Eine innovative Auswaschungslösung für die weltweite Versalzungskrise
Das Problem der Salzanreicherung im Boden ist so alt wie die Landwirtschaft selbst. Versalzungskrisen" führten zum Zusammenbruch der antiken Zivilisationen in Mesopotamien, und die Versalzung war einer der Katalysatoren für die Erfindung der ersten Bewässerungssysteme der Welt[1] [2]. Dies waren riesige Probleme in bescheidenem Umfang, aber da die Bodenversalzung weltweit exponentiell zunimmt, sind die Auswirkungen immer größer und die Notwendigkeit einer Lösung dringender denn je, um eine wachsende Bevölkerung zu ernähren.
Aktuellen Schätzungen zufolge sind mehr als 830 Millionen Hektar auf allen Kontinenten versalzen[3], möglicherweise bis zu 20 % aller Anbauflächen und 33 % der bewässerten landwirtschaftlichen Flächen weltweit[4]. Salze kommen natürlich vor, aber die Salzkonzentration nimmt nach vielen Bewässerungszyklen zu, während zusätzliche Salze und Mineralien auch durch Düngemittel eingebracht werden. Pflanzen, die auf salzhaltigen Böden angebaut werden, leiden unter "hohem osmotischen Stress, Ernährungsstörungen und -toxizitäten, schlechten physikalischen Bodenbedingungen und einer geringeren Produktivität der Pflanzen"[5], was mit der Zeit fruchtbare Felder in Wüsten verwandeln kann. Das Thema hat in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung gewonnen, vor allem in trockenen oder halbtrockenen Regionen, wo das Problem am dringlichsten ist. An der Westküste der USA beispielsweise schätzte eine Studie der Universität von Kalifornien aus dem Jahr 2000, dass etwa 4,5 Millionen Hektar bewässerte Anbauflächen - mehr als die Hälfte der gesamten Anbaufläche des Bundesstaates - in gewissem Maße von Bodenversalzung betroffen waren.
Der Salzgehalt des Bodens ist mit einem ungesunden Gehalt an schädlichen Mineralionen wie Natrium und Chlor verbunden, wobei stark geladenes Wasser wiederum zu einer hohen elektrischen Leitfähigkeit (EC) des Bodens führt. Zur Beherrschung des Salzgehalts können verschiedene Techniken eingesetzt werden. Es gibt hydraulische Techniken (Be- und Entwässerung), physikalische Techniken (Einebnung des Bodens), landwirtschaftliche Techniken (Zufuhr organischer Stoffe) und biologische Techniken (tolerante Pflanzen). Eine nachhaltige, langfristige Lösung hätte enorme Auswirkungen auf die Millionen von Landwirten, die vom Salzgehalt der Böden geplagt sind, und auf die Menschheit. In einer Veröffentlichung der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) wurde dies bereits vor 30 Jahren erkannt und die Frage gestellt: "Kann die Landwirtschaft Wasser von geringer Qualität, wie z. B. Salzwasser, in einer Weise nutzen, die technisch solide, wirtschaftlich tragfähig und umweltverträglich ist?"[6]
Das innovative System von AQUA4D trägt dazu bei, diese Frage im 21. Jahrhundert endgültig zu beantworten.
Auslaugung von Salzen unterhalb der Rhizosphäre
Michael Cahn von der Universität von Kalifornien definiert Auslaugung als "den Prozess des Versickerns von Wasser durch den Boden, um Salze unter die Wurzelzone zu bringen"[7]. AQUA4D hat einen revolutionären Weg gefunden, diese Versickerung zu erreichen, indem es das Bewässerungswasser behandelt, bevor es auf die Kulturpflanzen aufgebracht wird. Dadurch werden die Organisation der Wassermoleküle und das Verhalten der Mineralien verändert, was bedeutet, dass die Pflanzen das aufnehmen können, was sie brauchen, und dass die Salze aufgelöst und unter die Wurzelzone transportiert werden.
Dies hat enorme Auswirkungen für Erzeuger in Regionen mit minderwertigem Salzwasser, aber auch für Erzeuger, die nach mehreren Zyklen steigender Bodenversalzung mit unbrauchbaren Böden konfrontiert sind. In dieser Situation befand sich das brasilianische Unternehmen Agricola Famosa, der größte Obstproduzent des Landes. Nach mehreren Jahren der Salzanreicherung im Boden stand das Unternehmen vor der Aufgabe seiner Tätigkeit auf diesen Flächen. Im Jahr 2014 wandte man sich an das AQUA4D®-System, das schnelle Ergebnisse zeigte. Die Art und Weise, wie das System die Salzmoleküle aufspaltet, so dass sie unter den Wurzeln ausgelaugt werden, führte dazu, dass das Unternehmen diese Flächen wieder nutzen konnte, von denen es dachte, sie seien ein hoffnungsloser Fall (siehe Interview mit dem Agrarwissenschaftler von Agricola Famosa hier).
Validierte, konsistente Ergebnisse
Die erste Studie, die sich speziell mit Versalzung und Auslaugung befasste, wurde 2008 bei einem AQUA4D-Kunden in Tunesien durchgeführt, der Gemüse (Tomaten und Zucchini) in einem Gewächshaus anbaute. Das Wasser kam aus einem geothermischen Brunnen, während der Boden, der sehr sandig und von geringer organischer Qualität war, eine Leitfähigkeit von 4,43 mS/cm aufwies. Wie die Grafik zeigt, ist die Leitfähigkeit des Bodens im Jahr 2012 im Vergleich zu 2008 deutlich gesunken, und zwar sowohl an der Oberfläche als auch in einer Tiefe von bis zu 2 Metern. Die fortgesetzte Behandlung des Bewässerungswassers mit dem AQUA4D®-System hat die Ansammlung von Salzen im Boden sowohl kurz- als auch langfristig verhindert.
Eine ebenfalls in Tunesien durchgeführte und im Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences veröffentlichte Studie untersuchte das Bewässerungswasser und den Salzgehalt des Bodens von Kartoffelanbauern. Das Wasser hatte eine Leitfähigkeit von 4,0, während der Boden ein schluffiger Lehmboden mit wenig organischer Substanz (1 %) war. Das Experiment 2011/12 kam zu dem Schluss, dass die Behandlung mit salzhaltigem Wasser einen signifikanten Einfluss auf den EC-Wert hatte"[8]. Die chemische Analyse ergab eine deutliche Verringerung des Kalzium-, Natrium- und Chlorgehalts in den Böden, die mit AQUA4D®-Wasser bewässert worden waren:
Anfang Januar 2018 führte das Center for Irrigation Technology der California State University, Fresno, eine Validierung durch Dritte mit AQUA4D® durch. Die Studie untersuchte acht Bodensäulen unter Laborbedingungen, wobei 40 Gallonen Wasser künstlich mit Natriumchlorid behandelt wurden, um die Leitfähigkeit für die Zwecke der Studie auf 2,5 dS/m zu erhöhen. Die Hälfte der Bodensäulen erhielt dann mit Aqua4D behandeltes Wasser, die andere Hälfte nicht.
Die Analyse wurde nach 21 Tagen durchgeführt. Sie ergab, dass 198 mg Salz aus dem Kontrollboden ausgewaschen wurden, während 493 mg aus dem mit AQUA4D®-Wasser behandelten Boden ausgewaschen wurden. Die Autoren des Berichts erklärten: "Daraus lässt sich ableiten, dass das mit AQUA4D® behandelte Wasser potenziell 2,31 Mal mehr Ionen pro ml Wasser auslaugt als das Sickerwasser, das aus dem mit unbehandeltem Wasser bewässerten Boden gewonnen wird."
Im August 2018 veröffentlichte Tonello Soluciones bei einem großen Rosenzüchter in Ecuador neue Ergebnisse, die eine deutliche Verringerung der Bodenleitfähigkeit innerhalb von nur 30 Tagen zeigten:
Schlussfolgerung
Landwirte auf der ganzen Welt sind mit der Tatsache konfrontiert, dass ein Großteil des für die Bewässerung verwendeten Wassers von unzureichender Qualität ist, was zur Anreicherung von Salzen führt, die im Laufe der Zeit das Ackerland unbrauchbar machen können. Mit einem innovativen, chemikalienfreien und umweltfreundlichen Auswaschungseffekt bietet AQUA4D® eine echte langfristige Lösung, die dazu beitragen kann, dass die Versalzung des Bodens der Vergangenheit angehört, und die Bewässerung mit salzhaltigem Wasser möglich macht.
[1] Salz der Erde, New York Times, August 2003: https://www.nytimes.com/2003/08/08/opinion/salt-of-the-earth.html
[2 ] Bewässerung und Bodenversalzung, Weltgeschichte, 2015: http://www.worldhistory.biz/ancient-history/62007-irrigation-and-soil-salinization.html
[3 ] Versalzung des Bodens, Pichu Rengasamy, Universität Adelaide, 2016: http://environmentalscience.oxfordre.com/view/10.1093/acrefore/9780199389414.001.0001/acrefore-9780199389414-e-65
[4] Soil salinity: A serious environmental issue, Pooja Shrivastava & Rajesh Kumar, King Saud University, 2015: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4336437/
[5] ebd.
[6 ] The use of saline waters for crop production, FAO Irrigation and Drainage, J.D. Rhoades et al, 1992: http://www.fao.org/3/a-t0667e.pdf
[7 ] Management von Salzen durch Auslaugung, Michael Cahn, University of California ANR, 2015: https://anrcatalog.ucanr.edu/pdf/8550.pdf
[8] Auswirkungen der Behandlung von salzhaltigem Wasser auf Boden und Pflanzen, M.Hachicha et al, Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 2018: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1658077X16000023
