Der Boden ist ein komplexes System, das grob verteilte Partikel, feinere Fragmente und molekulare Elemente umfasst. Einer der entscheidenden Parameter ist dabei die Aufnahmefähigkeit des Bodens. Unter diesem Begriff versteht man die Fähigkeit eines Substrats, wertvolle Elemente festzuhalten. Dies ist bei der landwirtschaftlichen Nutzung von Böden von großer Bedeutung.
Was ist die Aufnahmefähigkeit des Bodens?
Die Aufnahmefähigkeit des Bodens wird durch den Absorptionskomplex gewährleistet, der eine Kombination aus Mineralien, organischen und organomineralischen Bestandteilen der festen Phase ist. Wissenschaftler interpretieren diesen Begriff als die Fähigkeit der Erde, durch das in ihr zirkulierende Wasser Elemente zurückzuhalten, die mit ihrer festen Phase in Kontakt kommen.
Gleichzeitig können verschiedene Stoffe im Boden zurückgehalten werden – grobe Suspensionen, Lösungen, Mineralien, lebende Mikroorganismen und organische Elemente. Abhängig von der Art der Absorption gibt es unterschiedliche Arten der Absorptionsfähigkeit.
Rolle bei der Fruchtbarkeit
Diese Bodeneigenschaft beeinflusst nicht nur die Entstehung und Entwicklung von Böden. Der Erfolg des Pflanzenanbaus hängt direkt davon ab. Die Absorptionsfähigkeit des Bodens beeinflusst die Fähigkeit, verschiedene Arten löslicher Elemente zurückzuhalten, darunter auch biologisch wichtige Substanzen für Nutzpflanzen.
Arten der Bodenaufnahmekapazität
Wissenschaftler identifizieren verschiedene Arten der Bodenaufnahmefähigkeit. Jeder von ihnen hat bestimmte Eigenschaften.
Mechanisch
Unter diesem Begriff versteht man die Fähigkeit, Partikel mechanisch in den Poren des Bodens zurückzuhalten. Dabei werden Suspensionen aus organischen und Alumosilikatfragmenten sowie kolloidal zerstäubten Partikeln zurückgehalten. Dadurch bleiben Heilmittel, kolloidale Fraktionen und Düngemittel erhalten, die in Wasser schlecht löslich sind.
Körperlich
Bei dieser Art der Absorption handelt es sich um die Fähigkeit, organische und mineralische Elemente an der Oberfläche der festen Phase des Bodens zurückzuhalten. Dieser Effekt ist mit der Wirkung von Absorptionskräften verbunden. Die physikalische Absorption ist mit dem Vorhandensein einer hochdispersen Erdphase verbunden. Dadurch ist es möglich, Grundwasser und die darin enthaltenen Stoffe anzuziehen und anzureichern.
Allerdings hängt die Aufnahmekapazität von der Bodenart ab. In grobkörnigen Böden sind die Adsorptionskräfte schwach. Daher haben sie eine geringe Absorptionsfähigkeit. Mit zunehmender Dispersion nehmen die Absorptionseigenschaften zu.
Chemisch
Diese Eigenschaft ist mit der Bildung unlöslicher oder schwerlöslicher Verbindungen verbunden. Dies ist auf das Auftreten chemischer Reaktionen zwischen einzelnen löslichen Salzen in der Bodenstruktur zurückzuführen.
Diese Eigenschaft spielt bei der Umwandlung von Phosphor im Boden eine besondere Rolle. Bei der Anwendung wasserlöslicher Zubereitungen auf Basis dieses Stoffes im Boden wird eine ausgeprägte chemische Bindung von Phosphor beobachtet. In sauren Böden, die viele Sesquioxide enthalten, geht die chemische Aufnahme dieser Substanz mit der Freisetzung schwer löslicher Eisen- und Aluminiumphosphate einher.
Durch die chemische Aufnahme reichern sich Phosphate im Boden an, die bei veränderter Reaktion der Umwelt verfügbar werden, andernfalls wirken sie als Ballast im Boden. In einer solchen Situation hat die chemische Absorption eine negative Funktion.
Biologisch
Dieses Merkmal stellt die Aufnahme von Nährstoffen, Luft und Düngung durch Kulturpflanzen und Bodenmikroflora dar. Während des Lebens von Pflanzen und Bodenmikroorganismen reichern sich organische Elemente an. Sie enthalten Asche und Stickstoff.
Ein charakteristisches Merkmal der biologischen Absorption ist die Selektivität.Das Wurzelsystem von Nutzpflanzen und Mikroorganismen nehmen die benötigten Stoffe aus dem Boden auf.
Die Schwere und das Tempo dieses Prozesses hängen von folgenden Parametern ab:
- Bodenluftregime;
- Gehalt an organischen Elementen und Pflanzenresten im Boden;
- thermisches Regime des Bodens;
- Umweltreaktionen.
Wurzelsekrete von Nutzpflanzen werden als leicht zugängliche Energiequelle für Mikroorganismen genutzt. Daher laufen mikrobiologische Prozesse in der Rhizosphäre besonders erfolgreich ab.
Physikalisch-chemisch
Dieses Aufnahmevermögen wird auch Austauschvermögen genannt. Unter diesem Begriff versteht man die Fähigkeit des Bodens, auf der Oberfläche kolloidaler Fragmente befindliche Ionen aufzunehmen und gegen Ionen der Bodenlösung auszutauschen.
Wenn die potenzialbestimmende Schicht aus Bodenkolloiden negativ geladen ist, findet ein Kationenaustausch statt. Bei positiver Ladung findet ein Anionenaustausch statt. Zu den Hauptmerkmalen der metabolischen Aufnahme von Kationen gehören:
- Der Austausch erfolgt in äquivalenten Volumina. Dies geschieht nach den Grundgesetzen chemischer Reaktionen.
- Jedes absorbierte Kation kann in der Bodenlösung durch ein anderes Kation ersetzt werden.
- Die Energie der Absorption und Verdrängung von Kationen ist deutlich unterschiedlich. Sie wird durch die Wertigkeit und die Atommasse beeinflusst.
Auch im Boden wird eine nichtaustauschbare Aufnahme von Kationen beobachtet. Dadurch werden sie durch Tonmineralien fixiert, die ein dreischichtiges Kristallgitter aufweisen.
Der nicht austauschbaren Aufnahme von Kalium und Ammonium sind weite Grenzen gesetzt – alles hängt von den Grundeigenschaften des Bodens ab. Dieser Indikator wird direkt von der mineralogischen und granulometrischen Zusammensetzung des Substrats beeinflusst. In Tschernozemen ist es viel stärker ausgeprägt als in Sod-Podsol-Böden.
Auch bei periodischer Benetzung und Austrocknung des Bodens erhöht sich diese Art der Aufnahmekapazität. Daher fördert die flache Einbettung von Kalium- und Ammoniakverbindungen in die Bodenstruktur, die einer Bewässerung und Trocknung unterliegt, die nicht austauschbare Aufnahme von Kalium und Ammonium. Diese Stoffe werden im Vergleich zu metabolisch aufgenommenen Stoffen langsamer in zugängliche Formen umgewandelt.
Fixiervermögen von Böden
Diese Fähigkeit des Bodens wird durch sein Verhältnis zu Kationen bestimmt und hängt von der Partikelgrößenverteilung ab. Diese Eigenschaft wird durch den Humusgehalt bestimmt. Je höher dieser Parameter und je schwerer das Substrat ist, desto höher ist seine Fähigkeit, Kationen aufzunehmen.
Die Aufnahmefähigkeit des Bodens wirkt sich direkt auf den Prozess des Pflanzenanbaus aus. Deshalb ist es so wichtig, diesen Parameter und seine Varianten zu berücksichtigen.
