Auengley
Auengley aus holozänem Auenschluff bei Büdingen-Eckartshausen im hessischen Wetteraukreis. Der aGr-Horizont (r für reduziert) weist durch länger anhaltende Grundwassersättigung reduzierende Verhältnisse auf, was zur Graufärbung des Horizontes führte. ©Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie (HLUG)

In Böden spielen Oxidations- und Reduktionsvorgänge (= Redox-Vorgänge oder Redox-Systeme) für zahlreiche Bodeneigenschaften eine sehr wichtige Rolle. Etwa für Verwitterungsprozesse, den Nährstoffhaushalt (z. B. Nitrifikation = Oxidation von Ammonium zu Nitrit und Nitrat durch Mikroorganismen), den pH-Wert und die Bodenfarbe oder beispielsweise auch für die Mobilisierung, die Translokation und Immobilisierung von Eisen (Fe) und Mangan (Mn). Oxidation bedeutet die Abgabe von Elektronen. So z. B. bei der Oxidation von Eisen die Abgabe von H+-Ionen. Dadurch ist mit der Oxidation eine Erniedrigung des pH-Wertes und mit der Reduktion eine Erhöhung des pH-Wertes verbunden (Fe2+ + 3H2O ↔ FeIII(OH)3 + 3H+ + e-). In Böden, die von Stau- oder Grundwasser beeinflusst sind, überwiegen reduktive, in terrestrischen Böden oxidative Einflüsse.

Oxidation und Reduktion sind als Teilreaktionen stets miteinander verbunden, da ein Stoff nur ein Elektron abgeben kann (= Elektronendonator), wenn eine andere Substanz gegenwärtig ist, die das Elektron aufnehmen kann (= Elektronenakzeptor). Herrschen im Boden weitgehend aerobe Verhältnisse vor, dient molekularer Sauerstoff als Elektronenakzeptor (Oxidationsmittel). Mit beginnender Wassersättigung des Bodens (Stauwasser, Überflutung durch Hochwasser, Anstieg des Grundwassers) wird der in ihm vorhandene Sauerstoff noch wenige Tage durch aerobe Mikroorganismen für den Abbau der organischen Bodensubstanz verbraucht (Oxidation). Danach kommen anaerobe Mikroorganismen (fakultativ, obligat) ins Spiel. Anorganische und organische Substanzen dienen nun als Elektronenakzeptoren, wobei der Abbau organischer Substanzen unter diesen Bedingungen wesentlich langsamer erfolgt.

Das elektrische Potential, welches infolge des Elektronentransports vom Elektronendonator zum Elektronenakzeptor entsteht, wird als Redoxpotential bezeichnet [= Eh-Wert in Millivolt (mV)]. Gut durchlüftete, saure Böden mit starker Oxidationskraft weisen ein hohes Redoxpotential auf (bis zu +800 mV). Bei anaeroben Bedingungen kommt es zu deutlich geringeren Werten bis hin zu negativen Werten (bis -350 mV). Niedrige Redoxpotentiale können z. B. bei Stauwasserböden (Pseudogley, Stagnogley) und Grundwasserböden (Gleye) sowie bei Böden, die z. B. Gasen vulkanischen Ursprungs ausgesetzt sind (Reduktosole), gemessen werden.