Beim Prozess der Bodenversalzung lagern sich im Oberboden Salze an, die für Pflanzen und Umwelt sehr negative Folgen haben können. Gerade in trockenen Gebieten, in denen die Felder und Pflanzen künstlich bewässert werden müssen, kommt es schnell zu einer Versalzung im Boden.
Bodenversalzung
Die Bodenversalzung meint eine überhöhte Anreicherung von leicht- und wasserlöslichen Salzen im Oberboden. Der Boden wird durch eine erhöhte Zufuhr über Bewässerungssysteme oder das Grundwasser mit den Salzen gespeist. Die Versalzung kann ganz verschiedene Ursachen haben, da sie durch natürliche Weise entstehen oder aber durch den Menschen verursacht werden kann.
Prozess der Bodenversalzung
Verantwortlich für den Prozess der Bodenversalzung sind die vorhandenen Elektrolyte im Boden. Bei den Elektrolyten handelt es sich um gelöste Salze wie Natriumchlorid (NaCl), Natriumcarbonat (Na2CO3), Natriumsulfat (Na2SO4), Calciumchlorid (CaCl2) und weitere Nitrate. Außerdem können hochsalzige Lösungen wie Mangan (Mn) und Siliciumoxid (SiO2) oft Aluminium (Al) mit sich führen, was für die Tier- und Pflanzenwelt hochgradig giftig ist.
Der Weg der Salze ins Wasser
Allein das Regenwasser enthält circa 10-30 mg Salze, das dem Boden durch Niederschläge hinzugeführt wird. Auch bei der Verwitterung von Gestein können Salze austreten, die in das Grundwasser gespült werden können. Durch äolische Vorgänge kann zudem Meersalz in das Grundwasser gelangen oder aber auch Meerwasser selbst.
"Äolisch" stammt von Aeolus aus der altgriechischen Sprache ab und bedeutet Gott des Windes. Äolische Prozesse sind also die, die durch Windkraft gelenkt werden.
Ursachen der Bodenversalzung
Eine natürlich verursachte Bodenversalzung kann einerseits durch ein heißes und trockenes Umgebungsklima ausgelöst werden und andererseits vom Menschen verursacht werden, wenn dieser den Boden vor allem in ariden Gebieten unsachgemäß bewässert.
Aride Klimate sind solche, bei denen die Summe des jährlichen Niederschlags unter der möglichen Verdunstung liegt. Deshalb ist arides Klima ein sehr trockenes und kann auch als Wüstenklima bezeichnet werden.
Bodenversalzung durch das Klima
Wenn Wasser aus tieferen Bodenschichten, also das Grundwasser, durch Verdunstung nach oben gezogen wird, so nimmt es dabei auch gleichzeitig wasserlösliche Salze mit nach oben. Wenn anschließend das nach oben gezogene Wasser auch noch verdunstet, bleiben die Salzbestände im Oberboden zurück. Geschieht dies über einen längeren Zeitraum, so wird die obere Bodenschicht immer weiter mit Salz angereichert. Bis es schließlich zu einer Bodenversalzung kommt. Dieser Prozess geschieht in Gebieten mit einer negativen Wasserbilanz, wie denen mit aridem und semiaridem Klima.
Die klimatische Wasserbilanz beschreibt die Differenz zwischen Verdunstung und Jahresniederschlag. Eine negative klimatische Wasserbilanz liegt vor, wenn die Verdunstung größer als der Jahresniederschlag ist. Sie hängt von der Sonnenstrahlung, Windgeschwindigkeit und der bereits vorhandenen Luftfeuchtigkeit ab.
Bodenversalzung durch Bewässerung
Wenn die Salze in ariden Gebieten durch den geringen Niederschlag nicht ausgewaschen werden und durch Bewässerung zusätzlich Salze hinzugeführt werden, so kann das eine Versalzung verursachen. Umso höher der Salzgehalt im Wasser, umso schneller kann eine Bodenversalzung verursacht werden. Deshalb ist es wichtig nicht mehr Wasser als erforderlich dem Boden zuzuführen und salzarmes Wasser zur Bewässerung zu verwenden.
Abbildung 1: Versalzene Felder
Bodenversalzung durch chemische Mittel
In der Landwirtschaft werden oft salzhaltige Pestizide und Dünger auf die Felder aufgetragen. Solche Prozesse treiben die Versalzung zusätzlich voran.
Folgen der Bodenversalzung
Durch Versalzung steigt einerseits der osmotische Druck im Boden und die Pflanzen nehmen dadurch weniger Wasser und Nährstoffe auf. Die Pflanzen wachsen dementsprechend dann langsamer. Andererseits wird die Bodenstruktur durch die Verhärtung des Bodens zerstört. Im schlimmsten Fall kann eine Versalzung zu einer Unfruchtbarkeit des Bodens führen und die Pflanzen können absterben.
Verlust der Biodiversität
Eine Bodenversalzung kann auch der Grund für den Verlust von Biodiversität sein. Manche Pflanzen können besser mit salzigen Böden zurechtkommen als andere. Dadurch wachsen manche Pflanzenarten in bestimmten Regionen nicht mehr, in denen die Böden zu salzhaltig sind.
Verlust von landwirtschaftlichen Flächen
Unfruchtbare Böden stellen auch für die Landwirtschaft ein großes Problem dar. Versalzene Äcker können nicht mehr bepflanzt werden. Mittlerweile sind riesige Flächen landwirtschaftlich nicht mehr nutzbar: Täglich gehen rund 2000 Hektar an fruchtbarem Boden durch Versalzung verloren. In trockenen bzw. halbtrockenen Regionen sind mittlerweile insgesamt 62 Millionen Hektar Fläche versalzen.
Gegenmaßnahmen für die Bodenversalzung
Damit das versickerte Wasser der Bewässerung an heißen und trockenen Tagen nicht wieder aufsteigt und verdunstet, können auch dauerhafte Entwässerungssysteme ergänzend zur Bewässerung eingerichtet werden. Dies kann durch die Drainage erfolgen.
Schema der Bodenversalzung
Auf folgender Abbildung siehst du, wie das Wasser aufsteigen und verdunsten kann, wodurch sich anschließend Salzreste auf dem Boden ansammeln können:
Abbildung 2: Sickerwasser ohne Drainage
Auf folgender Abbildung siehst du nun, wie es mit Drainageröhren vermieden werden kann, dass Wasser nach oben steigt und verdunstet:
Abbildung 3: Sickerwasser fließt durch die Drainageröhre ab
Salz im Boden neutralisieren
Eine einfache Methode ist es, das Salz, das sich an der Oberfläche angereichert und abgelagert hat, abzutragen. Eine weitere Methode ist das Auswaschen des Salzes. Hierbei wird das Salz mithilfe von Drainagen und viel Wasser ausgespült.
In der Landwirtschaft kommen Drainagen dann zum Einsatz, wenn versickertes Wasser unterirdisch und zielgerichtet abgeleitet werden soll. Generell werden sie bei Vernässungen eingesetzt. In dem Fall handelt es sich um eine absichtliche Vernässung und das Salz kann in dem abgeleiteten Wasser abtransportiert sowie herausgefiltert werden.
Tröpfchenbewässerung
Wenn es technisch und finanziell möglich ist, kann auch eine Tröpfchenbewässerung zum Einsatz kommen. Bei dieser Bewässerungstechnik wird das Wasser gezielt zu den Pflanzen geführt. Vorteile sind, dass insgesamt weniger Wasser verbraucht wird und somit eine Bodenversalzung unwahrscheinlicher wird. Verteilt wird das Wasser über Schläuche, bei denen Auslässe angebracht sind. Durch die Auslässe wird Wasser tröpfchenweise ausgelassen, das die Pflanzen dann aufnehmen. Auf folgender Abbildung siehst du nochmals, wie die Schläuche verlegt werden können.
Abbildung 4: Tröpfchenbewässerung; Quelle: wikimedia.org
Mit einer Pumpe wird Wasser aus einer Quelle gezogen. Über einen Filter gelangt das Wasser in eine Pumpe, in der ein gewisser Druck aufgebaut wird, der die Austrittsstärke des Wassers reguliert. Anschließend wird das Wasser durch die Schläuche auf dem ganzen Feld verteilt.
Bodenversalzung – Das Wichtigste
- Beim Prozess der Bodenversalzung lagern sich im Oberboden Salze an
- Verantwortlich für den Prozess der Bodenversalzung sind die vorhandenen Elektrolyte im Boden
- Salze gelangen entweder durch Regenwasser, Verwitterung von Gestein, oder über das Meer in das Grundwasser
- Eine natürlich verursachte Bodenversalzung kann einerseits durch ein heißes und trockenes Umgebungsklima ausgelöst werden
- und andererseits vom Menschen verursacht werden, wenn dieser den Boden unsachgemäß bewässert
- Eine Versalzung kann zu einer Unfruchtbarkeit des Bodens führen
- Gegenmaßnahmen sind Drainagesysteme und Tröpfchenbewässerung
Nachweise
- Abb. 1: Luftaufnahme von hochgradig versalzten Feldern in Zentral-Kalifornien (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aerial_view_of_fields_in_central_California.jpg) von Scott Bauer ist gemeinfrei.
- Abb. 4: Schematische Darstellung der Tröpfchenbewässerung (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Dripirrigation.png) von Jisl ist gemeinfrei.
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