Kationen-Austausch-Kapazität

Urs Hodel • 2. November 2025

Was versteht man unter der Kationenaustauschkapazität?

Kationenaustauschkapazität, eine wichtige Grösse in der erfolgreichen Düngung

Gesunder Boden

Die Schwere des Bodens lässt sich nicht beeinflussen. Ein leichter, sandiger Boden lässt sich nicht zum schweren, tonhaltigen Boden machen und umgekehrt.

Viel wichtiger ist es, den Boden in einen idealen Zustand (chemisches Gleichgewicht) zu versetzen, um sie der Pflanze optimal nutzbar zu machen.

Der Aufbau von Humus mildert die durch die Bodenart vorgegebenen Defizite.

KAK - KationenAustauschKapazität

Der Boden hat, je nach Beschaffenheit (leicht, sandig oder schwer, tonhaltig usw.), unterschiedliche Speicherkapazität für Nährstoffe wie Kalzium (Ca), Magnesium (Mg), Kalium (K) und Natrium (Na). Diese Nährstoffe liegen im Boden als positiv geladene Ionen (Kationen) vor.

Die Teilchen des Bodens (Humuspartikel, Tonminerale, Sand oder Staubkörnchen) sind ebenfalls elektrisch geladen, im Gegensatz zu den genannten Nährstoffen allerdings negativ (Anionen). Die negativ geladenen Bodenteilchen ziehen die gelösten, positiv geladenen Nährstoffe an und fixieren sie an ihren Oberflächen. Die Bindung an die Oberfläche ist dabei so stark, dass sich die Nährstoffe nicht wieder im Wasser lösen und somit auch nicht von der Pflanze genutzt werden können.

Die KAK ist ein Mass für die Nährstoff-Speicherkapazität eines Bodens.

Die richtige Belegung des verfügbaren Speicherplatzes macht ihn erst wertvoll, wenn das chemische Gleichgewicht erreicht ist!

Werden Kationen (Ca++, Mg++, K+, Na+, H+) über eine Düngung in den Boden appliziert, werden diese von den negativ geladenen Bodenpartikeln angezogen. Sie docken solange an, bis genauso viele positive wie negative Ladungen am Bodenpartikel vorhanden sind, also ein elektrostatisches Gleichgewicht hergestellt ist.

Erst wenn dieses Gleichgewicht erreicht ist, die Kolloide mit Kationen voll belegt sind, verbleiben, falls noch vorhanden, positive Ladungen und damit die Nährstoffe in der Bodenlösung. Sie sind somit für die Pflanze verfügbar.

Sind in der Bodenlösung sehr viele gelöste Kationen, wie z.B. nach einer Düngung, wird die Fixierung der an den Bodenpartikeln gebundenen Kationen schwächer. Mit Hilfe von Wasserstoff (H+) lösen sich einige Kationen und gehen in die Bodenlösung über, die frei werdenden Plätze werden von anderen Kationen wieder besetzt.

Doppelt positiv geladene Kationen wie Ca++ und Mg++ sind dabei durch einfach positiv geladen Teilchen wie K+ oder H+ kaum zu verdrängen. Sie haften durch die höhere elektrostatische Kraft zu fest an. Folgende Reihenfolge der Anziehungskräfte von schwach bis stark ist gültig: H+ > Na+ > K+ >Ca++ > Mg++.Magnesium ist also das am schwersten aus der Kolloid-Fixierung zu verdrängende Kation.

Magnesium und Kalzium Kationen können sich deswegen nahezu nur gegenseitig verdrängen, deswegen liegt dort der Fokus. Übersteigt die Summe beider Kationen nämlich den Wert von 80% aller Kationen, haben andere Kationen kaum mehr eine Möglichkeit am Sorptionskomplex (Verhältnis aller Kationen am Kolloid zwischen einander) mitzuwirken. Sie werden entweder in den Zwischenräumen der Kolloide fixiert, oder verbleiben in der Bodenlösung und sind dabei zwar pflanzenverfügbar, aber permanent auswaschungsgefährdet.

Liegt die Summe der Kalzium- und Magnesiumkationen bei 80% aller Kationen, befindet man sich im Idealzustand. Allerdings hängt dieser maßgeblich vom Verhältnis der beiden zueinander ab.

Man unterscheidet dabei zwischen schweren und leichten Böden. Bei schweren Böden sollten 65-70% aller Kationen Kalzium Kationen und 10-15% aller Kationen Magnesium Kationen sein. Bei leichten Böden verschiebt sich das ideale Verhältnis auf 60-65% Kalzium und 15-20% Magnesium Kationen. Die Basis für ein chemisches Gleichgewicht im Boden ist damit geschaffen.

Quelle: agrar-profi

Schwere Böden haben eine hohe KAK, sie können mehr pflanzenverfügbare Kationen als leichte Böden mit einer niedrigen KAK speichern.

Leichte Böden können erheblich weniger positiv geladene Nährstoffe (Kationen) speichern, belassen dafür mehr in der Bodenlösung. Diese sind damit aber wesentlich auswaschungsgefährdeter.

Kalium Verfügbarkeit

Bei sehr leichten Böden (Sandböden) kann, durch zu viel Kalium, Magnesium festgelegt werden.
Bei sehr schweren Böden trifft das Gegenteil zu. Bei steigendem Magnesiumanteil wird Kalium festgelegt. Erst wenn der Magnesiumanteil sinkt, steigt auch die Kaliumverfügbarkeit wieder an.

Wichtig

Das Verhältnis der Anzahl der unterschiedlichen Kationen zueinander und nicht die Absolut Gehalte sind für den Erfolg einer Düngung wichtig.

Böden mit einer hohen KAK haben eine hohe Absolut Gehalte an Nährstoffen.

Diese sind fixiert und somit nicht pflanzenverfügbar.

Erst über Zuführung von Kationen, egal welcher Art, werden die gespeicherten Nährstoffe aus ihrer Fixierung gelöst. Welche Nährstoffe in welcher Dosierung zugeführt werden müssen, hängt vom Verhältnis der Anzahl der fixierten Kationen (Ca++, Mg++, K+ und Na+ (H+ und andere)) zueinander ab.

Stundenboden

Bei Nässe schmierig und klebrig, bei Trockenheit steinhart, kaum bearbeitbar, Ammoniak

ausdünstende Rissen.

Ursache: extremer Magnesium Überschuss.

Die doppelt positiv geladenen Mg++ Kationen binden, wie die Ca++ Kationen, negativ geladene Tonpartikel aneinander.

Der Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass die sie umgebene Wasserhülle im Falle von Magnesium wesentlich instabiler ist, als die bei Kalzium. Sie ändert sich bei schwankender Feuchtigkeit schnell.

Bei hoher Feuchtigkeit schwillt die Wasserhülle stark an und wirkt wie ein Gleitmittel. Der Boden wird glitschig, verdichtet und verschlammt bei Druck.

Nimmt die Feuchtigkeit ab, reduziert sich die Wasserhülle bei Magnesium bis auf ein Minimum.

Die Tonminerale werden durch die positive Ladung und die geringen Abstände des Mg++ zu den Tonpartikeln stark angezogen und damit fixiert.

Der Boden wird hart.

Die Wasserhülle der Ca++ Kationen ist relativ stabil. Die Bindungsabstände zu den Tonteilchen bleiben konstant, der Boden behält seine Konsistenz.

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