Wer die Düngung noch exakter berechnen will, kann die Standardanalysen erweitern und von Laboren die Kationenaustauschkapazität (KAK) untersuchen lassen. Denn Kationen sind nicht nur wichtig für die Ernährung der Pflanze, sie beeinflussen auch maßgeblich die Bodenstruktur. Entscheidend dafür ist die Relation der einzelnen Kationen zueinander und deren Anteil an den maximalen Bindungsstellen im Boden. Details dazu finden Sie in der top agrar-Ausgabe 9/2020 ab Seite 80.

Die Untersuchung der KAK bestimmt die maximale Anzahl von Kationenbindungsstellen im Boden und erfasst zudem den jeweiligen Anteil der einzelnen Kationen an den Bindungsstellen. Dabei gibt es allerdings Fallstricke, die Sie kennen sollten.

Viele Methoden…

Das Prinzip der Laboruntersuchung ist bei jeder Methode gleich: Ein Kation wird der aufbereiteten Bodenprobe zugeführt. Dort verdrängt es die vorhandenen Kationen. Diese lassen sich nun bestimmen und quantifizieren. Die Methoden unterscheiden sich beim zugeführten Kation:

Barium: Häufig erfolgt der Austausch durch Barium. Das Ion bindet so stark an den Bodenaustauschern, dass es prinzipiell alle im Boden vorhandenen Kationen austauscht. Barium wirkt sehr toxisch, aus diesem Grund gelten im Laborbetrieb besondere Auflagen.

Ammonium: Als einwertiges Kation hat Ammonium eine relativ schwache Bindungsstärke. Um zweiwertige Kationen wie Magnesium und Kalzium austauschen zu können, muss Ammonium in hoher Konzentration vorliegen. Das reicht jedoch nicht aus, um alle Kationen in den Mineralzwischenschichten auszutauschen. Ein weiterer Nachteil: Man kann die vorhandenen Ammonium-Ionen am Austauscher nicht erfassen. Das kann vor allem auf trockenen Standorten mit regelmäßiger organischer Düngung relevant sein.

Lithium: Das schwächste Austauscherkation ist Lithium. Damit werden vor allem die leicht austauschbaren Kationen an den Mineraloberflächen erfasst.

…viele Ergebnisse

Durch die unterschiedlichen Stärken der Kationen kommt es häufig zu Fehlinterpretationen der Ergebnisse. Denn da eine Bariumanalyse auch Kationen aus der Zwischenschicht aufnimmt, sind die relativen Nährstoffgehalte anders zu bewerten als es bei einer Lithiumuntersuchung. Diese erfasst nur leicht gebundene Kationen an der Oberfläche.

Zudem spielt der Boden eine Rolle: Während sich die Ergebnisse bei humosen Austauschern noch relativ gut vergleichen lassen, können sie bei großen Dreischichttonmineralen stark variieren. Nutzen Sie daher nur die zur Analyse passenden Richtwerte, um Ergebnisse zu interpretieren.

Eine weitere Fehlerquelle: In einfachen Methoden bestimmt das Labor die KAK des Bodens anhand der Summe der ausgetauschten Kationen sowie deren Wertigkeit. Doch die Kationen in der Bodenlösung verfälschen dabei das Ergebnis. Dies betrifft besonders carbonatreiche Böden. Hier werden die carbonatisch gebundenen Kationen in die Summe der austauschbaren einbezogen. Die Folge: Die Austauschkapazität des Bodens ist deutlich überschätzt, die Basensättigung meist unterschätzt. Auf sauren Böden unterschätzt man hingegen eher die KAK und überschätzt die Basensättigung. Der Grund: Wasserstoff kann man nur bedingt über die Austauschkapazität bestimmen, da es schnell aus der Lösung auswäscht.

Nur mit Rücktausch!

In beiden Fällen kann ein sogenannter Rücktausch Abhilfe schaffen: Nach dem Austausch der Kationen wird in einem zweiten Arbeitsgang der Bodenprobe solange Kalzium zugeführt, bis kein Kalzium mehr in Lösung ist. Anhand des zugeführten Kalziums wird die KAK bestimmt. Die wichtige Rechengrundlage „effektive Kationenaustauschkapazität“ (KAKeff) wird damit auf allen Standorten exakter. Ein Rücktausch ist als ein weiterer Arbeitsschritt entsprechend aufwendig und teuer, doch ohne kann das Ergebnis auf vielen Böden um mehr als 25% variieren.

Doch welche Methode ist nun die beste? Grundsätzlich gilt: Um die KAK beurteilen zu können, braucht es eine sichere Untersuchung. Und Sicherheit bringt ein Rücktausch. Ob ein Rücktausch stattfindet oder nicht, ist nicht eindeutig an der Bezeichnung der Analyse zu erkennen.

Man kann dies im Labor erfragen, bemerkt es aber meist am Preis. Analysen ohne Rücktausch bekommt man teilweise für weniger als 30 € je Probe angeboten, während Analysen mit Rücktausch ca. 50 € kosten. Karl Gröschl, N. U. Agrar GmbH