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Dokumentenidentifikation DE102005010170A1 07.09.2006
Titel Bodenlabor zur volumetrischen Bestimmung von Düngerbedarf eines Bodens
Anmelder Maltaflor Düngergesellschaft mbH, 56626 Andernach, DE
Erfinder Protzmann, Mario, Dr., 56626 Andernach, DE
Vertreter Bauer-Vorberg-Kayser, 50968 Köln
DE-Anmeldedatum 02.03.2005
DE-Aktenzeichen 102005010170
Offenlegungstag 07.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.09.2006
IPC-Hauptklasse G01N 33/24(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01N 31/22(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur volumetrischen Bestimmung von Düngerbedarf eines Bodens mit den Verfahrensschritten: Entnahme von Boden, Befüllen eines Probenbechers mit einem bestimmten Volumen des Bodens, Hinzugabe eines bestimmten Volumens von destilliertem Wasser in den Probenbecher, Durchmischen des Bodens und des destillierten Wassers im Probenbecher, Abgießen einer entstandenen Lösung aus dem Probenbecher in ein weiteres Gefäß, Inkontaktbringen eines Indikatorelementes mit der Lösung, Vergleich eines Messergebnisses des Indikatorelementes mit einer Vergleichsskala und Ermitteln eines Ausgangswertes, Ablesen einer Angabe des Ist-Zustandes des Bodens in einer Tabelle in Bezug auf die Nährstoffversorgung in der Abhängigkeit vom Ausgangswert, Ablesen einer Mengenempfehlung an Dünger auf Basis des Ausgangswertes.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bodenlabor zur Bestimmung von Düngerbedarf eines Bodens. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Durchführung einer entsprechenden Analyse.

Die Analyse von Boden zur Bestimmung einer optimalen Düngermenge ist bekannt und wird auch seit langem durchgeführt. Neben aufwendigen chemischen Analyseverfahren hat sich ein Analyseverfahren durchgesetzt, dass auf einer gravimetrischen Probenahme basiert. Bei diesem Verfahren wird eine bestimmte Masse Boden auf Basis einer Spektralanalyse im Labor untersucht. Hierzu ist es notwendig, zunächst Boden zu entnehmen und diesen an ein Labor zu übermitteln. Im Labor wird dann eine exakte Masse, beispielsweise 100 Gramm abgewogen und analysiert. Wird diese Masse nicht eingehalten, entsteht automatisch ein entsprechender Fehler bei der Auswertung. Das Ergebnis wird schließlich demjenigen, der die Probe eingesandt hat, übermittelt. Erst dann kann eine optimale Düngung vorgenommen werden. Dieses Verfahren wegen der exakten Probeentnahme und aufgrund des Zeitraumes bis zum endgültigen Ergebnis sehr nachteilig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die es ermöglichen, eine einfache und schnelle Bodenanalyse durchzuführen. Wesentlich ist dabei, dass die Anforderungen an den Durchführenden oder Benutzer gering sind und das Ergebnis, insbesondere notwendige Düngervorgaben möglichst schnell vorliegen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Bodenlabor mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.

Erfindungsgemäß basiert das Verfahren auf einer volumetrischen Bestimmung des Düngerbedarfs. Es ist also nicht mehr notwendig, aufwendige Wiegeschritte durchzuführen, die zum einen eine exakte und damit teure Waage voraussetzen und zum anderen leicht zu Fehlern führen, sondern das notwendige Volumen wird schnell und einfach mit Hilfe eines handelsüblichen Messbechers bestimmt.

Das Verfahren und auch das Bodenlabor eignen sich insbesondere für die Ermittlung von Düngerbedarf eines Düngers mit ausgeglichenen Nährstoffverhältnissen aller Hauptnährstoffe (Stickstoff, Phosphor und Kalium). Gemessen wird vorzugsweise Nitrat-Stickstoff. Stickstoff ist eines der wichtigsten Hauptnährstoffe neben Phosphat und Kalium. Die Analyse von Nitrat ermöglicht deshalb eine gute Auskunft über den aktuellen Versorgungszustand des Bodens mit Stickstoff.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. das erfindungsgemäße Bodenlabor gibt zunächst eine Information über den aktuellen Versorgungszustand des Bodens. Weiterhin wird die richtige Düngermenge für ein gutes Wachstum der Pflanzen mit Hilfe einer Tabelle angegeben. Die Höhe der Düngung wird also auf den tatsächlichen Bedarf ausgerichtet und eine Verschwendung und im Extremfall sogar eine Belastung des Grundwassers und Schäden an den Pflanzen durch übermäßige Düngung werden verhindert. Die Vergleichstabelle bzw. die dabei erzeugten Düngerangaben basieren auf der Tatsache, dass auf handelsüblichen Düngemittelbeuteln üblicherweise Düngemittelmengen als Richtwerte bereits angegeben sind. Diese Richtwerte sind allerdings im Grunde genommen spekulativ, da ein tatsächlicher Zustand des Bodens nicht berücksichtigt wird.

Für eine Analyse des Bodens ist es zunächst notwendig, auf der zu untersuchenden Fläche Bodenproben zu entnehmen. Es empfiehlt sich, zumindest drei Bodenproben zu entnehmen, auf einer Fläche von 100 qm sollten es zumindest 5 Bodenproben sein. Die Proben sollten gut verteilt auf der Fläche entnommen werden, wobei ein Viereck mit einer Kantenlänge von etwa 5 cm und einer Tiefe von etwa 15–20 cm geeignet ist. Diese Volumenangabe ist beispielhaft zu verstehen und bezieht sich auf ein handliches Bodenlabor, das vor Ort schnell und einfach anzuwenden ist. Selbstverständlich ist es möglich, diese und auch die im Folgenden angegebenen Volumen- und Mengenangaben zu variieren.

Von dem herausgestochenen Boden werden die oberen 5 cm, in dem je nach Bewuchs viele Wurzeln enthalten sein können, entfernt und die restliche Erde in einen sauberen Plastikbeutel gegeben. Die verschiedenen Bodenproben werden in dem Plastikbeutel oder Eimer gesammelt und gut vermischt.

Ein Messbecher wird bis zu einer 50 mm Markierung mit Erde gefüllt, wobei die Erde leicht in den Becher gedrückt wird, so dass keine größeren Hohlräume mehr vorhanden sind. Größere Steine und Äste (größer als 1 cm Durchmesser) sollten vorher entfernt werden. Aus dem Messbecher wird die Erde in einen vorzugsweise verschließbaren Probenbecher überführt. Anschließend werden 50 ml destilliertes Wasser hinzugegeben und mit der in dem Probenbecher befindlichen Erde vermischt. Zur Abmessung des destillierten Wassers kann der gleiche Messbecher verwendet werden, mit dem zuvor das Volumen der Erde bestimmt wurde.

Um eine gute Durchmischung der Erde mit dem destillierten Wasser zu erreichen, wird der Probenbecher verschlossen und kräftig geschüttelt. Es hat sich als besonders zielführend ergeben, wenn der Probenbecher etwa 15 Sekunden lang geschüttelt wird und das Schütteln etwa alle 5 Minuten wiederholt wird. Nach etwa 6-maligem Schütteln ist eine optimale Durchmischung erreicht.

Die nun gebildete Lösung wird vorzugsweise durch ein Filterpapier, beispielsweise ein handelsübliches Kaffeefilterpapier, in einen Becher geschüttet. Auch hierzu kann wiederum der zuvor genannte Messbecher verwendet werden.

In die Lösung werden Indikatorelemente, vorzugsweise Teststäbchen getaucht. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und vom Bodenlabor verwendeten Teststäbchen weisen vorzugsweise zwei Messzonen auf, die beide mit der Lösung für etwa 1 Sekunde in Kontakt kommen sollten. Welche Nährstoffe mit dem Teststäbchen bzw. dem Indikatorelement bestimmt werden, ist je nach Anwendungsfall unterschiedlich. Zum Beispiel kann auch der PH-Wert bestimmt werden. Aufgrund des oben genannten Verhältnisses bei Düngern mit ausgeglichenem Nährstoffverhältnis bieten sich aber die Messung des Nitratgehaltes mit Hilfe der ersten Messzone und die Bestimmung von störendem Nitrit mit Hilfe der zweiten Messzone an. Wie bei Indikator-Teststäbchen üblich, verfärben sich die Messzonen nach etwa 1 Minute.

Die verfärbten Messzonen dienen als Ausgangswert für die Bewertung des Bodens und werden dann mit einer dem Bodenlabor beigefügten Vergleichsskala verglichen. Auf dieser Vergleichsskala sind verschiedene Farben bzw. Farbumschläge farblich dargestellt, so dass lediglich diejenige Farbe identifiziert werden muss, die der Farbe des verfärbten Teststäbchens entspricht. Zugehörig zu jedem Farbwert der Vergleichsskala ist aus einer ebenfalls beigefügten Tabelle ablesbar, wie viel Milligramm pro Liter Nitrat in der gemessenen Flüssigkeit enthalten ist, wie groß in etwa die Stickstoffmenge in Milligramm pro Liter Boden und die Stickstoffmenge in Kilogramm pro Hektar in 0 bis 30 cm Bodentiefe ist. Auch eine Bewertung über die Nährstoffversorgung des Bodens und schließlich eine pauschalisierte Empfehlung, wie viel mehr oder weniger Dünger als auf dem Düngemittelbeutel angegeben ist, verwendet werden soll sind der Tabelle schnell und einfach zu entnehmen. Bei Färbungen, die zwischen zwei Farbwerten liegen, liegen auch die Messwerte zwischen den entsprechenden Angaben.

Somit ist es auf einfache Art und Weise ohne lästiges Wiegen und Einschicken der Proben möglich, unmittelbar nach dem Vermischen des Bodens mit destilliertem Wasser anhand der beigefügten Vergleichskala und Tabelle die notwendigen Werte und Empfehlungen zu erhalten.

Die einzige Figur zeigt eine solche Tabelle mit einer Vergleichsskala.

Wie in 1 gezeigt besteht eine Tabelle 10 vorzugsweise aus sechs Spalten, nämlich einer ersten Spalte 12, die die Vergleichsskala darstellt, einer zweiten Spalte 14, die den Gehalt an Milligramm pro Liter Nitrat beinhaltet, einer dritten Spalte 16, die die Stickstoffmenge in Milligramm pro Liter Boden aufweist, einer vierten Spalte 18, die die Menge an Stickstoff pro Hektar bis in eine Tiefe von 0–30 cm angibt, einer fünften Spalte 20, die die ermittelte Nährstoffversorgung bewertet und schließlich einer sechsten Spalte 22, in der angegeben ist, wie viel mehr oder weniger als auf der Packung des Düngers angegeben, gedüngt werden sollte. Die Bewertung der Nährstoffversorgung ist vorzugsweise pauschal, d.h. mit Worten wie „hoch, zu hoch, normal, gering, sehr gering" angegeben. Das gleiche gilt für die in der Spalte 5 gemachte Angabe bezüglich der Menge der erforderlichen Düngung, hier reichen Aussagen wie „genauso viel, ¼ mehr, die Hälfte mehr, gar nicht düngen" usw. aus.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Merkmale und Mengenangaben beschränkt, diese dienen lediglich der illustrativen Beschreibung. Auch kann anstelle von Filterpapier beispielsweise jeder andere geeignete Filter verwendet werden, und die Durchmischung des entnommenen Bodens mit dem destillierten Wasser auf vielerlei Art und Weise erfolgen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur volumetrischen Bestimmung von Düngerbedarf eines Bodens mit den Verfahrensschritten:

    – Entnahme von Boden,

    – Befüllen eines Probenbechers mit einem bestimmten Volumen des Bodens,

    – Hinzugabe eines bestimmten Volumens von destilliertem Wasser in den Probenbecher,

    – Durchmischen des Bodens und des destillierten Wassers im Probenbecher,

    – Abgießen einer entstandenen Lösung aus dem Probenbecher in ein weiteres Gefäß,

    – In Kontakt bringen eines Indikatorelementes mit der Lösung

    – Vergleich eines Messergebnisses des Indikatorelementes mit einer Vergleichsskala (12) und Ermitteln eines Ausgangswertes,

    – Ablesen einer Angabe des Ist-Zustandes des Bodens in einer Tabelle (10) in Bezug auf die Nährstoffversorgung in der Abhängigkeit vom Ausgangswert,

    – Ablesen einer Mengenempfehlung an Dünger auf Basis des Ausgangswertes.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teststäbchen als Indikatorelement verwendet wird, dessen Anzeige auf einem Farbumschlag basiert, wobei die Vergleichsskala (12) entsprechend mögliche Farbwerte darstellt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbecher verschließbar ausgeführt ist und die Durchmischung des destillierten Wassers und des Bodens durch Schütteln über eine Dauer von 5 Sekunden erfolgt, wobei das Schütteln mehrmals im Abstand von 5 Minuten erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgießen der Lösung aus dem Probenbecher in ein weiteres Gefäß durch ein Filterelement, vorzugsweise nach Art eines Kaffeefilters, erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Tabelle (10) als Ergebnis ausgehend vom Ausgangswert angegeben ist,

    – Milligramm pro Liter Nitrat in der Lösung,

    – Milligramm Stickstoff pro Liter Boden,

    – Stickstoff in Kilogramm pro Hektar in 0 bis etwa 30 cm Bodentiefe.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düngeempfehlung in Form von pauschalisierten Aussagen angegeben ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, mit Hilfe des Indikatorelements der Nitratgehalt und Nitritgehalt des Bodens bestimmt wird.
  8. Bodenlabor zur volumetrischen Bestimmung von Düngerbedarf eines Bodens, mit

    – einem Indikatorelement,

    – einem Probenbecher,

    – einer Vergleichsskala (12) für den ermittelten Wert des das Indikatorelementes,

    – einer auf der Vergleichsskala (12) basierenden Tabelle (10) mit Angaben zum Istzustand des Bodens in Bezug auf seinen Nährwertgehalt und Angaben zur notwendigen Menge an Dünger.
  9. Bodenlabor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Probenbecher verschließbar ist,
  10. Bodenlabor nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Messbecher vorgesehen ist, mit dem jeweils das Volumen des zu untersuchenden Bodens und vom destilliertem Wasser, dass den Boden zur Analyse zugegeben werden muss, bestimmt werden kann und der gleichzeitig als Aufnahmegefäß für eine Durchmischung des Bodens mit dem destillierten Wasser entstehende Lösung dient.
  11. Bodenlabor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement Messzonen aufweist, die je nach Nährstoffgehalt einen bestimmten Farbumschlag aufweisen, und die Vergleichsskala (12) als entsprechende Farbskala ausgeführt ist.
  12. Bodenlabor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement Messzonen aufweist, die je nach PH-Wert einen bestimmten Farbumschlag aufweisen, und die Vergleichs skala (12) als entsprechende Farbskala ausgeführt ist
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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