Salzige Böden – Ursachen, Effekte und Lösungen

Bodenversalzung - eine stille Bedrohung, die weltweit täglich 2000 Hektar Ackerland unbrauchbar macht. Doch es gibt Hoffnung: Durch angepasste Bewässerungstechniken, organische Bodenoptimierungen und innovative Anbaumethoden können Landwirte dieser Herausforderung begegnen und ihre Böden langfristig fruchtbar halten. In diesem Artikel erfährst du, wie du deinen Acker mithilfe der Regenerativen Landwirtschaft vor diesem Risiko schützen und sogar wiederherstellen kannst.

Kernaussagen: 

• Bodenversalzung erkennen und bekämpfen: Täglich gehen weltweit 2000 Hektar Ackerland durch Versalzung verloren, doch durch gezielte Maßnahmen wie optimale Bewässerung und den Einsatz von organischem Material können Landwirte ihre Böden langfristig fruchtbar halten.

• Ursachen und Prävention: Bodenversalzung entsteht durch natürliche Prozesse wie Trockenheit und menschliche Aktivitäten wie inadäquate Bewässerung oder Düngung mit salzhaltigen Düngemitteln. 

Was ist Bodenversalzung?

Saline Böden sind Böden, die so viel lösliches Salz enthalten, dass das Wachstum der meisten Anbaukulturen negativ beeinflusst wird. Die Versalzung von Böden ist eine exzessive Anhäufung von Salzen im Boden.

Häufig ist es Natriumchlorid, das bekannte Kochsalz. Doch es gibt noch weitere Stoffe, die verantwortlich für salzhaltige Erden sind. Die Liste umfasst Natrium-, Kalium-, Kalzium-, Magnesium-, Sulfat-, Chlorid-, Carbohydrat- und Bicarbonatverbindungen. 

Salzige Erden werden in drei unterschiedliche Kategorien eingeteilt: salzhaltig, natriumhaltig sowie salzhaltig-sodiumhaltig. Der Versalzungsgrad des Bodens kann durch die elektrische Leitfähigkeit, die in dem Feld vorherrscht, bestimmt werden. Je höher der Wert, desto mehr Salz ist vorhanden. 

Wie entsteht die Bodenversalzung? 

Die Bodenversalzung ist ein komplexes Phänomen, das durch eine Kombination von natürlichen Prozessen und menschlichen Aktivitäten verursacht werden kann. Maßnahmen zur Bekämpfung der Bodenversalzung müssen daher sowohl die natürlichen als auch die anthropogenen Faktoren berücksichtigen

Natürliche Ursachen

1. Trockenes Klima und wenig Regen: In ariden und semi-ariden Regionen verdunstet mehr Wasser, als durch Niederschläge hinzugefügt wird. Dies führt zur Anreicherung von Salzen in der oberen Bodenschicht, da die verdunstenden Wassermengen die im Boden gelösten Salze hinterlassen.

2. Verwitterung von Mineralien: Die natürliche Verwitterung von salzhaltigen Gesteinen und Mineralien kann Salze freisetzen, die dann in den Boden gelangen.

3. Transport von salinen Stoffen: Flüsse und Grundwasser können Salze aus anderen Regionen mit sich führen und in den Böden ablagern, besonders wenn sie für die Bewässerung verwendet werden.

4. Erhöhung des Meeresspiegels: Der ansteigende Meeresspiegel infolge des Klimawandels kann dazu führen, dass salziges Meerwasser in Küstenregionen ins Landesinnere eindringt und die Böden versalzt.

Menschengemachte Ursachen:

1. Schlechte Drainage oder Staunässe: Schlechte Drainagesysteme führen zu Staunässe, wodurch das Wasser verdunstet und Salze an die Oberfläche transportiert. Dies ist besonders problematisch in Gebieten mit Bewässerungslandwirtschaft.

2. Bewässerung mit salzhaltigem Wasser: Die Verwendung von salzhaltigem Wasser zur Bewässerung führt zur Anreicherung von Salzen im Boden, da das Wasser verdunstet und die Salze zurückbleiben.

3. Überbewässerung: Bei übermäßiger Bewässerung wird das überschüssige Wasser nicht effektiv abgeleitet und verdunstet schließlich. Die Salze bleiben auf der Bodenoberfläche zurück.  

4. Übermäßiger Einsatz von Düngemitteln: Einige Düngemittel enthalten Salze oder führen zur Salzbildung im Boden, wenn sie in großen Mengen verwendet werden.

Hinweise auf Bodenversalzung 

Die Erkennung von Bodenversalzung erfordert eine Kombination aus visuellen Inspektionen, Beobachtungen der Vegetation und Tierhaltung sowie technischen Messungen. Durch das frühzeitige Erkennen von Anzeichen wie weißen Salzkristallen, welken Pflanzen oder einer erhöhten elektrischen Leitfähigkeit können Maßnahmen zur Bekämpfung der Bodenversalzung rechtzeitig eingeleitet werden.

Tabelle: Indikatoren für einen versalzenen Boden

Leitfähigkeit des Bodens - der EC Wert 

Die elektrische Leitfähigkeit (EC) ist ein Maß dafür, wie gut der Boden elektrische Ströme leiten kann, was direkt mit dem Salzgehalt des Bodens zusammenhängt. Salze im Boden dissoziieren in geladene Ionen, die die Leitfähigkeit erhöhen. Daher zeigt ein hoher EC-Wert an, dass der Boden eine hohe Konzentration an löslichen Salzen enthält. Um den EC-Wert zu bestimmen, wird entweder eine Bodenprobe im Labor analysiert oder ein tragbares EC-Messgerät im Feld verwendet. Diese Messung hilft, den Salzgehalt des Bodens zu überwachen und entsprechende Maßnahmen zur Bekämpfung oder Prävention der Bodenversalzung zu planen. Regelmäßige EC-Messungen können somit zur langfristigen Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit und zur Optimierung der landwirtschaftlichen Erträge beitragen.

Weltweite Lage

Ein Blick nach Deutschland 

Auch in Deutschland kommen versalzene Felder vor und dies nicht nur in Regionen, die an der Küste oder in geologisch salzreichen Region liegen. Auch werden immer mehr Böden in Regionen wie dem östlichen Harz oder dem oberrheinischen Tiefland, in denen es immer trockener wird, durch Versalzung unfruchtbar gemacht. 

Wie reagieren Pflanzen auf hohe Salzkonzentrationen im Boden? 

Eine hohe Salzkonzentration führt dazu, dass Pflanzen Schwierigkeiten bekommen, Wasser aus dem Boden aufzunehmen. Der Prozess der Wasseraufnahme erfolgt über die sogenannte Osmose. Dies bedeutet, dass Wasser aus dem Bereich geringer Salzkonzentration zu Bereichen mit höherer Konzentration fließt. Dies führt bei salzigen Böden jedoch dazu, dass der Pflanze Wasser entzogen wird oder auch kein Wasser aufgenommen werden kann. Es lassen sich ähnliche Auswirkungen wie bei Pflanzen unter Trockenstress beobachten. Die Folge ist, dass die Vegetation abstirbt. Darüber hinaus vermindern versalzene Böden die Aufnahme von Stickstoff in die Pflanze. 

Des Weiteren gibt es noch den Ionenstress, der durch den erhöhten Salzgehalt im Boden ausgelöst wird. Beispiele für Ionen wären Chlorid oder Natrium. Positiv geladene Ionen beeinträchtigen die Aufnahme von wichtigen Nährstoffen oder wirken auch toxisch auf die Pflanze selbst. Mehr noch wird die Biodiversität gefährdet, da nur einzelne Pflanzen mit hohen Salzgehalten wachsen können. Dies führt auch zu einer fehlenden Bedeckung des Feldes, was wiederum eine Bodenerosion verstärkt zur Folge hat. Als Konsequenz der erhöhten Erosion wird die schädliche und salzhaltige Erde weiter verbreitet. Neben den ökonomischen Verlusten kann durch die Versalzung der Böden auch die Wüstenbildung gefördert werden. 

Auswirkung von salzigen Böden

1. Betriebliche Auswirkungen 

• Ertragsverluste: Salzhaltige Böden führen zu einem signifikanten Rückgang der landwirtschaftlichen Erträge. Pflanzen haben Schwierigkeiten, Wasser aufzunehmen, was zu verminderter Wachstumsrate und geringeren Erträgen führt.

In der folgenden Tabelle aus einer Studie der Oregon State University sind die zu erwartenden Ertragsverluste verschiedener Kulturen bei unterschiedlichen Leitfähigkeiten (EC) aufgelistet. Dabei wird deutlich, dass die Ertragsverluste mit erhöhten EC zunehmen und verschiedene Kulturen unterschiedlich stark auf Versalzungen reagieren: 

EC = Elektrische Leitfähigkeit (EC) in Dezisiemens pro Meter (dS/m).

Tabelle: Auswirkungen der elektrischen Leitfähigkeit des Bodens auf die Erträge verschiedener Kulturen

• Erhöhte Betriebskosten: Landwirte müssen möglicherweise in spezielle Bewässerungssysteme, Bodenverbesserungsmittel und salzresistente Pflanzen investieren, um den Auswirkungen der Bodenversalzung entgegenzuwirken. Diese Maßnahmen erhöhen die Betriebskosten.

• Verlust an nutzbarer Anbaufläche: Teile der landwirtschaftlichen Nutzflächen können unfruchtbar werden und damit für den Anbau unbrauchbar, was zu einem direkten Verlust an produktiver Fläche führt. 

• Notwendigkeit für spezialisierte Anbautechniken: Um den Auswirkungen der Versalzung entgegenzuwirken, müssen Landwirte spezielle Anbautechniken und -methoden anwenden, was zusätzlichen Schulungs- und Anpassungsaufwand erfordert.

2. Bodenspezifische Auswirkungen

• Verschlechterung der Bodenstruktur: Hohe Salzkonzentrationen beeinträchtigen die Bodenstruktur, was zu Verdichtung und einer geringeren Wasserinfiltrationsrate führt. Dies erschwert das Wurzelwachstum und die Wasseraufnahme der Pflanzen.

• Osmotischer Stress: Salzige Böden verursachen osmotischen Stress bei Pflanzen, indem sie die Fähigkeit der Pflanzen, Wasser aus dem Boden aufzunehmen, beeinträchtigen. Dies führt zu Symptomen von Trockenstress, wie welken Blättern und vermindertem Wachstum.

• Ionenstress: Hohe Konzentrationen bestimmter Ionen wie Natrium und Chlorid können toxisch für Pflanzen sein und die Aufnahme lebenswichtiger Nährstoffe wie Kalium und Kalzium beinträchtigen. Dies beeinträchtigt das Pflanzenwachstum und die Gesundheit der Pflanzen.

• Reduzierte Bodenfruchtbarkeit: Durch die Ansammlung von Salzen wird die Bodenfruchtbarkeit verringert, da wichtige Nährstoffe weniger verfügbar sind. Dies führt zu einer allgemeinen Verschlechterung der Bodenqualität und einer geringeren Produktivität.

3. Ökologische Auswirkungen

• Verminderte Biodiversität: Hohe Salzkonzentrationen im Boden führen zu einem Rückgang der Pflanzenvielfalt, da nur salztolerante Arten überleben können. Dies hat auch Auswirkungen auf die Tierwelt, die von einer vielfältigen Pflanzenwelt abhängig ist.

• Bodenerosion: Versalzene Böden neigen zu Strukturverlust und Erosion, da die Pflanzenbedeckung abnimmt. Dies kann zu weiterem Bodenabbau und Verlust von fruchtbarem Oberboden führen.

• Wasserqualität: Salzhaltige Böden können zur Versalzung von Grund- und Oberflächenwasser beitragen, was die Wasserqualität beeinträchtigt und negative Auswirkungen auf die lokale Flora und Fauna hat.

• Verlust von Lebensräumen: Durch die Verringerung der Pflanzenvielfalt und die Zunahme der Bodenerosion werden natürliche Lebensräume geschädigt oder zerstört, was die Biodiversität weiter gefährdet.

Welche Lösungen gibt es? 

Die Auswirkungen der Bodenversalzung können gravierend sein. Es gibt jedoch einige Möglichkeiten, die Versalzung von Böden schon vor der Entstehung zu verhindern. Dies schließt folgenden Praktiken ein: 

• Angepasste Bewässerung, um Verdunstungen zu vermeiden

• Zusatz von organischem Material für reduzierten Bewässerungsbedarf

• Anbau von Untersaaten und Zwischenfrüchten für weniger Verdunstungen und Zugabe von organischem Material 

• Verringerte Bodenbearbeitung für den Erhalt der Bodenstruktur und einem widerstandsfähigem Bodenökosystem
  
  

Insbesondere Maßnahmen, welche die fünf Prinzipien der Regenerativen Landwirtschaft mit einbeziehen, sind für nachhaltige Prävention wirksam.

Abbildung: Die fünf Prinzipien der Regenerativen Landwirtschaft

1. Optimale Bewässerung

Eine der effektivsten Maßnahmen zur Verhinderung oder Verlangsamung der Bodenversalzung ist die optimale Bewässerung. Dies bedeutet, dass präzise Bewässerungstechniken ohne Überschüsse und Verdunstungen Salzrückstände verringern können. 

Tropfbewässerungssysteme sind hierbei besonders vorteilhaft, da sie Wasser direkt an die Wurzeln der Pflanzen liefern und dadurch die Verdunstung minimieren. Auch die Wahl von hochwertigem, salzarmem Bewässerungswasser ist entscheidend, um die Anreicherung von Salzen im Boden zu verhindern. Regelmäßige Überwachung der Bodenfeuchte und des Salzgehalts hilft dabei, den Wasserverbrauch zu optimieren und eine Überbewässerung zu vermeiden. Zudem können Landwirte durch die Implementierung von Drainagesystemen in betroffenen Regionen der Erde überschüssiges Wasser effizient abführen und so die Ansammlung von Salzen in der Bodenoberfläche verhindern.

2. Zusatz von organischem Material

Der Zusatz von organischem Material in den Boden ist eine weitere wirksame Methode zur Verhinderung von Bodenversalzung. Organische Materialien wie Kompost, Mist und Pflanzenreste verbessern die Bodenstruktur und erhöhen die Wasserspeicherfähigkeit des Bodens. Durch die höhere Bodenfeuchtigkeit wird der Bedarf an zusätzlicher Bewässerung reduziert, was wiederum die Gefahr der Salzansammlung minimiert. Darüber hinaus fördern organische Materialien das Bodenleben und die mikrobielle Aktivität, die zur Zersetzung von organischer Substanz und zur Verbesserung der Nährstoffverfügbarkeit beitragen. Diese verbesserten Bodeneigenschaften ermöglichen es den Pflanzen, auch unter salzhaltigeren Bedingungen besser zu wachsen und Stress zu widerstehen. Langfristig trägt der regelmäßige Zusatz von organischem Material zur Bildung von Humus bei, der die Bodengesundheit und -fruchtbarkeit nachhaltig verbessert.

3. Untersaaten und Zwischenfrüchte

Der Einsatz von Untersaaten und Zwischenfrüchten ist eine bewährte Methode, um die Bodenversalzung zu verhindern oder zu verlangsamen. Untersaaten wie Klee oder Gräser helfen, die Verdunstungsrate zu reduzieren, indem sie den Boden bedecken und die direkte Sonneneinstrahlung minimieren. Diese Pflanzen tragen zur Erhaltung der Bodenfeuchtigkeit bei und verhindern, dass Salze an die Oberfläche transportiert werden. Darüber hinaus verbessern Unterssaten und Zwischenfrüchte die Bodenstruktur und fördern die biologische Vielfalt im Boden, was zu einer höheren Widerstandsfähigkeit gegenüber salzbedingtem Stress führt. Deckfrüchte können auch Stickstoff fixieren und andere Nährstoffe mobilisieren, was die Nährstoffversorgung für nachfolgende Kulturen verbessert. Durch ihre Wurzelsysteme lockern sie den Boden und verbessern die Infiltration von Regen- und Bewässerungswasser, was die Entstehung von Staunässe und die damit verbundene Bodenversalzung verhindert.

4. Verringerte Bodenbearbeitung

Eine reduzierte Bodenbearbeitung, auch als konservierende Bodenbearbeitung bekannt, kann ebenfalls zur Verhinderung der Bodenversalzung beitragen. Bei dieser Methode wird der Boden so wenig wie möglich gestört, was den Humusgehalt und die Bodenstruktur erhält und die Wasseraufnahme verbessert. Durch die minimalinvasive Bearbeitung bleibt mehr organische Substanz im Boden erhalten, was die Feuchtigkeit speichert und den Bedarf an zusätzlicher Bewässerung reduziert. Zudem verhindert die reduzierte Bodenbearbeitung das Aufsteigen von salzhaltigen Bodenschichten an die Oberfläche. Dies trägt dazu bei, dass die Salze im Bodenprofil verteilt bleiben und nicht in die Wurzelzone der Pflanzen gelangen. Diese Praxis fördert auch die Biodiversität im Boden, indem sie Lebensräume für Bodenorganismen erhält, die wichtige Funktionen im Nährstoffkreislauf und in der Bodenstrukturstabilisierung übernehmen.

Doch was kann getan werden, wenn die Bodenversalzung schon vorliegt?  

Sind die oben aufgelisteten präventiven Maßnahmen nicht von Erfolg, so können Böden durch aufwändige oder langwierige Verfahren von der Versalzung befreit werden. Beispiele dafür sind: 

• Auswaschung der Salze mit Wasser 

• Verwendung salzresistenter Pflanzen 

• Entfernen von Salzkristallen

• Überwachter Einsatz von Brackwasser

Salztolerante Pflanzen haben neben der Eigenschaft, auf diesen Feldern zu wachsen, auch die Möglichkeit, die Salze aus dem Boden zu entfernen. Dies geschieht, wenn die Pflanzen die Salze aus dem Boden aufnehmen und dadurch langsam die Konzentration dieser im Boden verringern. 

Doch es gibt nicht nur die Möglichkeit, auf bestimmte Pflanzen zurückzugreifen, die salzliebend sind. Mehr und mehr wird dazu geforscht, Hybriden zu generieren, die toleranter gegen salzige Böden sind. Dies ist ein enorm wichtiger Forschungszweig, da ohne diese Forschung in vielen Teilen der Welt in Zukunft kein weiterer Anbau mehr möglich sein wird. Die Forschung erzielt bereits wichtige Fortschritte in diesem Bereich. Auch in europäischen Projekten wurde bewiesen, dass "konventionelle" Kulturen wie Kartoffeln und Kohlgemüse höhere Salzmengen als üblich vertragen können. 

Fazit

Die Bodenversalzung stellt eine erhebliche Herausforderung für die Landwirtschaft dar, aber mit gezielten Maßnahmen wie optimaler Bewässerung, dem Einsatz von organischem Material, Untersaaten und Zwischenfrüchten und reduzierter Bodenbearbeitung kann diesem Problem effektiv begegnet werden.
Indem die beschriebenen präventiven Methoden angewendet werden, können Ernten nicht nur vor Ertragsminderungen geschützt werden, sondern auch zur langfristigen Gesundheit und Fruchtbarkeit der Böden beitragen.
Ein Blick in die Zukunft zeigt, dass durch den Einsatz regenerativer Landwirtschaftstechniken die Bodenfruchtbarkeit weltweit erhalten und sogar optimiert werden kann. 

FAQs

Welche landwirtschaftlichen Nutzpflanzen sind salztolerant? 

Salztolerante Nutzpflanzen umfassen Arten wie Gerste, Zuckerrüben, Tomaten und bestimmte Sorten von Luzerne. Diese Pflanzen können höhere Salzkonzentrationen im Boden tolerieren und trotzdem zufriedenstellende Erträge liefern. Auch einige speziell gezüchtete Hybriden, die für ihre Salztoleranz bekannt sind, werden zunehmend verwendet.

Wie hilft die Regenerative Landwirtschaft dabei, Versalzungen zu verhindern? 

Regenerative Landwirtschaft fördert den Einsatz von bodenbedeckenden Kulturen, organischem Material und minimaler Bodenbearbeitung, die alle dazu beitragen, die Bodenstruktur zu optimieren und die Feuchtigkeit zu speichern. Diese Praktiken verringern die Notwendigkeit übermäßiger Bewässerung und minimieren die Salzansammlung im Boden. Langfristig trägt dies zu gesünderen Böden und einer stabileren Landwirtschaft bei.

Wie kann der Salzgehalt im Boden festgestellt werden? 

Der Salzgehalt im Boden wird häufig durch die Messung der elektrischen Leitfähigkeit (EC) bestimmt, die in Dezisiemens pro Meter (dS/m) angegeben wird. Bodenproben werden im Labor analysiert, oder tragbare EC-Messgeräte können direkt im Feld verwendet werden. Diese Methoden ermöglichen eine genaue Bestimmung des Salzgehalts und helfen bei der Planung entsprechender Gegenmaßnahmen.