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Lexikon der Geowissenschaften: Bodenversauerung

Bodenversauerung, im Verlauf der Bodenentwicklung unter humiden Klimabedingungen fortschreitende Versauerung von Böden. Eine zunehmende Bodenacidität bewirkt eine Desorption von basischen Kationen und die Aufnahme von Protonen durch die Austauscher. Die in die Bodenlösung gelangten Kationen werden mit dem Sickerwasser in tiefere Bodenschichten transportiert und ausgewaschen. Eine Versauerung tritt erst dann ein, wenn die Protonenzufuhr die Säureneutralisationskapazität des Bodens übersteigt. Man unterscheidet natürliche Versauerung und anthropogen bedingte Versauerung. Bei der natürlichen können der Eintrag und die Bildung von Protonen durch folgende Mechanismen gesteuert werden: a) Bei der Aufnahme von kationischen Nährstoffen durch die Pflanzen kommt es in der Umgebung der Wurzeln zu einer Erniedrigung des pH-Wertes um 1 bis 2 Einheiten. b) Das bei der Bodenatmung von Pflanzen und Mikroorganismen gebildete CO2 wandelt sich mit Wasser zu Kohlensäure um, die unter Bildung von Protonen zerfällt. c) Zufuhr von Huminsäuren und Fulvosäuren in die obersten Bodenhorizonte bei der Mineralisation organischer Substanz aus der Streuauflage. d) Oxidation von reduzierten S- und N-Verbindungen: In sulfidhaltigen Grundwasserböden kann es durch Drainage und Belüftung zu einer Absenkung des pH-Wertes auf <2 kommen oder bei der bakteriellen Nitrifizierung von Ammonium zu Nitrat wird Salpetersäure gebildet. e) Eintrag von Protonen mit dem Regenwasser durch Reaktion von Wasser und atmogenem CO2 zu Kohlensäure. (Dieser Prozeß hat große Bedeutung für landwirtschaftlich genutzte Böden, da die H2CO3-Bildung erst bei pH-Werten um 5 abläuft.)

Anthropogen bedingte Versauerung kann aufgrund folgender Mechanismen auftreten: a) Die durch das Pflanzenwachstum dem Boden entzogenen, basischen Kationen werden über Bestandsabfall und Streu wieder zugeführt (Basenpumpe). Als Folge landwirtschaftlicher Nutzung und Waldbau wird Biomasse entfernt und der Kreislauf unterbrochen. Daher müssen dem System über mineralische und organische Düngung die Nährstoffe wieder zugeführt werden. b) Der Einsatz von ammoniumhaltigen Düngern in der Landwirtschaft führt zu einer pH-Absenkung. Ihr Umfang hängt vom Verbleib des bei der Nitrifizierung entstandenen Nitrats ab. Eine gemeinsame Auswaschung mit basischen Kationen führt zu einer Protonenbelegung am Austauscher. Die Verwendung von Phosphatdüngern hat in neutralen bis basischen Böden ebenfalls eine Erniedrigung des pH-Wertes zur Folge. In stark sauren Böden dagegen tragen P-Dünger dazu bei, die Aluminium-Toxizität durch Bildung von Al-Phosphaten zu reduzieren. c) Säureeintrag von Schwefel- und Salpetersäure kann mit den Niederschlägen aufgrund der Verunreinigung der Atmosphäre mit SO2 und NOx aus der Verbrennung fossiler Energieträger (saurer Regen) erfolgen. [AH]

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