Mikro- und Makrostrukturveränderungen des Bodens unter AQUA4D®-Bewässerung

Dies ist eine angepasste Version eines Artikels, der in der Zeitschrift Soil & Tillage Research (2020)

Mit der Zunahme von viel beachteten Projekten in verschiedenen Ländern werden die Auswirkungen der AQUA4D®-Technologie auf das Bewässerungswasser zunehmend untersucht. Trotz der zahlreichen Erfahrungsberichte aus erster Hand gibt es jedoch keine eigenständige Studie, die sich mit den Auswirkungen auf die Bodenstruktur befasst.

Um die durch AQUA4D® verursachten Porenveränderungen auf kultivierten Böden zu quantifizieren, wurde vom Agrarforschungsinstitut INRGREF in Tunesien in Zusammenarbeit mit INRAE in Frankreich eine Studie durchgeführt.

Hintergrund

Die Bodenstruktur reguliert viele ökologische Funktionen wie Wasserrückhalt und Infiltration, Gasaustausch, Dynamik der organischen Substanz und der Nährstoffe im Boden, Wurzelentwicklung und Erosionsanfälligkeit. Sie hat auch starke Auswirkungen auf die Pflanzenentwicklung, den Wasserhaushalt und die Bearbeitbarkeit des Bodens. Die Bodenporosität steht in engem Zusammenhang mit der Bodenstruktur und ist für die Bodenbelüftung, die Wasserinfiltration und den Transport gelöster Stoffe verantwortlich, die zur Nährstoffversorgung und zum Wurzelwachstum der Pflanzen beitragen.

Die Porosität des Bodens kann durch eine Vielzahl von Faktoren stark verändert werden, die häufig auf menschliche Aktivitäten im Zusammenhang mit der Landnutzung zurückzuführen sind. Veränderungen in der Struktur und Porenbildung der oberirdischen Bodenschichten sind auf physikalische Kräfte zurückzuführen. Diese Veränderungen können auf natürliche oder menschliche Ursachen wie Klima, Bodenbearbeitung, Bewässerungspraktiken und biologische Bodenaktivität zurückzuführen sein. In dieser Studie untersuchten die Forscher die Auswirkungen eines dieser Faktoren, der Bewässerung, auf die Bodenstruktur, wenn das Bewässerungswasser mit AQUA4D® behandelt wurde.

Da viele Landwirte positive Auswirkungen auf den Salzgehalt und den Boden beobachtet haben, stellten die Forscher die Hypothese auf, dass die Bodenstruktur über ihre Porosität - die den Wasserfluss stark beeinflusst - verändert wird. Veränderungen der Porosität können die hydraulische Leitfähigkeit beeinflussen und die Intensität der Austauschprozesse erhöhen.

Der Boden war aufgrund seines kalkhaltigen Ausgangsmaterials reich an Kalziumkarbonat (25 %) und arm an organischer Substanz (ca. 1 %). Die Hälfte wurde mit AQUA4D®-behandeltem Wasser bewässert, die andere Hälfte nicht. Die Bilder der Bodenproben wurden mit der Visilog-Software in zwei räumlichen Auflösungen (mikro- und makromorphologisch) analysiert, um die Poren zu quantifizieren, die in jedem Maßstab nach Größe und Form klassifiziert wurden.

Ergebnisse

Eine detaillierte Analyse ergab, dass AQUA4D® eine starke Auswirkung auf die Porosität hatte, die im Durchschnitt von 8,8-11,4 % auf 11,9-14,8 % im makroskopischen Maßstab und von 13,1-14,2 % auf 20,6-22,7 % im mikroskopischen Maßstab zunahm. Auf der makroskopischen Skala nahmen die Poren aller morphologischen Typen nach der AQUA4D®-Behandlung zu. Auf der mikroskopischen Skala nahmen die Packungsporen nach der AQUA4D®-Behandlung am stärksten zu. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass AQUA4D® die Bodenstruktur beeinflusst, indem es das Bodenmaterial auf einer feinen Skala fragmentiert und eine reichliche interstitielle Porosität zwischen den Aggregaten schafft.

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"Dies ist die erste Studie, die die Auswirkungen von mit AQUA4D behandeltem Wasser auf die Bodenporosität sowie die Porengröße und -form auf zwei räumlichen Ebenen zeigt", sagt Charles-Henri Faure, CTO des Unternehmens. "Die Verbesserung der Mikroporosität des Bodens erklärt eine erhöhte Wasserrückhaltung und -verfügbarkeit in der Wurzelzone, wodurch die Zeit zwischen zwei Bewässerungen verlängert werden kann. Die Verbesserung der Makroporosität des Bodens erklärt eine verbesserte Wasserableitung, die eine Bewässerung mit Salzwasser ermöglicht".

Schlussfolgerung

Die Ergebnisse quantifizieren, was Landwirte in mehr als 40 Ländern seit über einem Jahrzehnt erleben: feuchtere Böden, die weniger intensiv bewässert werden müssen, und sogar Bewässerung mit salzhaltigem Wasser. Die durch AQUA4D® ermöglichten Veränderungen im Bewässerungsmanagement verbessern die Bodengesundheit nachhaltig und können eine Schlüsselrolle in einer neuen regenerativen Landwirtschaft spielen.

"AQUA4D® kann die Bodeneigenschaften erheblich verbessern, indem es die Porosität des Bodens auf zwei Ebenen erhöht", sagt Malak Moussa, der die Studie mitverfasst hat. "Durch diese Porosität können Wasser, gelöste Stoffe und Gase durch den Boden diffundieren, was die Austauschprozesse erhöht. Diese Veränderungen verändern den Boden als Lebensraum und verbessern so die biologische Aktivität von Bodenflora und -fauna."

Weitere Informationen:

INRGREF (Tunesien)

INRAE (Frankreich)

Archiv der wissenschaftlichen Studien, die AQUA4D betreffen

Animation: Die Auswirkungen der AQUA4D®-Wasseraufbereitung: