihnen abgebaut werden.
Man kann drei große ökologische Nischen bei Pilzen unterscheiden: Pilze, die nur von organischem, abgestorbenem Material leben und es mineralisieren (Destruenten), Pilze, die als Mykorrhiza eine echte Symbiose mit den Wurzelspitzen vieler Bäume eingehen, von ihnen Zucker und Aminosäuren beziehen und im Gegenzug die Wurzelspitzen mit Wasser versorgen (Symbionten).
Dazu gibt es noch einige wenige echte Parasiten, die von lebendem Material leben und Krankheiten verursachen.
Vgl. auch: http://www.unet.univie.ac.at/~a9909062/Bestimmungsschluessel.html
 

biologische Faktoren Arbeitsunterlage 4 ----------------------------------

Nachweis der Tätigkeit von Destruenten:

Man stellt sich einen besonderen Nähragar zum Nachweis der stärkespaltenden Bodenbakterien und Pilze her:
1) Nähragar: 100 Wasser werden mit 2 g Stärke und 2 g Agar versetzt, gut umgerührt und sterilisiert. 
2) Man bringt etwa 1 g Boden, aufgeschlämmt in 2 ml Wasser auf die Argarplatte auf und bebrütet bei etwa 15 Grad (nicht höher!).
3) Nach 48 Std. übergießt man die Platte mit verdünnter Jodlösung. Dort, wo Stärke abgebaut worden ist, stellt sich die blaue Färbung des Jod-Stärke-Komplexes nicht ein. Dort waren Pilze und oder Bakterien als Destruenten tätig.
 
Nachweis von Bodenpilzen:
1) Herstellung einiger Platten mit Bierwürzagar: 100 ml Wasser werden mit 2,4 g Agar und 20 ml Bierwürze versetzt, sterilisiert und mit der Lösung sterile Platten hergestellt.
2) Auslegen einiger Bodenkrümel auf die Agarplatte.
3) Nach 24 Std. kann man sehr gut die auswachsenden Mycelien im Mikroskop beobachten, nach 3 Tagen schon treten die ersten Sporenträger auf. Es handelt sich meist um Mucor-arten. Für die Beobachtung im Mikroskop reicht die Aufsicht auf die mit Hyphen versehene Agarplatte (Agarschale nicht öffnen!).
 
Abtöten der Bakterien und Pilze: 
Man übergießt die Platten mit konzentrierter Prilllösung. Das Detergenz wirkt so stark, dass nach einiger Zeit alle Pilze und Bakterien abgestorben sind. Trotzdem muss man zur Sicherheit die Petrischalen aus Plastik mit dem Deckel mit Tesaband sofort dicht verkleben und danach in den organischen Abfall geben.



biologische Faktoren Arbeitsunterlage 5 ----------------------------------

Nachweis von Bakterien und Pilzen im Boden: 

1) Herstellung der Normal-Agar-Agar-Testplatten

 
 
 
Man löst nach Vorschrift fertigen Normalagar (Chemikalienhandlung) in Wasser, füllte etwa 200 ml in einen Erlenmeyer und erhitzt 20min in einem Dampfdrucktopf, lässt abkühlen und nimmt den Erlenmeyer mit der noch flüssigen und jetzt sterilen Nähragar heraus. An einer leuchtenden Bunsenflamme steigt die Luft hoch und mit ihr evt. enthaltene Bakterien. Wenn man den Erlenmeyer neben die Bunsenflamme stellt, kann man mit einer 10ml Pipette Nähragar aufsaugen und die Lösung steril in eine sterile Petrischale überführen, ohne dass man die Sterilität verliert. Die fertigen Petrischalen lässt man abkühlen. Dann in Alufolie einhüllen und im Kühlschrank aufbewahren. Im Versuch lässt man immer eine frische Petrischale mit Nährlösung „mitlaufen“, um zu prüfen, dass die Schalen wirklich steril gewesen sind.
 
2) Nachweis Bakterien in Bodenproben:
ml einer wässrigen Bodenaufschwemmung. Nach Inkubation für 2 bis 3 Tage bei Zimmertemperatur sind Pilzhyphen und Bakterienkolonien mit bloßem Auge zu sehen. (Es empfiehlt sich, mit einer Verdünnung von 1 zu 100.000 zu arbeiten!)
 
3) Quantitative Untersuchung verschiedener Bodenproben
Für eine quantitative Untersuchung verschiedener Bodenproben eignet sich die Auszählung nach Bakterien (rundliche Kolonien) und Pilzen (wegen der Hyphenbildung sind „ausgefranste“ Kolonien zu sehen)
 
4) Abtöten der Bakterien und Pilze: 
Man übergießt die Platten mit konzentrierter Prilllösung. Das Detergenz wirkt so stark, dass nach einiger Zeit alle Pilze und Bakterien abgestorben sind. Trotzdem muss man zur Sicherheit die Petrischalen mit dem Deckel mit Tesaband sofort verkleben und danach in den organischen Abfall geben.




biologische Faktoren Arbeitsunterlage 6 ----------------------------------

Erosion

Info: Pflanzen benötigen Boden zum Wachsen. Die Wurzeln entnehmen dem Boden Salze, durch ihre Wurzeln befestigen sie auch den Boden und verhindern eine Abtragung der Bodenteilchen durch Regen. Die Abtragung von Boden Humus oder Gestein nennt man Erosion. Heute geht viel Ackerland durch Regenerosion oder Winderosion verloren. In der Landwirtschaft versucht man daher, den Boden möglichst zu schützen. Dies gelingt zum Teil durch Einsäen von Pflanzensamen, die rasch wachsen und zwischen den Fruchtfolgen den Boden sichern (z.B. durch Leguminosen, die gleichzeitig noch Stickstoffdünger sparen, da sie selbst Stickstoff aus der Luft aufnehmen können.                   
z. B, Kressepflänzchen nach 4 Tagen

Abschlämmung des freien Bodens 
mit einer Gießkanne

Vorbereitung:
Material: zwei flache Schalen möglichst 20x 30cm groß, Kressesamen, Wasser, 500 kg Gartenboden, saubere Sprühflasche, feste (schwarze) Plastikfolie zum Auffangen des Wassers oder großes Plastikgefäß, kleine Gießkanne .
 
Boden gut feucht halten! 

 
 
 

biologische Faktoren Arbeitsunterlage 7 ------------------------------------

Können Pflanzen den Boden "festhalten"?
Beweise es!
 
Versuch: 
  1. Man breitet den Gartenboden möglichst flach in den Pflanzschalen aus und klopft ihn leicht fest.
  2. Eine Pflanzschale erhält nun möglichst viele Kressesamen. Man klopft wieder fest und befeuchtet mit einer Sprühflasche.
  3. Nachdem die Kressesamen ausgekeimt sind und etwa 4 cm hoch gewachsen sind, stellt man beide Schalen leicht schräg auf eine wasserfeste, möglichst große Unterlage (schwarze Plastikfolie)
  4. Mit der Sprühflasche  simuliert man Regen und lässt das Wasser über beide Schalen laufen. Das Wasser fängt man in Plastikfolie auf.
 
Beobachtung (evt. Fotos):


Erklärung:



biologische Faktoren Arbeitsunterlage 8 ----------------------------------

Versuch zur Wirksamkeit des Regenwurms
vgl auch:  www.oekolandbau.de/kinder/selber
Info: Der Regenwurm ist der wichtigste Bodenbewohner in Mitteleuropa. Da er Luft für seine Atmung braucht, kommt er bei Regenwetter an die Oberfläche (daher der Name). Er stellt ständig Gänge im Boden her und nimmt beim „Graben“ Bodenbakterien und Bodenteilchen auf, die er wieder abgibt. Dadurch verändert er die Bodenschichten und den Bakteriengehalt des Bodens auf sehr günstige Weise für Garten und Landwirtschaft. Viele Böden sind allerdings derart versauert oder mit Chemikalien versetzt, dass Regenwürmer nur noch begrenzt dort leben können.  
 
Material: 
Regenwürmer: Sendung von lebenden Regenwürmern (Firmen z.B.: https://wurmwelten.de/shop/?cat=c3_Wurmfarm-Sets-wurmkiste.html   oder: https://www.wurmidee.de/shop/bestellungen.php ) (Die Regenwürmer werden nach dem Versuch in einen Garten gegeben).
Kasten zur Beobachtung der Tätigkeit von lebenden Regenwürmern: Plastikschale für Nahrungsmittel oder altes Aquarium (etwa 30 cm hoch, 30 cm breit und 40 cm lang), schwarze Pappe zum Abdunkeln oder Paketkasten.
Obst- und Gemüse- Abfälle,
Verschiedene Böden: Gartenboden, Sand, Lehm, Boden vom Straßenrand, Kies
 
Versuch:
  1. Man schichtet verschiedene Bodentypen über- und nebeneinander, so, dass man die Bodenschichten noch gut unterscheiden kann.
  2. Man bringt dann etwa 20 Regenwürmer auf die oberste Bodenschicht (Gartenboden).
  3. Nach 4 Tagen bringt man einige Küchenabfälle auf die Oberfläche
  4. Man beobachtet jeden Tag die Veränderungen und dokumentiert jeweils mit einem Foto von der Seite (da die Regenwürmer Licht meiden, muss man den Kasten mit Pappe verdunkeln und kann nur kurz zum Fotographieren Licht an den Boden lassen. 
  5. Dokumentation: Nach 3-4 Wochen stellt man die Fotos in der richtigen Reihenfolge zusammen.
 
Ergebnis mit eigenen Worten:  
 
Bewerten Sie die folgende Aussage: Der Regenwurm stellt seine ökologische Nische selber her! :

Weiterführungen:
Test auf Bodenbakterien vor und nach dem Versuch vgl Destruenten  (vgl. S1umw-bod-ab11bak)
Film: http://www.pflanzenforschung.de/de/schule-studium/lehrer/unterrichtshilfen/gruen-hinter-den-ohren/sauerkraut-fuer-kuehe/
 
 
 
 
 
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