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[[Kategorie:Böden]] | [[Kategorie:Böden]] | ||
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 name="Spektrum"> URL: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/kationenaustauschkapazitaet/8248 (Stand: 04.08.2022)</ref><br> | 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 name="Spektrum"> URL: https://www.spektrum.de/lexikon/geowissenschaften/kationenaustauschkapazitaet/8248 (Stand: 04.08.2022)</ref><br> | ||
In Böden befinden sich wichtige Nährstoffe, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen. Dazu zählen Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium ( | In Böden befinden sich wichtige Nährstoffe, die Pflanzen für ihr Wachstum benötigen. Dazu zählen Natrium (Na<sup>+</sup>), Kalium (K<sup>+</sup>), Magnesium (Mg<sup>2+</sup>) oder Calcium (C<sup>a2+</sup>). 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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==Austausch von Kationen== | ==Austausch von Kationen== | ||
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. Letztere scheiden bei der Zellatmung u.a. H+ Ionen aus und geben sie an die Bodenlösung ab. Im Austausch wird dafür eine äquivalente Menge an Kationen aus der Bodenlösung aufgenommen.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark">Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark URL: 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> | zwischen Bodenpartikeln, Bodenlösung und Pflanzenwurzeln. Letztere scheiden bei der Zellatmung u.a. H<sup>+</sup> Ionen aus und geben sie an die Bodenlösung ab. Im Austausch wird dafür eine äquivalente Menge an Kationen aus der Bodenlösung aufgenommen.<ref name="Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark">Umwelt-Bildungszentrum-Steiermark URL: 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> | ||
Diese Kationen adsorbieren an negativ geladenen Tonmineralen und Ton-Humus-Komplexen.<ref name="laborins"> Labor Ins AG URL: https://www.laborins.ch/wp-content/uploads/2021/01/Kationenaustauschkapazitaet_Broschuere.pdf (Stand: 11.08.2022) </ref> <br> | Diese Kationen adsorbieren an negativ geladenen Tonmineralen und Ton-Humus-Komplexen.<ref name="laborins"> Labor Ins AG URL: https://www.laborins.ch/wp-content/uploads/2021/01/Kationenaustauschkapazitaet_Broschuere.pdf (Stand: 11.08.2022) </ref> <br> | ||
Es wird zwischen basenbildenden und säurebildenden Kationen unterschieden. Zu den ersteren zählen Natrium (Na+), Kalium (K+), Magnesium ( | Es wird zwischen basenbildenden und säurebildenden Kationen unterschieden. Zu den ersteren zählen Natrium (Na<sup>+</sup>), Kalium (K<sup>+</sup>), Magnesium (Mg<sup>2+</sup>) und Calcium (Ca<sup>2+</sup>), zu den letzteren Wasserstoff (H<sup>+</sup>), Aluminium (Al<sup>3+</sup>) und Eisen, Fe<sup>3+</sup>).<ref name="laborins" /><br> | ||
Der Vorgang des Austausches ist reversibel und bereitet eine Grundlage für eine gute Nährstoffverfügbarkeit im Boden.<ref name="laborins" /> | 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+ < | 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<sup>+</sup> < Mg<sup>2+</sup> < Al<sup>3+</sup> < T<sup>4+</sup>). Bei Kationen mit gleicher Wertigkeit steigt die Affinität mit Zunahme des Kationenradius. (z. B. Li<sup>+</sup> < Na<sup>+</sup> < K<sup>+</sup> < Rb<sup>+</sup> < Cs<sup>+</sup>).<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> | ||
==Kationenaustaschkapazität== | ==Kationenaustaschkapazität== | ||
Man unterscheidet zwischen effektiver ( | Man unterscheidet zwischen effektiver (KAK<sub>eff</sub> in cmolc kg-1) und potentieller Kationenaustauschkapazität (KAK<sub>pot</sub> in cmolc kg-1).<ref name="Amelung" /> Erstere wird bei bodeneigenen pH-Wert aus der Summe der Ladungen aller austauschbaren Hauptkationen (Ca<sup>2+</sup>, Mg<sup>2+</sup>, K<sup>+</sup>, Na<sup>+</sup>, Al<sup>3+</sup>, <sup>H+</sup>) bestimmt, letztere umfasst alle Kationen bei einem pH von 8,1 die potentiell desobierbar sind.<ref name="Spektrum" /><ref name="Amelung" /> | ||
Der prozentuale Anteil der basischen Kationen in der | Der prozentuale Anteil der basischen Kationen in der KAK<sub>eff</sub> wird als [[Basensättigungsgrad|Basensättigung]] bezeichnet. <ref name="Amelung" /> | ||
==Bodenfruchtbarkeit== | ==Bodenfruchtbarkeit== | ||
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