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Schädliche Wirkung von zu hohem Salzgehalt im Beregnungswasser

Salzgehalt im Bewässerungswasser


Ein zu hoher Salzgehalt im Bewässerungswasser stellt ein häufiges Problem in der Landwirtschaft dar. Eine hohe Salzkonzentration im Wasser und Boden führt zu Schäden beim Ernteertrag, zur Degradierung des Bodens und zur Verunreinigung des Grundwassers.

Die Eignung einer Wasserquelle mit erhöhter Salzkonzentration zur Bewässerung hängt von folgenden Faktoren ab:
- Spezifische Salztoleranz der Pflanzenart
- Eigenschaften der zu bewässernden Boden
- Klimabedingungen.
- Boden- und Wasserwirtschaftsmethoden

Die Qualität des Bewässerungswassers spielt eine essentielle Rolle in Trockengebieten, die betroffenen von einer hohen Evaporationsrate sind, da die Verdampfung des Wassers eine Akkumulation der Salze im Boden verursacht. Im Allgemeinen sollte Bewässerungswasser einen niedrigen bis mittleren Salzgehalt aufweisen. Dies entspricht einer ungefähren elektrischen Leitfähigkeit (electrical conductivity) von 0,6 bis1,7 dS/m (Siehe untere Tabelle und Informationsfeld.)


Eine besondere Beachtung muß hierbei den Küstengebieten geschenkt werden. Die Versickerung von Meerwasser ins küstennahe Grundwasser stellt ein hohes Risiko einer Versalzung des Brunnenwassers und damit des Bewässerungswasser für die Umgebung dar. In Spanien zum Beispiel führte eine zu hohe Ausbeutung des Grundwassers zu einer Absenkung des Grundwasserspiegels und damit zu einem Eindringen von Meerwasser ins küstennahe Umfeld.

Wirkung

TDS (ppm or mg/L)

EC (µS/cm)

niedrig <500 <750
mäßige 500-1000 750-1.500
erhöht 1000-2000 1.500-3.000
schwere >2000 >3.000

Bewässerungswasser mit mäßigem Salzgehalt kann genutzt werden, wenn eine mäßige Auslaugung erfolgt.

Wasser mit hohem Salzgehalt (EC >1.500µS/cm) und Natriumgehalt (SAR>6) sollte nicht zur Bewässerung eingesetzt werden. Dennoch wird in einigen Gebieten mit Wasserknappheit Wässer mit erhöhtem Salzgehalt als Ergänzung zu anderen Bewässerungsquellen genutzt. Hierbei sind eine gute Umgangsweise und Kontrolle von großer Bedeutung. Ebenso muß die Salztoleranz der zu bewässernden Pflanzenart berücksichtigt werden.


Im Falle einer Nutzung von stark salzhaltigem Wasser (z.B. bei großem Wassermangel) muß der Boden sehr durchlässig sein und/oder eine geeignete Ableitung vorgesehen werden. Das Wasser muß im Überschuss angewandt werden, um eine ausreichende Auswaschung zu gewährleisten. Salztolerante Getreidesorten müssen verwendet werden.

Werden in einer Farm jährlich ca. 10.000 Tonnen Bewässerungswasser pro Ha Erntebestand angewendet, so werden dem Boden zwischen 2 und 5 Tonnen Salz zugeführt. Ausgenommen dieses Salz wird entsprechend wieder ausgespült, sammeln sich über die Jahre oder Jahrzehnte enorme Mengen an Salz im Boden an, die das Land schließlich völlig unbrauchbar werden lassen.

Messeinheiten des Salzgehaltes

Die Salzkonzentration wird durch den Anteil der gesamten gelösten Stoffe in mg pro Liter Wasser ausgedrückt, oder auch TDS (total dissolved solids). Der TDS kann aus den einzelnen Ionenkonzentrationen der Wasseranalyse aufsummiert werden und wird in mg/l oder ppm ausgedrückt. 1 mg/l entspricht dabei 1 ppm.(Bei einer Aussummierung muss beachtet werden, daß möglichst viele Ionen gemessen werden, da jedes fehlende Element das Ergebnis verringert. Geringe Anteile von nur in Spuren vorkommenen Elementen können jedoch vernachlässigt werden.)

Eine andere Angabe des Salzgehaltes erfolgt durch die elektrische Leitfähigkeit EC (electrical conductivity). Dies ist eine schnell und einfach zu erfassende Methode, um die Salzkonzentration anhand der Ionenaktivität durch deren elektrische Leitfähigkeit zu erfassen. Sie wird normalerweise in milimhos pro Centimeter (mmhos/cm), bzw. microSiemens pro Centimeter (1000μS/cm = 1dS/m) ausgedrückt.

Der TDS steht mit der elektrischen Leitfähigkeit (EC) in Beziehung, da die gelösten Feststoffe in der Flüssigkeit dem Salzgehalt entsprechen und diese die Leitfähigkeit im Wasser ausmachen. Die beiden Werte stehen jedoch nicht in linearer Beziehung, da die Ionenaktivität bei steigender Salzkonzentration nicht so stark mitansteigt. Es müssen daher Näherungsgleichungen verwendet werden. Für Süßwasser gilt in etwa die Näherung:

TDS (in ppm) = 0,5 * EC (in µS/cm)

Die Konstante ist abhängig von Temperatur und Salzkonzentration steigt mit steigendem Salzgehalt auf bis zu 0,9 an. Für die verschiedenen Flüssigkeitskonstanten sind Tabellen verfügbar. Oft wird die Leitfähigkeit jedoch schon im Leitfähigkeitsmesser in den TDS-Wert umgerechnet. Man muß hierbei darauf achten nach welcher Näherung gerechnet wird und ob das Messgerät die Temperatur- und Salzkonzentration in der Umrechnung berücksichtigt.

Eine andere Methode zur Schätzung des Salzgehaltes im Wasser ist die Messung der Versalzung des Bodens durch die Leitfähigkeit von dem aus dem gesättigten Boden extrahiertem Wassers (ECe). Die Relation zwischen der Leitfähigkeit des Wassers und der Leitfähigkeit der Versalzung des Bodens ist ECe = 1.5 * EC, wenn ca. 15 Prozent des angewandten Wassers aus der Wurzelzone abgeführt wird.

Salztoleranz verschiedener Pflanzensorten

Der Ertrag verschiedener Pflanzensorten in Relation zum Salzgehalt des Bewässerungswassers hängt von der Getreideart, dem Boden und den Umweltbedingungen ab.

Ein deutliches Zeichen für Übersalzung in Küstennähe ist ein geringes Wachstum und ein verringerter Ernteertrag. Kulturpflanzen können einen Salzgehalt bis zu einem bestimmten Level tolerieren, ohne einen Verlust des Ernteertrages einzubüßen (Grenzwert des Salzgehaltes oder Salztoleranz). Ist der Salzgehalt höher als der spezifische Toleranz- oder Grenzwert, so beginnt eine lineare Abnahme des Ertrages mit steigendem Salzgehalt.

Sorte Durchschnittlicher

ECe-Wert dS/m

Durchschnittlicher EC-Wert in dS/m

Sand Lehm Ton

Korn

-Baumwolle

- Weizen

-Sommenblumen

- Reis

-Zuckerrohr

7.7 (+)

6

5.5

3

1.7 (-)

12.1

9.4

7.5

4.8


4.3

6.9

5.3

4.3

2.7


2.5

4.0

3.1

2.5

1.6


1.4

Früchte

- Oliven

- Pfirsich

- Grapefruit

- Orange

- Weintraube

- Apfel



4 (+)

3.2

1.8

1.7

1.5

1 (-)

5.1

4.7

3.0

2.9

3.3

2.0

2.9

2.7

1.7

1.7

1.9

1.2

1.7

1.6

1.0

1.0

1.1

0.7

Gemüse

- Zucchini

- Broccoli

- Erbse

- Tomate

- Kartoffel

- Zwibel

4.7 (+)

2.8

2.5

2.3

1.7

1.2 (-)

7.3

4.9

3.2

3.5

3.2

2.3

4.2

2.8

1.8

2.0

1.8

1.3

2.4

1.6

1.1

1.2

1.1

0.8

Umgangsmethoden bei Bewässerung mit salz- und natriumhaltigem Wasser.


Folgende Schritte sollten in Erwägung gezogen werden :


- Angemessene interne Entwässerung: Dies wird beabsichtigt, um den freien Fluss des Wassers in der Wurzelzone der Pflanzen zu verhindern. Eine angemessene Auswaschung wird in Abhängigkeit der spezifischen Toleranzschwelle der Kulturpflanzen angewandt, um die Ansammlung von Salzen im Boden zu kontrollieren. Eine Entwässerung muss dann installiert werden, wenn die natürlichen Begebenheiten nicht ausreichend sind.

- Höhere Wasserverfügbarkeit im Boden: Bei hohen Salzkonzentrationen können Pflanzen nicht die normal verfügbaren Wassermengen absorbieren.

-Geeignete Anwendung und Kontrolle des SARs und des Salzgehaltes: Zugabe von gelöstem Kalziums, wie Gips (Kalziumsulphat) zur Senkung des SARs-Wertes auf ein sicheres Niveau. Eine Kontrolle und Monitoring des Salz- und Natriumgehaltes mit Salz-Alkali Bodentests alle 1-2 Jahre sollte in Betracht gezogen werden.

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