Utbytbara baskatjoner

Markpartiklarna är elektriskt laddade och kan därför vid sin yta binda olika joner- som finns lösta i markvätskan. Bindningen är ospecifik, vilken laddad jon som helst med en laddning som är motsatt den som finns på ytan kan delta i bindningen. En jon är inte heller bunden till en viss laddning på partikelytan. De elektrostatiskt bundna jonerna är utbytbara och kan byta plats med andra laddade joner.

De utbytbara jonernas betydelse i marken

Genom utbytesprocesser står de utbytbara jonerna i jämvikt med markvätskan. Ändras markvätskans sammansättning ger detta direkt återverkningar på sammansättningen av de utbytbara jonerna. Ett exempel på detta är sur deposition med nederbörd som leder till sänkt pH i markvattnet och ökad utlösning av Al(3+) i markvattnet som i sin tur konkurrerar ut bundna baskatjoner. Därigenom buffrar de utbytbara baskatjonerna markvatten och grundvatten mot pH-sänkningar.

De utbytbara jonerna kan genom utbytesprocesser tas upp av växter och är därför viktiga ur växtnäringssynpunkt. Upptaget sker så att växten genom roten utväxlar baskatjoner mot väte (H⁺), respektive anjoner mot bikarbonat (HCO₃^-) eller hydroxid (OH^-). Eftersom växten tar upp fler positiva joner än negativa så leder växtupptaget till biologisk markförsurning. I de fall växternas upptag återgår till marken genom nedbrytning av döda växtdelar kompenseras försurningen. Den biologiska försurningen är i dessa fall endast temporär. I regel skördas dock växter varigenom biomassa och dennas innehåll av upptagna joner bortförs från växtlokalen. I dessa fall permanentas den biologiska försurningen.

Ett flertal undersökningar har visat att de bortförande processerna i många ekosystem, bl.a. svensk skogsmark, idag är större än de tillförande. Därigenom minskar såväl förrådet av baskatjoner (länk till Wikipedia) som basmättnadsgraden (länk till www.skogen.se) i marken.

Bestämning av utbytbara baskatjoner

De utbytbara baskatjonerna bestäms genom att först väga in 2,00 g humus eller 15,00 g mineraljord i en 250 ml skakflaska av polyeten. Därefter tillsätts 100 ml 1N NH₄OAc-lösning (buffrad till pH 7,0). Provet skakas 90 minuter i en skakmaskin. Suspensionslösningen filtreras genom pappersfilter (askfritt filtrerpapper, Munktell 00K, diameter: 18 cm). Koncentrationen av baskatjoner i 10 ml av extraktionslösningen analyseras med en ICP-AES (induktivt kopplad plasmaemissionsspektrofotometer med kvantifiering genom emissionsspektroskopi).