Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

2.000 Hektar am Tag: Die Versalzung der Böden entzieht der Landwirtschaft fruchtbare Böden

18.11.2014

Die Versalzung der Böden stellt ein großes Risiko für die Landwirtschat dar. Gegenmaßnahmen sind aufwendig, langwierig und teuer, rentieren sich jedoch wirtschaftlich. Die Entwicklung von salztoleranten Pflanzen spielt dabei eine wichtige Rolle.

Es mag paradox klingen, dass gerade in heißen und trockenen Regionen der Erde die künstliche Bewässerung eine große Bedrohung für die Landwirtschaft darstellt. Der Grund ist, dass das verdunstende Wasser die gelösten Salze im Boden zurücklässt und somit zu dessen Versalzung beiträgt.


Die Gegend rund um den nahezu ausgetrockneten Aralsee ist einer Studie zufolge am stärksten von der Versalzung der Böden betroffen. (Bildquelle: © Arian Zwegers/ wikimedia.org/ CC BY 2.0)

Da in Zeiten der steigenden Nachfrage nach Nahrungsmitteln und Rohstoffen die Lösung nicht darin bestehen kann, ständig neue fruchtbare Böden zu erschließen, müssen Maßnahmen zur Regeration versalzener Böden getroffen werden. Ein Forscherteam der Vereinten Nationen hat zum ersten Mal die wirtschaftlichen Kosten der Versalzung berechnet und festgestellt, dass es sich trotz des sehr hohen finanziellen und organisatorischen Aufwands wirtschaftlich rentiert, die Versalzung der Böden zu bekämpfen.

In ariden Regionen ist die künstliche Bewässerung einer der Hauptgründe für die Versalzung der Böden. Das nach der Verdunstung des Wassers zurückbleibende Salz hemmt Pflanzen in ihrem Wachstum und lässt die Erträge schrumpfen. Effektive Entwässerungssysteme sind daher von besonderer Bedeutung.

2.000 Hektar Land gehen täglich durch Versalzung verloren

Rund 20 % der künstlich bewässerten Flächen sind von der Versalzung betroffen. 2.000 Hektar gehen weltweit täglich verloren. Berechnungen der Forscher zufolge entstehen allein durch die sinkenden Erträge Einbußen von über 21 Milliarden Euro im Jahr. Hohe Salzkonzentrationen im Boden stellen für viele Pflanzen eine große Belastung dar und setzen sie unter Salzstress, infolgedessen ihre Wasser- und Nährstoffaufnahme behindert und ihr Wachstum gehemmt wird.

Laut Studie sind vor allem die Regionen rund um den Aralsee in Zentralasien, entlang des Flussbeckens des Indus und Ganges in Pakistan bzw. Nordindien sowie im Tal des San Joaquin Flusses in Kalifornien betroffen. Ertragseinbußen von rund 50 % pro Hektar Land sind dort keine Seltenheit. Rund um den Aralsee sind die Erträge sogar um bis zu 86 % zurückgegangen.

Bewässerung ohne Entwässerung führt zu Versalzung

Aride und semi-aride Regionen sind besonders stark von der Versalzung betroffen. In diesen Regionen übersteigt die durchschnittliche Verdunstung die Niederschlagsmenge, weshalb die Landwirte, häufig Kleinbauern, ihre Felder künstlich bewässern müssen. Da ein gewisser Anteil des Wassers aufgrund nicht vorhandener oder ineffektiver Entwässerungssysteme (Drainage) auf den Feldern verbleibt und verdunstet und die Salze in den oberen Bodenschichten, der fruchtbaren Ackerkrume zurückbleiben, steigt die Salzkonzentration im Boden. Hinzu kommt, dass die künstliche Bewässerung den Grundwasserspiegel anhebt, was ebenfalls dazu führt, dass Salze in den Oberboden gelangen. Düngemittel, die zum Großteil aus Salzen bestehen, verstärken diesen Prozess.

Halophyten dienen als Vorbild für die Entwicklung salztoleranter Pflanzen

Um die Ertragseinbußen zu bekämpfen und die Versorgung mit Nahrungsmitteln und Rohstoffen auch in Zukunft zu gewährleisten, arbeiten Pflanzenforscher an der Entwicklung salztoleranter Nutzpflanzen. Als Vorbild dienen dabei Pflanzen, die an Standorten mit hohen Salzkonzentrationen im Boden wie z. B. in Ufer- oder Küstenregionen wachsen, sogenannte Halophyten.

Diese nehmen wie andere Pflanzen auch das Salz aus dem Boden auf, scheiden es jedoch aus oder deponieren es in speziellen Pflanzenteilen, so dass photosynthetisch aktive oder salzempfindlichen Pflanzenteile und Gewebestrukturen keinen Schaden nehmen. Die Wasser- und Nährstoffaufnahme und das Wachstum werden nicht gehemmt.

Die Quinoa-Pflanze (Chenopodium quinoa), auch Inkareis genannt, deponiert das Salz z.B. in ballonartigen Blasenzellen (Absalzhaare) auf der Blattoberfläche. Andere Halophyten wie die Mangroven (Avicennia marina) besitzen Salzdrüsen, die das überschüssige Salz ausscheiden. Durch die Identifikation und das Einkreuzen der relevanten Gene, die am Salztransport beteiligt sind, ließen sich diese nützlichen Eigenschaften auch auf salzsensiblere Nutzpflanzen wie zum Beispiel Weizen übertragen, sodass diese auch an Standorten mit hohen Salzkonzentrationenen im Boden wachsen könnten.

Lakritze entzieht dem Boden überschüssiges Salz

Neben den Halophyten existieren außerdem Pflanzen, die in der Lage sind, auf salzigen Böden zu wachsen und ihnen somit Salz zu entziehen. Der Fachbegriff für die Reinigung verunreinigter oder belasteter Böden mittels Pflanzen lautet Phytosanierung oder Phytoremediation. In Usbekistan wird aus diesem Grund in einigen betroffenen Regionen Lakritze (Glycyrrhiza glabra) angebaut. Mit ihren bis zu 1 m langen Wurzeln entzieht sie dem Boden nicht nur überschüssiges Salz, sondern trägt auch dazu bei, den Grundwasserspiegel zu senken, was ebenfalls die Versalzung reduziert. Da die Inhaltsstoffe der Lakritze zudem u. a. in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie verwendet werden, lohnt sich der Anbau aus Sicht der Forscher in doppelter Hinsicht.

Die Bekämpfung der Versalzung rentiert sich

In ihrer Studie heben die Forscher hervor, dass wirksame Gegenmaßnahmen zwar kostspielig, aufwendig und langwierig sind, im Endeffekt jedoch dazu führen, dass ehemals versalzene Böden wieder landwirtschaftlich nutzbar werden und die Erträge wieder steigen. Dazu zählen der kombinierte Einsatz von salzbindenden Gipsvarianten, Pflanzenresten und organischen Düngemitteln, die in den Boden gegeben werden. Tiefes Umpflügen, Fruchtwechsel zwischen salztoleranten Pflanzen und anderen Nutzpflanzen, aber vor allem funktionierende Entwässerungssystem (Drainagen) tragen ebenfalls dazu bei, die Salzkonzentration im Boden zu senken. In einigen Regionen wie zum Beispiel in Usbekistan erfolgte hingegen ein kompletter Umstieg der Landwirtschaft vom Anbau von Nutz- und Kulturpflanzen hin zur Forstwirtschaft.

Zusammengefasst sehen die Forscher vor allem in der Kombination von Maßnahmen zur Senkung der Salzkonzentration im Boden und dem Anbau salztoleranter Pflanzen den effektivsten Weg, um die Versalzung der Böden zu bekämpfen und zugleich die Landwirtschaft aufrechtzuerhalten.

Quelle: Qadir, M. et al. (2014): Economics of salt-induced land degradation and restoration. In: Natural Resources Forum, (27. Oktober 2014), doi:10.1111/1477-8947.12054

Qadir, M. et al. | Pflanzenforschung.de
Weitere Informationen:
http://www.pflanzenforschung.de/index.php?cID=10145

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Feuerbrand bekämpfen und Salmonellen nachweisen
14.06.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

nachricht Das Potenzial nichtheimischer Baumarten für den forstlichen Anbau in Deutschland sachlich prüfen
14.06.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie