pH-Wert

Der Boden, als lockerer, von der Erdoberfläche bis zum Gestein reichender Teil der Erdkruste, ist für Pflanzen von entscheidender Bedeutung. Er dient z.B.

  • als Rohstoffspeicher,
  • zur Filterung, Pufferung und Speicherung von Wasser,
  • zur Lieferung von Mineralsalz-Ionen,
  • als Lebensraum für zahlreiche Organismen (Nahrungskette), so z.B. Bakterien, Pilze, Würmer, Spinnen, Insekten usw. (in einem Liter Boden befinden sich bis zu 1 Milliarde Organismen),
  • und hat Einfluss auf den Wärmehaushalt der Erde.

Die Schichtung des Bodens
Der Boden besteht normalerweise aus drei Schichten, die in ihrer Mächtigkeit, je nach Bodenart, unterschiedlich ausgeprägt sein können.

Der A-Horizont liegt unter der Streuschicht und ist meistens durch die enthaltenen Humusstoffe dunkel gefärbt. Der B-Horizont wird durch den humusfreien Unterboden gebildet. In dieser Schicht reichern sich ausgewaschene Stoffe an. Der C-Horizont (Untergrund) besteht aus wenig verwitterten und kaum durchwurzeltem Gestein.

Der Boden mit seiner Schichtung unterliegt durch Verwitterung und Humusbildung einer ständigen Umgestaltung. Die Bodenarten werden durch verschiedene Korngrößen eingeteilt. Diese bewirken eine unterschiedliche Belüftung und Haftung des Bodenwassers. Das wiederum ist für die mögliche Artenvielfalt von Bedeutung.

Der pH-Wert und der Boden
Der Boden ist vor allem ein chemischer Umweltfaktor. Er ist vor allem für Pflanzen wichtig, weil er Wasser speichert und filtert. Außerdem ist Wasser ein Lösemittel für Mineralsalz-Ionen. Der unterschiedliche Anteil an Wasserstoff-Ionen im Bodenwasser spiegelt sich im pH-Wert wider. Ob ein Boden also sauer, neutral oder alkalisch ist, wird von der Konzentration freier Wasserstoff-Ionen in der Bodenlösung bestimmt. Ist sie hoch, wird der Boden als sauer bezeichnet. Dieser Wasserstoff-Ionen-Gehalt wird als pH-Wert angegeben. Der pH-Wert ist für den Boden vor allem deshalb wichtig, weil er Einfluss auf andere Bodeneigenschaften hat und die Bodenfruchtbarkeit maßgeblich bestimmt. Er reicht vom sauren Bereich über den neutralen bis zum basischen pH-Wert.

Wasserstoff-Ionen werden beim mikrobiellen Abbau organischer Substanz freigesetzt. Das organische Material wird unter Sauerstoffzufuhr ( O 2 ) zu Kohlenstoffdioxid ( C O 2 ) oxidiert. Das entstandene C O 2 löst sich unter Bildung von Kohlensäure in Wasser. Diese enthält Wasserstoff-Ionen, die sie aus wässriger Lösung abgeben kann.

Die Bodenhorizonte A, B und C werden durch zusätzliche Kleinbuchstaben genauer gekennzeichnet.Für Gleyböden, die vom Grundwasser beeinflusst sind, gibt es gesonderte Bezeichnungen.

Die Bodenhorizonte A, B und C werden durch zusätzliche Kleinbuchstaben genauer gekennzeichnet.Für Gleyböden, die vom Grundwasser beeinflusst sind, gibt es gesonderte Bezeichnungen.

Da der mikrobielle Abbau der organischen Substanz vor allem im Oberboden (dem A-Horizont) erfolgt, werden vor allem dort Wasserstoff-Ionen freigesetzt. Der pH-Wert steigt in einem Boden mit zunehmender Tiefe. Bodenhorizonte mit einem hohen Humusgehalt weisen daher einen niedrigen pH-Wert auf, in den unteren Bodenhorizonten sind Böden meist weniger sauer.

Der ph-Wert des Bodens ist sowohl unter Wald als auch unter Acker von der Tiefe abhängig.Waldböden sind jedoch an der Oberfläche sauer.

Der ph-Wert des Bodens ist sowohl unter Wald als auch unter Acker von der Tiefe abhängig.Waldböden sind jedoch an der Oberfläche sauer.

Große Probleme ergeben sich aus den Wasserstoff-Ionen, die über den sauren Regen in den Boden eingetragen werden. Über den Regen werden diese Wasserstoff-Ionen flächendeckend verteilt, also auch über Waldgebieten. Die Bausteine von Wasser sind Wasserstoff und Sauerstoff. In einem bestimmten Umfang können sich Wassermoleküle in Wasserstoff-Ionen und Hydroxid-Ionen aufspalten:

H 2 O > H + + O H

In wässrigen Lösungen liegen also immer Wasserstoff-Ionen ( H + ) und Hydroxid-Ionen ( O H ) vor. Durch den sauren Regen gelangen Wasserstoff-Ionen verstärkt in den Boden.

Wirkung des sauren Regens auf den Boden
Die Wasserstoff-Ionen im sauren Regen stammen aus Verbrennungsprozessen und sind überwiegend vom Menschen verursacht (Industrie, Haus, Auto, Müll). Aber auch über Vulkane oder Waldbrände, über saure Dünger (Calciumsulfat) werden dem Boden Wasserstoff-Ionen zugeführt. Dies betrifft jedoch nur agrarisch genutzte Böden.

Einfluss des sauren Regens auf den Boden

Einfluss des sauren Regens auf den Boden

Erschwerend kommt hinzu, das Böden erst dann Signale von sich geben, wenn ihr Puffervermögen an seinen Grenzen angelangt ist. Wenn die Signale zu sehen sind, ist es für Hilfsmaßnahmen meist schon zu spät.

Gegenmaßnahmen, wie eine Kalkung, sind in Wäldern bisher vergeblich gewesen: Der Kalk dringt nicht tief genug in den Boden ein und die zu behandelnden Flächen und damit die finanziellen Aufwendungen sind immens groß.

Toleranzbereich und Zeigerarten
Pflanzen besitzen gegenüber Umweltfaktoren einen Toleranzbereich, sodass einige Pflanzen sich an saure Bodenbedingungen (azidophile Pflanzen) oder an einen neutralen bis basischen pH-Wert (basophile Pflanzen) angepasst haben. Dieser Toleranzbereich ist durch ein Optimum gekennzeichnet und wird durch Minimum und Maximum begrenzt. Pflanzen außerhalb ihres Toleranzbereiches zeigen zunächst ein verkümmertes Wachstum, bevor sie dann eingehen.

Der Boden enthält mehrere Puffer gegenüber Wasserstoff-Ionen.Sobald ein Puffer erschöpft ist, sinkt der ph-Wert bis zum nächsten Puffer ab.

Der Boden enthält mehrere Puffer gegenüber Wasserstoff-Ionen.Sobald ein Puffer erschöpft ist, sinkt der ph-Wert bis zum nächsten Puffer ab.

Pflanzen mit einem engen Toleranzbereich werden in der Land- und Forstwirtschaft als Zeigerarten (Bioindikatoren) verwendet, um die erste Bodenreaktion eines Standortes auch ohne aufwendige Laboruntersuchungen ermitteln zu können. Wichtig bei der Beurteilung eines Standortes nach Zeigerpflanzen ist, dass jede einzelne Pflanze die Bodenreaktion ihres Wurzelsystems widerspiegelt. D.h., das aufgrund der Konkurrenzvermeidung Pflanzen Wurzeln in unterschiedlichen Stockwerken ausbilden. So können basophile und azidophile Pflanzen durchaus nebeneinander vorkommen, wenn die Wurzeln unterschiedliche Bodentiefen mit anderen vorkommenden pH-Werten erreichen.

Ausgewählte Zeigerarten:

  • Säurezeiger - Heidekraut, Heidelbeere, Preiselbeere, Sonnentau

  • Kalkzeiger (basisch) - Wiesen-Schlüsselblume, Leberblümchen

  • Lichtzeiger - Wermut, Gemeine Grasnelke

  • Schattenzeiger - Wald-Sauerklee, Bingelkraut, Goldnessel

  • Trockenheitszeiger - Zypressen-Wolfsmilch

  • Stickstoffanzeiger - Große Brennnessel, Weiße Taubnessel

  • Stickstoffmangelzeiger - Scharfer Mauerpfeffer

  • feuchte Böden - Binse

  • Lehmboden - Acker-Kratzdistel

  • Sandboden - Feldbeifuß

Wenn Pflanzen einen großen Toleranzbereich besitzen, also sowohl auf basischen und sauren Böden vorkommen, nennt man sie indifferente Pflanzen und sind für die Beurteilung der Bodenreaktion ungeeignet.

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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