Boden-Redox und -Azidität

Boden-Redox und -Azidität sind Schlüsselvariablen, die die Nährstoffverfügbarkeit, die Metallmobilität und die Chemie von staunassen und versauerten Böden steuern.

Definition

Die Untersuchung von Säure-Basen- und Oxidations-Reduktions-Bedingungen in Böden und deren Kontrolle über die chemische Speziation und Mobilität.

Scope

Dieses Thema behandelt die Ursachen und die Pufferung der Bodenazidität, die Rolle von austauschbarem Aluminium, die Redoxübergänge, die bei Staunässe im Boden auftreten, und wie pH-Wert und Redox gemeinsam die Elementspeziation und -mobilität steuern.

Core questions

• Was erzeugt und puffert Bodenazidität?
• Warum ist austauschbares Aluminium zentral für die Chemie saurer Böden?
• Wie folgen Redox-Änderungen der Bodensättigung?
• Wie steuern pH-Wert und Redox gemeinsam die Verfügbarkeit von Metallen und Nährstoffen?

Key theories

Aluminiumkontrolle der Chemie saurer Böden

Unterhalb eines moderaten pH-Wertes puffert die Hydrolyse von austauschbarem Aluminium den Boden-pH-Wert und setzt toxische Aluminiumspezies frei, wodurch die Aluminiumchemie zentral für das Verhalten und die Bewirtschaftung saurer Böden wird.

Mechanisms

Bodenazidität entsteht durch Kohlensäure und organische Säuren, Nitrifikation und Säureeintrag und wird stufenweise durch Carbonate, austauschbare Basen und letztlich Aluminiumhydrolyse gepuffert. Wenn Böden überflutet werden, wird Sauerstoff verbraucht, und die mikrobielle Respiration treibt die Reduktion von Nitrat, Mangan, Eisen und Sulfat an, wodurch der pH-Wert verändert und Elemente mobilisiert oder sequestriert werden.

Clinical relevance

Boden-pH und Redox bestimmen die Nährstoffverfügbarkeit, die Aluminium- und Schwermetalltoxizität sowie das Verhalten von Kontaminanten und leiten Entscheidungen bezüglich Kalkung, Entwässerung und Sanierung.

History

Die Erkenntnis, dass Aluminium und nicht nur freie Protonen der Hauptverursacher der Bodenazidität sind, hat die Wissenschaft der sauren Böden Mitte des 20. Jahrhunderts neu gestaltet.

Seminal works

• sparks2003
• sposito2008

Frequently asked questions

Warum reduziert Kalkung die Aluminiumtoxizität?

Die Erhöhung des Boden-pH-Wertes führt dazu, dass gelöstes und austauschbares Aluminium als Hydroxide ausfällt, wodurch die Konzentration toxischer Aluminiumspezies gesenkt wird.