GRUNDPRAKTIKUM SI + SII |
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GRUNDPRAKTIKUM SI + SII |
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Anfragen: Kurt.Frischknecht@unisg.ch
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1. Lassen sich in einer winzigen Bodenkrume überhaupt noch Mikroorganismen nachweisen?
Die obere Schicht eines Bodens ist von einer Lebensgemeinschaft besiedelt, die aus höheren Lebewesen, aus Bakterien, mikroskopisch kleinen Pilzen, Cyanobakterien ("Blaualgen"), Grünalgen und Protozoen besteht. Die Anzahl der in einem Gramm Boden enthaltenen Mikroorganismen erreicht viele Millionen bis Milliarden. Davon stellen die Bakterien den Hauptanteil (Tab. 1).
| Mikroorganismengruppe | Anzahl der Mikroorganismen in 1g Ackerboden | Masse der Mikroorganismen in [kg/ha] |
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Bakterien
Pilze Algen |
400'000 100'000 |
10'000 100 |
Tab. 1: Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft eines Bodens.
Die Menge der in einem Boden vorkommenden Lebewesen hängt in entscheidendem Masse vom Typ und der Art des Bodens ab. Ein reiner Sandboden ist infolge seiner Einzelkornstruktur und des dadurch bedingten schwachen Wasserhaltevermögens sowie des geringen Anteils an organischer Substanz keimarm. Ein intensiv bewirtschafteter Boden mit ausgeprägter Krümelstruktur hingegen bietet günstige Voraussetzungen für die Vermehrung von Mikroorganismen, die ausserdem von der Durchlüftung des Bodens, seinem pH-Wert, der Feuchtigkeit und weiteren Faktoren bestimmt wird. Auch hinsichtlich der Jahreszeit sind Schwankungen im Mikroorganismengehalt des Bodens festzustellen. Ein deutlicher Anstieg der Mikroorganismenvermehrung ist dann zu beobachten, wenn im Verlaufe einer Vegetationsperiode der Boden mit organischer Substanz angereichert wird. Durch die Tätigkeit der Mikroorganismen wird die organische Substanz abgebaut und über die Mineralisierung im Stoffkreislauf der Natur wieder verwertbar.
Unter den Bodenmikroorganismen gibt es einige Gruppen, die zu speziellen physiologischen Leistungen fähig sind. So vermögen die nitrifizierenden Bakterien Ammoniak in Nitrat umzuwandeln (Nitrifikation: 1. Stufe bis zum Nitrit: NH4+ + 1,5 O2 ----> NO2- + H2O + 2 H+ [- 276 kJ/mol], 2. Stufe zum Nitrat: NO2- + 0,5 O2 ----> NO3- [- 73 kJ/mol]), denitrifizierende Bakterien können Nitrat bis zum molekularen Stickstoff abbauen (Denitrifikation, syn. Nitratatmung: 2 org. C + 2 NO3- ----> 2 CO2 + 2 H2O + N2 + Energie). Bestimmte Vertreter der Bakterien und Cyanobakterien können Luftstickstoff binden. Andere Mikroorganismen zersetzen Zellulose und Lignine.
Dieser einfache Versuch soll die Bedeutung des uns eher fremden und unbekannten Lebensraum Boden durch die Fülle und die Zahl des mikrobiellen Lebens erahnen lassen.
| Glaswaren/Geräte/ andere Materialien |
material |
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| Pinzette, Bunsenbrenner, feiner Spatel, Drigalski-Glasspatel, abdeckbarer Behälter für Ethanol | Zündhölzchen, Pasteurpipette mit Gummihütchen, wasserfester Faserschreibe | Bakteriennähragar (NA), Leitungswasser (steril, oder abgekocht), Ethanol abs | verschiedene Bodenproben, z.B. Kompost, Gartenerde, Ackererde, Sand |
2.1.1. Erdprobe auftragen
Mit einer abgeflammten (wieder erkalteten) Pinzette eine möglichst kleine Bodenkrume auf einen Nähragar bringen.
2.1.2. Bodenkrume verteilen
Die Agarplatte intensiv horizontal schütteln, sodass die Bodenkrume mehrfach über die Agaroberfläche geschoben wird.
2.1.3. Inkubation
Die Nähragarplatte mit den geschüttelten Bodenkrume wird einfach im Dunkeln bei Raumtemperatur stehen gelassen und täglich auf Koloniewachstum kontrolliert.
Eine möglichst kleine, gerade noch mit der abgeflammten Pinzette fassbare Bodenkrume wird in 5 Tropfen Wasser (steriles Leitungswasser, aber auch normales (keimarmes) Leitungswasser ist zur groben Abschätzung geeignet) mit einem feinen Spatel zerstossen.
Ein Tropfen des wässrigen Auszuges wird anschliessend mit einer Pasteurpipette auf einen Bakteriennähragar gebracht und mit einem abgeflammten Drigalski-Glasspatel ausplattiert.
Der Nähragar wird im Dunkeln während mindestens 3-4 Tage bei Zimmertemperatur bebrütet.
Koloniearten und evtl. grobe Koloniezahl abschätzen.
Das Gewicht einer winzigen "Durchschnittskrume" beträgt etwa 1 mg. Die abgezählte Koloniezahl (KBE: Kolonie-bildende Einheit) kann auf 1 g Erde hochgerechnet werden! Umrechnungsformel: KBE x 5 x 1'000.
3.3. Vergleich und Interpretation
Vergleich der verschiedenen Bodenarten und Versuch einer Interpretation!
| Erdprobe | Koloniebeschrieb | Koloniezahl pro PS | KBE/1g Erde | Interpretation |
| 1: | ||||
| 2: | ||||
| 3: | ||||
| 4: |
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Anfragen: Kurt.Frischknecht@unisg.ch
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