Die rol van KUK en grondkolloïede in landbou

Katioonuitruilkapasiteit (KUK) het ’n invloed op die grondvrugbaarheid, die bestuur van bemesting en onkruiddoders, asook die doeltreffendheid van plante se voedingstofopname. ’n Begrip van grondkolloïede, veral klei en humus, is noodsaaklik om KUK en die grondvrugbaarheid beter te verstaan.

Hierdie artikel bespreek wat grond se KUK is, hoe grondkolloïede dit beïn­vloed, waarom dit belangrik is in landbou, hoekom verskillende KUK-gronde anders bestuur moet word, en hoe hierdie kennis gebruik kan word om beter besluite oor bemesting en chemiese onkruidbestuur te neem.

Kolloïede: Die grondslag van KUK en voedingstofretensie

’n Kolloïed is ’n organiese of anorganiese verbinding wat uit uiters klein deeltjies bestaan. Klei en humus is voorbeelde hiervan. Hierdie kolloïede bepaal grond se vermoë om plantvoedingstowwe vas te hou.

Hierdie fyn deeltjies het ’n baie groot soortlike oppervlak (oppervlak per cm³) en dra hoofsaaklik negatiewe elektriese ladings. As gevolg hiervan kan hulle positief gelaaide voedingselemente soos kalsium (Ca²⁺), magnesium (Mg²⁺), kalium (K⁺) en ammonium (NH₄⁺) aantrek en bind.

Wat is KUK?

Katioonuitruilkapasiteit verwys na ’n grond se totale vermoë om positief gelaaide voedingselemente aan sy kolloïede vas te hou en dit met ander katione uit te ruil. KUK word gemeet in cmol (+)/kg grond (of meq/100 g) en kan wissel van baie laag in sandgronde (<1 cmol (+)/kg grond) tot baie hoog in klei- en organiesryke gronde (>10 cmol (+)/kg grond). Die meeste landbougronde in produksie in NWK se bedieningsgebied het KUK-waardes wat tussen 1,5 en 6 cmol (+)/kg wissel. Hierdie waardes word sterk beïnvloed deur faktore soos grondtekstuur, organiese materiaal en tot ’n mate die grond se pH.

Die persentasie van die KUK wat met basiese katione (Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ en Na⁺) gevul is, word as basisversadiging gedefinieer, met suurversadiging as teenpool, wat die persentasie suur katione (Al³⁺ en H⁺) verteenwoordig, wat ook op die KUK bind. Die ideaal is 100% basisversadiging en 0% suurversadiging.

Hierdie binding op die uitruilkompleks staan bekend as adsorpsie en voorkom dat belangrike plantvoedingstowwe uitloog, terwyl dit terselfdertyd deur uitrui­ling beskikbaar bly vir plantopname. Sonder grondkolloïede sou die meeste voedingstowwe vinnig weens loging verlore gaan, veral in sanderige gronde.

Verskillende tipes kleiminerale verskil aansienlik in hulle vermoë om katione vas te hou. Kaoliniet (1:1 klei) het ’n relatief lae KUK-waarde, terwyl 2:1-kleie soos illiet en montmorilloniet ’n baie hoër KUK het. Humus het die hoogste KUK van alle grondkolloïde en speel daarom ’n belangrike rol in die verbete­ring van die grondvrugbaarheid, veral in sandgronde met min klei.

Bestuur van KUK-gronde

Waarom is KUK belangrik in landbou en hoe moet verskillende KUK-gronde bestuur word?

KUK is ’n belangrike maatstaf vir grondvrugbaarheid. Gronde met ’n hoë KUK kan meer voedingstowwe vashou en dit oor ’n langer tydperk aan plante beskikbaar stel. Gronde met ’n lae KUK verloor voedingstowwe vinniger en vereis noukeuriger bestuur om plantvoeding te bestuur.

HOË KUK-GRONDE (KLEI- EN HUMUSRYKE GRONDE)

Hierdie gronde kan groot hoeveelhede voedingstowwe vashou, maar is nie sonder uitdagings nie. Wanbalanse kan ontstaan indien sekere katione (bv. natrium of ammonium) ophoop.

Hoër grond-KUK

• Verbeter kunsmisdoeltreffendheid.
• Verminder verliese deur uitloging.
• Skep ’n meer gewenste of stabiele wortelomgewing.
• Dien as buffer vir skielike pH-veranderings.

Lae KUK-gronde (hoofsaaklik sandgronde)

• Sandgronde bevat min klei, sowel as min organiese mate­riaal, en het dus min kolloïede en ’n lae KUK.
• Minder plantvoedingstowwe word vasgehou en dit loog maklik uit, veral tydens swaar reën of intensiewe besproeiing.

Lande met ’n lae KUK kan wel doeltreffend bestuur word. Doeltreffende bestuursmaatreëls sluit in:

• Opbou van organiese materiaal (kompos, mis of dekgewasse).
• Kleiner, meer gereelde kunsmistoedienings.
• Vermy groot eenmalige toedienings van kunsmis.

Bestuur fokus op:

• Gereelde grondontledings om pH te monitor.
• Korrekte kalktoediening.
• Gebalanseerde bemesting (voorkom oormatige of
  onvoldoende bemesting).

Invloed van pH op basisversadiging

Grond-pH het ’n direkte invloed op die basisversadiging. In suur gronde word meer waterstofione (H⁺) aan kolloïede gebind, wat basiese katione (plantvoedingstowwe) afskop van die uitruilkompleks en hul beskikbaarheid beperk. Namate die pH verbeter, neem die basisversadiging toe en word meer basiese katione (plantvoedingstowwe) deur die grond vasgehou.

Dit beklemtoon waarom kalktoediening nie net die pH regstel nie, maar ook indirek die grond se vermoë om voedingstowwe doeltreffend te bind, verbeter.

KUK en kunsmis

Wat is die rol van KUK in die hoeveelheid kunsmis wat grond kan vashou, die bestuur van stikstof en die gebruik van gifstowwe?

KUK beïnvloed ook hoe plaag- en onkruiddoders in die grond optree. In lae KUK-gronde word sommige chemiese middels swakker gebind en kan dit makliker loog of grondwater besoedel. Daarom vereis sandgronde dikwels kleiner of meer gereelde dosisse as kleigronde, met ’n groter omgewingsrisiko.

Die verantwoordelike gebruik van chemiese middels behels:

• Streng nakoming van instruksies op die etiket.
• Toediening tydens swaar reën moet vermy word.
• Korrekte dosis volgens die gronde se kleipersentasies.

KUK beïnvloed ook hoe stikstof bestuur behoort te word. Voorts loog nitraat (NO₃^–) maklik uit, terwyl ammonium (NH₄⁺) beter aan kolloïede bind. In lae KUK-gronde moet stikstof in sarsies toegedien word volgens die gewas se groeistadium (lepel voer). Hoë KUK-gronde kan meer ammonium vashou, maar oormatige toediening kan die pH laat daal en wortelgesondheid benadeel.

Daar is geen vaste formule vir die hoeveelheid kunsmis wat ’n spesifieke grond kan vashou nie, maar wel ’n paar basiese reëls. Gronde met sowat 4% organiese materiaal en ’n goed ontwikkelde humusfraksie (hoë KUK) het die potensiaal om tot 200 kg stikstof per hektaar aan gewasse beskikbaar te stel, wat tot ’n aansienlike besparing aan stikstofbemesting kan lei. Ongelukkig is daar uiters min van hierdie gronde in Suid-Afrika en is min van hulle bewerkbaar.

Praktiese maatreëls

Wat om te doen:

• Doen gereelde grondontledings.
• Pas kunsmis aan volgens KUK en gewasbehoeftes.
• Probeer soveel organiese materiaal as moontlik opbou in die grond.
• Bestuur pH aktief met die regte tipe en hoeveelheid kalk.

Wat om te vermy:

• Oor- of onderbemesting sonder die gebruik van grond­ontledings.
• Groot hoeveelhede stikstoftoedienings op sandgrond.
• Onverantwoordelike gebruik van gifstowwe.
• Ignoreer van verskille tussen grondtipes.

Samevatting

KUK en grondkolloïede vorm ’n baie belangrike deel van grondvrugbaarheid en doeltreffende grondbestuur. Deur te verstaan hoe klei, humus en die pH grond se vermoë bepaal om voedingstowwe vas te hou en beskikbaar te stel, kan produsente bemesting, bekalking en landbouchemikalieë meer korrek en kostedoeltreffend bestuur.

Lae KUK-gronde vereis gereelde bestuursingrypings om verliese te beperk, terwyl hoë KUK-gronde gebalanseerde bestuur vereis om wanbalanse te voorkom. Uiteindelik stel ’n praktiese en beter begrip van KUK met die ondersteu­ning van gereelde grondontledings die produsent in staat om sy opbrengs te optimaliseer, insetkoste te verlaag en grondgesondheid oor die lang termyn te verbeter.

Bronnelys

Fertilizer Association of Southern Africa (FERTASA). 2016. FERTASA Fertilizer Handbook. Fertilizer Association of Southern Africa. Pretoria

Havlin JL, Beaton JD, Tisdale SL and Nelson WL, 2011. Soil fertility and fertilisers: An introduction to nutrient management. Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ

McPherson R, 2020. What does CEC on your soil test mean? Grain SA. URL: https://www.grainsa.co.za/what-does-cec-on-your-soil-test-mean

NSW Department of Primary Industries, 1993. Cation exchange capacity. URL: dpi.nsw.gov.au/agriculture/soils/guides/soil-nutrients-and-fertilisers/cec

Soil Quality.org.au, 2025. Cation exchange capacity. URL: soilquality.org.au/factsheets/cation-exchange-capacity

Soil Health Nexus, 2025. Cation exchange capacity. URL: soilhealthnexus.org/resources/soil-properties/soil-chemical-properties/cation-exchange-capacity

University of Florida IFAS, 2025. Nutrient management overview. URL: soils.ifas.ufl.edu/nutrients/overview