Titel: Boussingault, über die Zusammensetzung der im Erdreich eingeschlossenen Luft.
Autor: Boussingault,
Lewy,
Fundstelle: 1853, Band 127, Nr. LXXXII. (S. 384–387)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj127/ar127082

LXXXII. Ueber die Zusammensetzung der im Erdreich eingeschlossenen Luft; von Boussingault und Lewy.

Aus dem Cosmos, revue encyclopédique, Decbr. 1852, S. 100.

Die genannten Chemiker übergaben der französischen Akademie der Wissenschaften eine Untersuchung über die Zusammensetzung der im Boden eingeschlossenen Luft, welche bisher noch nicht untersucht worden war, obgleich sie die Beachtung der Agronomen wegen ihrer engen Verknüpfung mit der Beschaffenheit des Bodens, mit dessen Verbesserungsmitteln und dem Dünger verdient. Folgendes ist ein Auszug dieser umfangreichen Arbeit.

„Die organischen Materien, den vereinigten Einflüssen der Luft, der Feuchtigkeit und einer geeigneten Temperatur ausgesetzt, erzeugen Kohlensäure, Wasser und, wenn sie stickstoffhaltig sind, auch Ammoniak. Wenn sie in einen hinlänglich lockeren Boden eingegraben sind, ist ihre Verbrennung eine so offenbare, daß in heißen Ländern nicht selten ein im Grunde reichhaltiges Erdreich so verarmt, daß es ohne Beihülfe von Dünger keine Ernten mehr zu geben vermag. Allerdings conservirt sich nämlich feuchter Boden, bei Abwesenheit von Luft, ohne eine Veränderung zu erleiden, ohne daß sich die geringste Menge Gas entwickelt; bei Dazwischenkunft von Sauerstoff erfolgt hingegen seine Zerstörung rasch. Diese Zerstörung ist bei sehr humusreichen Böden jedesmal wahrzunehmen, wenn man den Dünger durch tiefes und wiederholtes Umackern zu ersetzen sucht. Das Erdreich wird dadurch immer ärmer und zuletzt ganz unfruchtbar. – Auf diese Weise sind die Dammerde und der Humus, |385| bekanntlich die letzten Stadien der Fäulniß der Pflanzensubstanzen, und der Dünger, ebensoviele Quellen welchen Kohlensäure entströmt, und es ist außer Zweifel, daß ein großer Theil der Wirksamkeit der Dünger organischen Ursprungs dieser Gasentwickelung zugeschrieben werden muß, sey es daß das kohlensaure Gas, von den Wurzeln absorbirt, den Organismus der Pflanze durchläuft, oder daß es, in die umgebende Atmosphäre ergossen, durch das Licht zersetzt wird, unter dem Einfluß der Blätter, welche dessen Kohlenstoff assimiliren. Daraus folgt, daß die Luft bei ihrem Verweilen in der Erde eine große Veränderung in ihrer Constitution erleidet, da das kohlensaure Gas sich größtentheils auf Kosten ihres Sauerstoffs bildet. Daß also die in den Zwischenräumen der Bodentheilchen eingeschlossene Luft nicht mehr die Zusammensetzung der normalen Luft besitzt, wird man ohne allen Anstand zugeben; auch läßt sich die Art ihrer Veränderung leicht vorhersehen; man besitzt aber unseres Wissens nicht die geringste Kenntniß über die Intensität dieser Veränderung. Nach der Leichtigkeit zu urtheilen, womit, wie man annimmt, die Diffusion in einem gelockerten Erdreich erfolgt, könnte man diese Intensität nicht für eine bedeutende halten. Wenn man die Menge Kohlenstoffs zu schätzen suchte, welche eine angebaute Fläche oder eine Waldfläche der Atmosphäre entzieht, hat man daher immer die aus dem Boden kommende Kohlensäure unberücksichtigt gelassen, und sich bei diesen stets sehr gewagten Berechnungen nur an die in der Luft enthaltene, sehr unbedeutende Menge dieses Gases gehalten.“

„Im Dünger ist der Nutzen kohlenstoffhaltiger Bestandtheile, die sich in Humus, in braune Säuren umzuwandeln vermögen, welche hernach eine langsame Verbrennung zerstört, so einleuchtend, daß ein erfahrner Landwirth heutzutage einen dieser Stoffe ermangelnden Dünger als einen unvollkommenen betrachten würde. Man kann sonach jedes Theilchen von Dünger, von Humus, von Dammerde als einen Herd betrachten, aus welchem beständig kohlensaures Gas ausströmt, zwar in schwachem Grade, aber doch so ununterbrochen, daß die Zusammensetzung der im Boden befindlichen Luft verändert werden muß. In dieser unterirdischen Atmosphäre entwickeln sich und leben alle Wurzeln, und unsere Untersuchungen beweisen, daß sie in derselben in beträchtlicher Menge assimilirbare Stoffe vorfinden, welche man in den zwei wesentlichsten Vehikeln der Vegetation, in dem Wasser und der Luft, nur in unendlich kleiner Menge antrifft. Wir glaubten, daß bei dem jetzigen Zustand der agricolen Wissenschaft die aufmerksame Untersuchung der in der Pflanzenerde eingeschlossenen Luft des Interesses nicht ermangeln könne und unternahmen deßhalb diese Arbeit.“

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Um den Kohlensäuregehalt der Luft zu ermitteln, welche im Erdreich verdichtet ist, bedienten sich die HHrn. Boussingault und Lewy folgenden Apparates. Die am Ende einer langen und engen Glasröhre befindliche Brause steckte 35 bis 40 Centimeter (beiläufig 1 Fuß) tief im Boden. Die Röhre reichte über die Bodenfläche hinauf und ging daselbst bis an den Boden eines kleinen Ballons, welcher vor Beginn des Versuchs luftleer gemacht wurde. Eine zweite Röhre ging oben vom kleinen Ballon aus und tauchte, nachdem sie sich zweimal im rechten Winkel gebogen hatte, in eine Flasche mit Barytwasser, von welcher eine dritte Röhre ausging und in das Barytwasser einer zweiten Flasche hinabreichte. Eine vierte Röhre verband dieses mit einer, mit Aetzkali gefüllten Uförmigen Röhre, und letztere communicirte mit einem Aspirator mit constantem Niveau, welcher dazu diente, die Luft ganz langsam aus dem Boden zu pumpen, sie in den kleinen luftleeren Ballon einzuziehen, in das Barytwasser der ersten und dann der zweiten Flasche überzuführen, durch das Aetzkali streichen zu machen und endlich in dem leeren Raum des Aspirators zu sammeln. Auf diese Weise war der kleine Ballon immer mit der Luft des Bodens erfüllt; das Barytwasser absorbirte und fixirte die Kohlensäure, deren letzte Spuren nöthigenfalls von dem Aetzkali aufgenommen worden wären, und der Aspirator maaß das Luftvolum, welches durch den Apparat gezogen war. Die Analyse der eingeschlossenen Luft war mithin durch Untersuchung der im Ballon zurückgebliebenen, durch das Wägen des erhaltenen kohlensauren Baryts und durch die Analyse des Gases im Aspirator leicht auszuführen.

Die so angestellten Analysen beweisen auf das bündigste, daß die atmosphärische Luft bei ihrem Aufenthalt in der Pflanzenerde ihre Zusammensetzung bedeutend verändert. In ihrem Normalzustande nämlich enthält sie dem Raume nach 0,0004 Kohlensäure, nämlich 4 Deciliter im Kubikmeter, entsprechend 0,216 Gr. Kohlenstoff, das Gas von 0° Temperatur und 0,76 M. Druck angenommen. Im Boden enthält die Luft beständig mehr Kohlensäure; so ergab z.B. der Durchschnitt bei Feldern welche seit einem Jahre nicht gedüngt worden waren, per Kubikmeter 9 Liter Kohlensäuregas, welche fast 5 Gramme Kohlenstoff enthalten, also 22 bis 23mal so viel als die normale Luft. Bei frisch gedüngten Feldern war der Unterschied noch viel größer; so enthielt die Luft aus der Erde eines Feldes welchem der Dünger seit neun Tagen einverleibt war, 93 Liter Kohlensäure per Kubikmeter, also 53 Gramme Kohlenstoff, ungefähr 245mal soviel als die äußere Luft. – Die Entwickelung dieser verhältnißmäßig beträchtlichen Menge Kohlensäure in der atmosphärischen Luft welche in der Pflanzenerde eingeschlossen ist, wird offenbar durch |387| die langsame Verbrennung des Kohlenstoffs der organischen Materien, wie des Humus, der Pflanzenreste des Düngers veranlaßt, daher in den meisten Fällen das Volum des entwickelten kohlensauren Gases nahezu dem Volum des verschwundenen Sauerstoffgases entspricht. Als Summe des Volums der beiden Gase in 100 Volumen Luft aus verschiedenem Boden erhielt man:

Seit zehn Tagen gedüngtes Erdreich 20,13
„ sechzehn „ „ 20,14
Möhren-Cultur 20,44
Wein-Cultur 20,78
Wald-Kultur 20,47
Wald-Unterboden 20,45
gedüngtes Spargelbeet 20,30
ungedüngtes Spargelbeet 19,77
sehr humusreiches Feld 20,09
Runkelrübenfeld 20,57
Luzernenfeld 20,87
Erdartischokenfeld 20,66
ehemalige Wiese 21,03
Palmen-Treibhaus 20,64
gedüngter Sand 20,65.

In 100 Volumtheilen atmosphärischer Luft sind 20,9 Sauerstoff enthalten; und obgleich die Summe des Volums der Kohlensäure und des Sauerstoffs von Luft die im Boden eingeschlossen war, dieser Zahl sehr nahe kömmt, so zeigte sich der beobachtete Unterschied, so gering er auch war, doch so constant, daß wir nicht anstehen anzunehmen, daß ein Theil des Sauerstoffs verwendet wird um Wasserstoff zu verbrennen welcher der in der Pflanzenerde zerstreuten organischen Materie angehört.

Die HHrn. Boussingault und Lewy suchten hierauf die Menge der in einer gegebenen Bodenfläche eingeschlossenen Luft zu bestimmen und folglich die Menge assimilirbarer Kohlensäure, welche dieses Feld den Wurzeln zu liefern vermöchte. Die betreffenden Versuche stellten sie in der Art an, daß sie Erde in ein abgeeichtes Gefäß schütteten und das Gas durch Zugießen von Wasser sammelten. Sie fanden so für verschiedene Bodenarten sehr verschiedene Zahlen und bedienten sich derselben zur Bestimmung des in einer Hektare verschiedener Culturen enthaltenen Gases. Die Dicke der Erdschicht bei den untersuchten Feldern betrug zwischen 30 und 40 Centimetern. Nimmt man durchschnittlich 35 Centimeter (1 Fuß) an, so beträgt die Erde einer Hektare 3,500 Kubikmeter, und man hat gefunden daß: 1) die eingeschlossene Luft in 1 Hektare Ackererde, welche seit nahezu einem Jahre gedüngt wurde, ebenso viel Kohlensäure enthält, als in 1,800 Kubikmeter atmosphärischer Luft vorkommt; 2) in der Luft von 1 Hektare frischgedüngter Ackererde die Kohlensäure unter gewissen Umständen derjenigen gleichkommen kann, welche in 200,000 Kubikmetern normaler Luft enthalten ist.

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