Kationen

In Böden sind Kationen unter anderem wichtige Nährstoffe für Pflanzen. Zum Wachsen brauchen Pflanzen Kationen wie Calcium (Ca2+), Magnesium (Mg2+), Natrium (Na+) und Kalium (K+). Aber auch potenzielle Schadstoffe wie Blei (Pb), Cadmium (Cd) oder Quecksilber (Hg) können als Kationen in die Bodenlösung gelangen.

Austausch von Kationen

Alle Kationen sind positiv geladen. Negativ geladene Tonminerale und Huminstoffe können Kationen wie Magneten an sich binden. Um an die Kationen zu gelangen, geben Pflanzen über die Wurzeln Protonen (H+) an die Bodenlösung ab. Weil sich Protonen sehr einfach an Tonminerale binden, werden die Kationen verdrängt. Die so ausgetauschten Kationen nehmen die Pflanzen dann aus der Bodenlösung als Nährstoffe auf.

Schema: Kalium (K+) und Ammonium (NH4+) liegen als Kugeln formschlüssig in Aussparungen zwischen den Schichten eines Tonminerals.Bild vergrössernSchema: Spezifische Bindung von Kalium (K+) und Ammonium (NH4+) zwischen den Schichten eines Tonminerals
Schema: Kationen liegen als Kugeln auf der negativ geladenen, reaktiven Oberfläche der Bodenmatrix und einzeln, für Pflanzen verfügbar in der Bodenlösung.Bild vergrössernSchema: Unspezifische Bindung von Kationen auf der reaktiven Oberfläche der Bodenmatrix und ausgetauschte Kationen in der Bodenlösung.

Böden mit vielen Tonmineralen und austauschbaren Kationen versorgen Pflanzen besonders gut mit Nährstoffen. Darum bestimmen Bodenkundlerinnen und Bodenkundler die Kationenaustauschkapazität (KAK).

Vergleich der potenziellen (KAKpot) und effektiven Kationenaustauschkapazität (KAKeff)
KAKpot KAKeff
Die KAKpot wird bei einem definierten, schwach alkalischen pH-Wert von 8,2 gemessen.

Das Ergebnis liefert die mögliche Anzahl der Bindungsplätze für Kationen an Tonmineralen und Huminstoffen.		 Die KAKeff wird bei dem pH-Wert gemessen, der im untersuchten Boden vorliegt.

Das Ergebnis liefert die tatsächliche Anzahl der Bindungsplätze für Kationen an Tonmineralen und Huminstoffen.

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