Bodenreaktion

Die Bodenreaktion spiegelt den Säuregrad des Bodens wider und wird über den pH‐Wert quantifiziert. Der pH‐Wert des Bodens steht im Gleichgewicht mit gelösten Säuren und Basen sowie mit funktionellen Säure‐ und Basegruppen an festen Bodenbestandteilen und austauschbar sorbierten Stoffen, wobei dem Aluminium eine wesentliche Rolle zukommt. Im Boden werden verschiedene Säurepools unterschieden (aktive, austauschbare und residuale Acidität), die unterschiedlich stark mit der Bodenfestphase in Verbindung und untereinander im Gleichgewicht stehen. Diese können mit unterschiedlichen Methoden erfasst werden. Die Messung des pH‐Wertes erfolgt heute meist potentiometrisch mit einer Glaselektrode in Boden‐Suspensionen, wobei verschiedene Artefakte auftreten können und berücksichtigt werden müssen. Darüber hinaus gibt es neuere Messmethoden, wie etwa pH‐Optoden, mit denen sich z. B. dynamische pH‐Änderungen in der Rhizosphäre zweidimensional erfassen lassen. Die pH‐Werte von Böden liegen meist im Bereich zwischen 3 und 10 und werden von unterschiedlichen Faktoren beeinflusst, wie z. B. dem Mineralbestand des geologischen Ausgangsmaterials, der klimatischen Wasserbilanz, dem Redox‐Zustand des Bodens und der Art der Vegetation. Der pH‐Wert des Bodens unterliegt zeitlichen Schwankungen und Veränderungen und kann innerhalb eines Bodens erhebliche räumliche Variabilität aufweisen. Unter humiden Klimabedingungen kommt es durch laufenden Eintrag bzw. Bildung von Säuren allmählich zur Bodenversauerung. Die wesentlichsten Säurequellen sind dabei Niederschläge, Atmung und Ausscheidungen von Pflanzenwurzeln und Bodenorganismen, mikrobieller Ab‐ und Umbau von Streu und organischer Bodensubstanz, Wurzelaufnahme von kationischen Nährstoffen sowie Oxidationsreaktionen. Die eingetragenen bzw. im Boden gebildeten Säuren können mit Bodenbestandteilen reagieren und dadurch abgepuffert werden, wodurch die Bodenversauerung verzögert wird. Die wichtigsten dieser pH‐Pufferreaktionen sind die Auflösung von Karbonaten, die Protonierung funktioneller Gruppen an Huminstoffen, Tonmineralen und Oxiden, der Kationenaustausch sowie die Verwitterung von Silikaten. Der pH‐Wert des Bodens beeinflusst viele chemische, biologische und physikalische Eigenschaften und Prozesse, wie z. B. die Pflanzenverfügbarkeit von Nährstoffen, die Aktivität von Mikroorganismen, Sorptions‐/Desorptionsreaktionen, die Flockung von Kolloiden und damit indirekt auch Wasserbewegung und Erosion. Der pH‐Wert spielt somit auch eine wichtige Rolle für ökologische Bodenfunktionen, wie die Produktionsfunktion, die Funktion des Bodens als Lebensraum und Genreserve und die Puffer‐Filter‐ Funktion. Der optimale Boden‐pH für die meisten Kulturpflanzen liegt im Bereich zwischen 5 und 7. Aber auch auf sauren Böden kann durch gezielte Meliorationsmaßnahmen, wie z. B. die Zugabe von Kalkstein, Gips oder Kompost, ein optimales Pflanzenwachstum erreicht werden.