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Die Kationenaustasuchkapazität gibt Auskunft über die Menge an Kationen, die in einem Boden adsorbiert und bei Bedarf gegen in Lösung befindliche Kationen ausgetauscht werden können.<ref>Spektrum.de URL: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/kationenaustauschkapazitaet/8248 (Stand: 04.08.2022)</ref> | Die Kationenaustasuchkapazität gibt Auskunft über die Menge an Kationen, die in einem Boden adsorbiert und bei Bedarf gegen in Lösung befindliche Kationen ausgetauscht werden können.<ref>Spektrum.de URL: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/kationenaustauschkapazitaet/8248 (Stand: 04.08.2022)</ref> | ||
In Böden befinden sich wichtige Nährstoffe, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen. Dazu zählen Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium (Mg2+) oder Calcium (Ca2+). Es können allerdings auch Schadstoffe wie z.B. Cadmium, Blei oder Quecksilber von den Pflanzen aufgenommen werden<ref>Bayerisches Landesamt für Umwelt (2021) URL: https://www.lfu.bayern.de/boden/boeden_brauchen_wissenschaft/chemie/kationen/index.htm (Stand: 04.08.2022)</ref> | In Böden befinden sich wichtige Nährstoffe, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen. Dazu zählen Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium (Mg2+) oder Calcium (Ca2+). Es können allerdings auch Schadstoffe wie z.B. Cadmium, Blei oder Quecksilber von den Pflanzen aufgenommen werden<ref>Bayerisches Landesamt für Umwelt (2021) URL: https://www.lfu.bayern.de/boden/boeden_brauchen_wissenschaft/chemie/kationen/index.htm (Stand: 04.08.2022)</ref> | ||
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Der Austausch von Kationen basiert auf der Grundlage von Ionenaustausch-Prozessen | Der Austausch von Kationen basiert auf der Grundlage von Ionenaustausch-Prozessen | ||
zwischen Bodenpartikeln, Bodenlösung und Pflanzenwurzeln.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark">Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark https://www.ubz-stmk.at/fileadmin/ubz/upload/Materialien/Stundenbilder/Natur_Lebensraeume/Natur-Lebensraeume_OS_2014_Ionenaustausch_im_Boden.pdf (Stand: 11.08.2022) </ref> Letztere scheiden bei der Zellatmung u.a. H+ Ionen aus und geben sie an die Bodenlösung ab.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark" /> Im Austausch wird dafür eine äquivalente Menge an Kationen aus der Bodenlösung aufgenommen.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark" /> | zwischen Bodenpartikeln, Bodenlösung und Pflanzenwurzeln.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark">Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark https://www.ubz-stmk.at/fileadmin/ubz/upload/Materialien/Stundenbilder/Natur_Lebensraeume/Natur-Lebensraeume_OS_2014_Ionenaustausch_im_Boden.pdf (Stand: 11.08.2022) </ref> Letztere scheiden bei der Zellatmung u.a. H+ Ionen aus und geben sie an die Bodenlösung ab.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark" /> Im Austausch wird dafür eine äquivalente Menge an Kationen aus der Bodenlösung aufgenommen.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark" /> | ||
Diese Kationen adsorbieren an negativ geladenen Tonmineralen und | Diese Kationen adsorbieren an negativ geladenen Tonmineralen und Ton-Humus-Komplexen.<ref name="laborins">. https://www.laborins.ch/wp-content/uploads/2021/01/Kationenaustauschkapazitaet_Broschuere.pdf (Stand: 11.08.2022) </ref> | ||
Es wird zwischen basenbildenden und säurebildenden Kationen unterschieden. Zu den ersteren zählen Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium (Mg2+) und Calcium (Ca2+), zu den letzteren Wasserstoff (H+), Aluminium (Al3+) und Eisen, Fe3+). | Es wird zwischen basenbildenden und säurebildenden Kationen unterschieden. Zu den ersteren zählen Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium (Mg2+) und Calcium (Ca2+), zu den letzteren Wasserstoff (H+), Aluminium (Al3+) und Eisen, Fe3+).<ref name="laborins" /> | ||
Der Vorgang des Austausches ist reversibel und bereitet eine Grundlage für eine gute Nährstoffverfügbarkeit im Boden. | Der Vorgang des Austausches ist reversibel und bereitet eine Grundlage für eine gute Nährstoffverfügbarkeit im Boden.<ref name="laborins" /> | ||
Die Affinität der Kationen an den Austauscheroberflächen zu adsorbieren ist von ihrer Ladung (Wertigkeit) und der Größe (Ionenradius) abhängig. Je höher die Wertigkeit ist, desto stärker werden sie durch elektrostatische Kräfte von negativ geladenen Austauscheroberflächen angezogen. (z. B. Na+ < Mg2+ < Al3+ < T4+). Bei Kationen mit gleicher Wertigkeit steigt die Affinität mit Zunahme des Kationenradius. (z. B. Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+). | Die Affinität der Kationen an den Austauscheroberflächen zu adsorbieren ist von ihrer Ladung (Wertigkeit) und der Größe (Ionenradius) abhängig.<ref name="Amelung">. [https://opac.ub.uni-muenchen.de/TouchPoint/perma.do?q=+0%3D%225635392%22+IN+%5B2%5D&v=sunrise&l=de| Amelung, W., Blume, H.-P., Fleige, H., Horn, R., Kandeler, E., Kögel-Knabner, I., Kretzschmar, R., Stahr, K., Wilke, B.-M. (2018): Scheffer/Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde, 17. Auflage, Springer Spektrum, Heidelberg.]</ref> (Stand: 11.08.2022) </ref> Je höher die Wertigkeit ist, desto stärker werden sie durch elektrostatische Kräfte von negativ geladenen Austauscheroberflächen angezogen. (z. B. Na+ < Mg2+ < Al3+ < T4+).<ref name="Amelung" /> Bei Kationen mit gleicher Wertigkeit steigt die Affinität mit Zunahme des Kationenradius. (z. B. Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+).<ref name="Amelung" /> | ||
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