Austauschkapazität
# Austauschkapazität

Die Austauschkapazität (AK) für Ionen – auch Sorptionsvermögen – ist neben dem pH-Wert und den Redox-Eigenschaften eine wichtige chemische Bodeneigenschaft in Bezug auf den Boden-pH, das Bodengefüge, die Bodenentwicklung, die Bodenfruchtbarkeit und Pflanzenernährung.

## Definitionen

An den Oberflächen der organischen und mineralischen Bodenpartikel, hauptsächlich in der Größenklasse < 2 µm, werden Ionen reversibel angelagert (adsorbiert). Daher können sie ausgetauscht (desorbiert) werden. Die Austauschkapazität eines Bodens bezeichnet die Summe der austauschbaren Ionen in Mol bzw. $mmol_c/kg$ Substanz (letzteres nicht SI-konform).

Die Austauschkapazität ist abhängig vom pH-Wert des Bodens in Bezug auf den pH-Wert der verwendeten Austauschlösung und der definierten Zeitkonstante – kurzfristig nicht austauschbare Ionen werden nicht berücksichtigt. Gemessen wird meist die maximale (potentielle) AK mit entgegengesetztem pH-Wert von Austauschlösung und Boden-pH – und nicht die aktuelle (effektive) AK, bei äquivalenten pH-Werten.

Da der Ionenaustausch im Boden sowohl mit positiv geladenen Kationen, wie auch mit negativ geladenen Anionen stattfindet, unterscheidet man folgende Eigenschaften:

* Kationen-Austausch-Kapazität (KAK) vorwiegende Ionen: $Ca^{2+},$ $Mg^{2+},$ $K^+,$ $Na^+,$ $Al^{3+},$ $H^+$
* Anionen-Austausch-Kapazität (AAK) im sauren Bereich: $HPO_4^{2−},$ $SiO_3^{2−},$ $SO_4^{2−},$ $NO_3^−,$ $Cl^−$

## Wirkung von Kationen und Anionen

Die Austauscher in den Bodenkolloiden sind vorwiegend negativ geladen. Daher ist die Kationen-Austausch-Kapazität im basischen bis mäßig sauren pH-Bereich des Bodens die vorwiegend wirksame Größe. Durch Kalkung und Düngung werden die „verbrauchten“ Kationen wieder ersetzt. Findet jedoch eine längerfristige Bodenverarmung mit einhergehender Bodenversauerung statt, werden die Kationen-Austauscher chemisch verändert – die KAK sinkt.

Der Anionenaustausch ist im sauren Bereich von größerer Bedeutung; bei chemisch stark verwitterten Böden (z. B. Podsolen) oder in rein organischen Böden (z. B. Moorböden) sind die überschüssigen Anionen verantwortlich für eine höhere Verfügbarkeit von Fe, Al, Mn.

