Protonenbilanz in einem Pflanzen-Boden-System

Zusammenfassung

Bodenversauerung kann durch den Anbau symbiontisch ernährter Leguminosen verursacht werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei ausbleibender Nitraternährung die Wurzelzellen der symbiontisch ernährten Leguminosen Protonen abscheiden und im Cytoplasma Hydroxylionen akkumulieren. Zur cytosolichen pH-Regulation bildet die Pflanze organische Anionen, die als potenzielle Alkalinität angesehen werden können. Die organischen Anionen können als Malat, Citrat oder als Pektinat in pflanzlichen Zellen vorliegen. Wenn das Pflanzenmaterial dem Boden wieder zurückgegeben wird, führt der Abbau der organischen Anionen durch Mikroorgnismen zu einer Erhöhung des Boden-pH-Wertes. Die biologische] Decarboxylierung der organischen Anionen ist für die pH-Erhöhung nach Zugabe des Pflanzenmaterials hauptsächlich verantwortlich. Wenn Leguminosenrückstände dem Boden zurückgegeben werden, wird die vorhergegangene Bodenversauerung dadurch teilweise kompensiert. Durch die Düngung mit Pflanzenmaterial wird der Boden auch mit organischem Stickstoff gedüngt, der bis zur Nitrat mineralisiert werden kann. Nitrifikation führt zur Bodenversauerung. Solange das Nitrat in den oberen Schichten des Bodens bleibt, kann es durch Pflanzenwurzeln aufgenommen und assimiliert werden. Dies kann die vorhergegangene Ansäuerung durch die Nitrifikation wieder ausgleichen. So wird die H⁺-Bilanz in einem Pflanzen-Boden-System erhalten. Wenn das Nitrat aber aus dem Boden ausgewaschen wird, dann ist der Protonenkreislauf unterbrochen. Dies führt zu einer dauerhaften Bodenversauerung. Deshalb ist die Vermeidung von Nitratauswaschung nicht nur für die Stickstoffverfügbarkeit, sondern auch für den Protonenkreislauf in einem Pflanzen-Boden-System von Bedeutung.