Suitability of the ESS laboratory method to determine the equilibrium soil solution composition of agricultural soils, and suggestions for simplification of the experimental procedure

2003

742-749

4 Abb., 18 Lit. Ang.

Artikel aus einer Zeitschrift

200108599

Für Laboruntersuchungen zur Verfügbarkeit und Mobilität von Stoffen in Böden ist die Auswahl der Hintergrund-Elektrolytlösung von besonderer Bedeutung. Zur Bestimmung der Hintergrundlösung kann z.B. die Gleichgewichts-Bodenlösungsmethode ESS (Matschonat and Vogt, 1997) herangezogen werden. Die ESS-Methode ist eine Prozedur zur Bestimmung einer Salzlösung der wichtigsten Kationen und Anionen, welche keine Änderung ihrer Zusammensetzung erfährt, wenn sie mit einer bestimmten Bodenprobe in Kontakt gebracht wird. Die Zusammensetzung der Lösung wird durch ein iteratives Verfahren experimentell angenährt, bis bestimmte Qualitätskriterien erfüllt sind. Wir untersuchten, ob die ESS-Methode, die für Waldböden entwickelt wurde, auch auf landwirtschaftliche Böden erfolgreich angewendet werden kann. Zur Überprüfung der ermittelten Lösungszusammensetzung wurde eine unabhängige Methode herangezogen. Die verwendeten Proben entstammten einem Lößboden und wurden innerhalb eines Gewächshauses und dem benachbarten Ackerboden entnommen. Da die ESS-Methode vergleichsweise zeit- und arbeitsaufwändig ist, untersuchten wir außerdem Modifikationsmöglichkeiten zur Vereinfachung der Prozedur: die Verwendung getrockneter oder tiefgekühlter Bodenproben anstelle von feldfrischem Boden, eine Annäherung allein anhand der elektrischen Leitfähigkeit der Lösung, sowie die Modellierung des Kationen-Austauschprozesses mit dem Ziel, Iterationsschritte zu überspringen. Während die Kationen-Konzentrationen durch die ESS-Methode im allgemeinen gut getroffen, wenngleich etwas (10-25 %) überschätzt wurden, konnten die Konzentrationen der Anionen nicht eindeutig bestimmt werden; der verwendete Boden pufferte die Anionen-Konzentrationen kaum. Wir empfehlen, stattdessen die Verhältnisse der Konzentrationen der Anionen in der ESS zu übertragen. Da Ionenkonzentrationen Funktionen des Boden:Lösung-Verhältnisses sind, läuft jede Methode, die auf Zugabe von Wasser zur Bodenprobe beruht (wie der so genannte Bodensättiungsextrakt), Gefahr, die Ionenkonzentrationen unter Feldbedingungen deutlich zu unterschätzen. Die ESS-Methode eignet sich somit insbesondere für Bodenproben mit niedrigem Wassergehalt. Die Verwendung von tiefgekühlten Proben führte zu guten Ergebnissen und das Überspringen von Iterationsschritten durch Modellierung des Kationenaustauschs war viel versprechend und soll zukünftig operationalisiert werden.