Versalzung
Versalzung bezeichnet in der Bodenkunde eine überhöhte Anreicherung von wasserlöslichen Salzen.[1][2] Untersucht werden die Prozesse, durch die sich Salze in der oberen Bodenschicht anreichern, die Ausprägungen und die Ursachen.[3] Versalzung ist neben der Versauerung eine von zwei möglichen langfristigen Ergebnissen der Bodenentwicklung.[3] Zur Versalzung kommt es, wenn der Boden eine negative Wasserbilanz aufweist, also die Verdunstung in sechs bis neun Monaten eines Jahres größer ist als die Niederschläge.[3] Zusätzlich zur natürlichen Entwicklung eines Bodens kann die Versalzung durch menschliches Tun erheblich beschleunigt werden.
Streng genommen muss unterschieden werden zwischen Versalzung, der Anreicherung von leicht löslichen Salzen, und Alkalisierung, der Anreicherung von Natriumhydrogenkarbonat und Natriumkarbonat bei gleichzeitig ansteigendem pH-Wert.[3] Ein Sonderfall der Versalzung ist die Sodifizierung, bei der sich primär Natriumchlorid (Kochsalz) in der Oberfläche anreichert.[1]
Des Weiteren ist die Herkunft der beteiligten Salze wichtig. Sie können aus der Erdatmosphäre stammen (atmogene Salze).[1][3] Solche Fälle bezeichnet der Begriff „Tagwasserversalzung“.[3] Auch können die Salze durch aufsteigendes Grundwasser in die oberen Bodenschichten transportiert werden.[3] Hier spricht man von „Grundwasserversalzung“, die unter anderem in Küstenregionen der humiden Zonen auftreten kann, beispielsweise durch übermäßige Entnahme von Grundwasser, durch die Salzwasser in den Grundwasserkörper eindringen kann (Salzwasserintrusion).[4] Verwitternde Mineralien können Salze an die Umgebung abgeben und fossile Salze (Meeressediment) können als Quelle vorkommen.[3] Neben diesen natürlichen Quellen können auch künstliche Bewässerung und Dünger in Frage kommen.[3]
Physikalischer Vorgang
Wasser im Boden löst dort vorhandene Salze und steigt durch Kapillarwirkung getrieben nach oben, wenn durch Sonneneinstrahlung und Wind das dort vorhandene Wasser verdunstet. Wenn das Wasser an der Oberfläche nicht abläuft, dann reichern sich die Salze an und verbleiben in der oberen Bodenschicht. Bei künstlicher Bewässerung kann sich der Effekt verstärken, da mehr Wasser zum Transport der Salze zur Verfügung steht. Zusätzliche Salzlast durch die Verwendung von Grundwasser verstärkt den Effekt weiter. Auf der Oberfläche bildet sich eine Salzkruste.[1]
Bedeutung der Versalzung
Versalzung betrifft 20 % der landwirtschaftlichen Nutzflächen und 50 % aller bewässerten Flächen und ist das zweitgrößte Bodenschutzproblem.[3]
In Syrien sind schon 30 bis 35 Prozent der Anbauflächen durch Versalzung verloren gegangen. In Ägypten sind es 30 bis 40 Prozent, in Pakistan weniger als 40 Prozent, im Irak 50 Prozent und in den Vereinigten Staaten 20 bis 25 Prozent. Teilweise geht dies noch auf die Bewässerungstechnik der Sumerer in Mesopotamien zurück. Nur durch Tröpfchenbewässerung und Drainagesysteme kann dem entgegengewirkt werden. Als nur mittelfristige Gegenmaßnahme sind in der Geschichte vieler Anbaugebiete auch Wechsel der angebauten Pflanzenarten nachweisbar, zum Beispiel vom Weizen zur salzresistenteren Gerste.
Auch im Reisanbau kommt es zur Versalzung. In der Trockenzeit werden die Reisfelder weiter bewässert, so dass der Salzgehalt des stehenden Wassers, in dem der Reis wächst, durch die starke Verdunstung ansteigt.
In Uferbereichen von zurückgegangenen Gewässern wie etwa dem Aralsee oder dem Toten Meer kann es zu massiven Salzverkrustungen kommen. Es gibt Pflanzen (Halophyten), die an salzhaltige Böden angepasst sind, jedoch nicht für die Landwirtschaft genutzt werden können.
Gegenmittel
Die beste Methode, versalzte Flächen wieder in Gebrauch zu nehmen, ist das großflächige Bewässern und Ableiten des Wassers über Drainagen, bevor die Sonne die Lösung eingetrocknet hat. Dieses „Spülen“ muss meist mehrfach vorgenommen werden.
Der Versalzung kann auch durch die Einarbeitung von speziellen Substrat-Mischungen entgegengewirkt werden. Das Funktionsprinzip dieser Technik liegt darin, Superabsorber so einzubringen, dass es nicht zu einer Gelbildung kommt, die den Wurzeln das Wasser verweigert. Außerdem soll damit verhindert werden, dass Regenwasser einfach weggespült wird. Wasser soll mit den Absorbern den Wurzeln weitestgehend und unmittelbar zugänglich gemacht werden. Dadurch kann die Bewässerungsmenge und -häufigkeit sehr reduziert werden und so das Versalzungsrisiko gemindert werden. Die Substrate können auch mit organisch-düngenden Eigenschaften kombiniert sein.
Auswirkung von Versalzung auf die Landwirtschaft
Die hohe Salzkonzentration der Böden stört die osmotischen Prozesse, mit denen Pflanzen Wasser und Nährstoffe aufnehmen.[3] Gleichzeitig reichern sich Natrium-, Chlor- und Bor-Ionen in den Pflanzen an, denen gleichzeitig Kalium und Kalzium fehlen.[3] Die mit der Versalzung einhergehende Bodenverdichtung erschwert das Wachstum der Wurzeln.[3] Mit diesen Effekten geht eine Verschlechterung des Stoffwechsels der Bodenorganismen einher.[1]
Verschiedene Ackerpflanzen sind in unterschiedlichem Ausmaß von einer Versalzung betroffen. Gerste gilt als das salzresistenteste Getreide, und auch Zuckerrüben sind relativ resistent. Ananas, Aprikose, Zitrusfrüchte, Apfel, Erdbeere und Erdnuss gelten als besonders salzempfindlich.[3]
Formen der Versalzung
Abhängig von den vorkommenden Mineralen kommt es zur Bildung von typischen Bodenformen.
Solontschak
Der Solontschak (von sol = Salz und tschak = salziges Gebiet) ist eine typische Versalzungserscheinung mit leicht löslichen Salzen.[3] Nach Angaben der World Reference Base for Soil Resources (WRB) ist Solontschak wie Solonetz ein wasserbeeinflusster Boden und somit eine typische Erscheinung bei falscher Bewässerung. Weltweit gibt es ca. 300 Mio. ha Solontschak. Typischerweise bilden sich im Solontschak in Senken leicht Salzkrusten, die Böden sind fest und es findet nur wenig biologische Aktivität in den Böden statt.[3]
Solonetz
Solonetz (von sol = Salz und etz = starke Ausprägungen) entsteht auf Böden, die im Untergrund tonangereichert sind und hohe Konzentrationen an Natrium aufweisen.[3] Sie gehören wie der Solontschak zu den wasserbeeinflussten Böden nach der WRB. Weltweit sind ca. 135 Mio. ha von dieser Form der Versalzung betroffen.[3] In diesen Böden finden sich hohe pH-Werte (> 8.5).[3]
Calcisol
Der Calcisol gehört wie der Gypsisol zu den Salzakkumulationsböden (WRB). Er entsteht durch Ausfällung von Sekundärcarbonat.[3] Weltweit werden Calcisols auf ca. 1 Mrd. ha geschätzt.[3] Hier reichert sich sekundäres Karbonat in tieferen Bodenschichten an und das kalkhaltige Ausgangsmaterial ist oft nicht mehr vorhanden.[3]
Gypsisol
Gypsisol (von gypsum = Gips) entsteht wie der Calcisol. Im Unterschied dazu reichern sich aber nicht Carbonate an, sondern stattdessen Gips (Kalziumsulfat). Von dieser Form sind weltweit ca. 100 Mio. ha betroffen.[3]
Beispiele
Muster von versalzten Böden im World Soil Museum (WSM) im niederländischen Wageningen.
Muster von Solonchak aus der Region Turpan in China
Muster von Solonetz
Muster von Calcisol
Muster von Gipsisol
Literatur
- Scheffer/Schachtschabel (2010) Lehrbuch der Bodenkunde, 16. Auflage, Springer Verlag; Kapitel 8.4.3 bis 8.4.6.
Einzelnachweise
- Factsheet 4 zu Nachhaltige Landwirtschaft und Bodenschutz - Verschlechterung der Bodenqualität, Europäische Gemeinschaften, Mai 2009
- Versalzung. In: Fachgebärdenlexikon Gärtnerei und Landschaftsbau. Universität Hamburg, abgerufen am 7. November 2021.
- Dr. Thomas Caspari: Böden der wechseltrockenen Tropen Versalzung. (PDF) (Nicht mehr online verfügbar.) In: Instituts für Bodenkunde und Waldernährung. Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, 29. November 2007, archiviert vom Original am 27. Februar 2014; abgerufen am 7. November 2021 (Skript zum Vertiefungsblock)..
- Bodenversalzung. (Nicht mehr online verfügbar.) In: Professur für Grundwasser und Hydromechanik. Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, archiviert vom Original am 13. März 2014; abgerufen am 7. November 2021.