Kationen- Austauscher

Für die Nährstoffspeicherung und das Austauschvermögen des Bodens aber auch die Bodenstruktur und damit letztlich die Bodenfruchtbarkeit und -Gesundheit ist das Kationen-Austauschvermögen KAK von grundsätzlicher Bedeutung.
Als Kationen- Austauscher (Kolloide) bezeichnet man die negativ geladenen Tonminerale und Huminstoffe, die in der Lage sind, positiv geladene Ionen, Kationen, (Ca⁺⁺, Mg⁺⁺, K⁺, Na⁺, NH4⁺, aber auch H⁺ und Al³⁺) wie ein Magnet zu binden und austauschbar zu speichern. Man kann es sich vorstellen wie eine Batterie: Je größer die Kapazität, desto mehr kann gespeichert werden.

Insbesondere das zweiwertige Kation Ca⁺⁺ ist für die Bodenstrukturbildung entscheidend, da es aufgrund seiner chemischen Struktur besonders gut in der Lage ist, die negativ geladenen Tonminerale und Humusteilchen zu verbinden („Flockung“) und dadurch ein stabiles Krümelgefüge zu bilden. Dieses sorgt für eine gute Luft- und Wasserführung des Bodens, welche sich positiv auf das Pflanzenwachstum auswirkt.

Der optimale Belegungsanteil von Ca⁺⁺ am Austauscher sollte etwa 80% betragen. Einen größeren Anteil sollte Magnesium mit 10-15% einnehmen und die übrigen Plätze werden von Kalium-, Natrium-, Ammonium und weiteren positiv geladenen Elementen aufgefüllt.

Ein entscheidender Einflussfaktor für die KAK ist der pH-Wert. Grundsätzlich kann gesagt werden, dass mit steigendem pH-Wert (bis zur Neutralität) die KAK des Bodens zunimmt. Bei Versauerungsprozessen und niedrigen pH-Werten < 5,5 befinden sich vermehrt Wasserstoffionen (H⁺) in der Bodenlösung. Diese verdrängen die für das Pflanzenwachstum wichtigen basischen Kationen von den Austauschern, welche sich dann frei in der Bodenlösung befinden und auswaschungsgefährdet sind. Sobald der Anteil an Kalzium und Magnesium am Austauscher unter 80% fällt, ist mit negativen Auswirkungen auf das Bodengefüge zu rechnen. Die Tonminerale und Humusteilchen sind nicht mehr gebunden, werden ausgewaschen und reichern sich im Unterboden an.

Versauerungsprozesse sorgen für eine sinkende Kationenaustauschkapazität und beeinflussen das Gefüge des Bodens, den Wasser- und Lufthaushalt, die Nährstoffspeicherfähigkeit und die biologische Aktivität negativ.

(Eurofins)