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Wie wirkt sich der Salzgehalt des Bodens auf das Pflanzenwachstum aus?

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Osmotischer Stress, Nährstoffmangel und Ertragsverluste bei Kulturpflanzen verstehen

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Ist salzhaltiger Boden sauer?

Was wächst auf salzhaltigem Boden?

Und nach diesen beiden Fragen: Wie lässt er sich verbessern?

„Wie leben Pflanzen auf salzhaltigem Boden?“

Sind alkalische Böden salzig?

Ist salzhaltiger Boden sauer?

Was wächst auf salzhaltigem Boden?

Und wie lässt sich salzhaltiger Boden verbessern?

Sind alkalische Böden salzig?

Was ist salz-alkalischer Boden?
Um es leicht verständlich zu machen, können wir es einfach ausdrücken: Salz-alkalischer Boden ist Boden mit einem übermäßigen Salz- und Alkaligehalt, der das Pflanzenwachstum direkt hemmt oder schädigt.Und wie kommt es zu dieser Situation? Um die Gründe dafür zu erläutern, möchte ich die Worte von Cheng Weixin zitieren, einem Experten für die Behandlung von salz-alkalischem Boden am Institut für Geowissenschaften und Forschung zu natürlichen Ressourcen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Seine Beschreibung war prägnant und klar und lässt sich in drei Begriffen zusammenfassen: „Hoch“, „Groß“ und „Anreicherung“. „Hoch“ bedeutet, dass mit steigendem Grundwasserspiegel das Salz im Grundwasser mit dem Wasserstand ansteigt und sich im Boden anreichert; „Groß“ bedeutet, dass das Wasser im Boden in großem Umfang verdunstet, was die Aufwärtsbewegung und Anreicherung von Salz im Grundwasser begünstigt; „Anreicherung“ bezieht sich auf die Anreicherung von Salz (Alkali), die schließlich eine bestimmte Konzentration erreicht (wie beispielsweise durch unsachgemäßen Düngereinsatz, der zu einem Anstieg des Salz-/Alkaligehalts im Boden führt) und salz-alkalische Böden bildet.

Warum muss salz-alkalischer Boden verbessert werden?
Lassen Sie mich Ihnen zunächst ein Konzept vorstellen – die „Reserven an Ackerland“. Die Bodenversalzung wirkt sich auf das Pflanzenwachstum aus. Das bedeutet, dass ein Teil der nicht kultivierten Landressourcen durch spezifische Technologien in Ackerlandressourcen umgewandelt werden kann.Wie wir alle wissen, ist der Mensch das Fundament einer Nation, und Nahrung ist das Fundament des Menschen. Daher ist die Nahrungsmittelsicherheit der entscheidende Faktor für das Leben der Menschen sowie für die wirtschaftliche und soziale Entwicklung. Die Anbauflächen sind somit die grundlegende Garantie für die Ernährungssicherheit. Mit dem Anstieg der Weltbevölkerung sowie der Übernutzung und Zerstörung von Anbauflächen durch menschliche Aktivitäten ist der Mangel an Anbauflächen jedoch zu einem der gravierendsten Ressourcenprobleme geworden, mit denen die Welt konfrontiert ist. Nehmen wir hier China als Beispiel. China hat eine große Bevölkerung und beträchtliche Anbauflächen, jedoch nur geringe Pro-Kopf-Anbauflächen. Basierend auf offiziellen Statistiken aus dem Jahr 2021 betrug die gesamte Anbaufläche Chinas 1,3146 Milliarden Hektar, womit das Land weltweit an vierter Stelle steht. Die Pro-Kopf-Anbaufläche in China beträgt jedoch nur 0,7 Hektar und liegt damit weit unter dem weltweiten Durchschnitt.

Um die Situation zu verbessern und einen Durchbruch zu erzielen, ist es notwendig, „den Verbrauch zu senken und neue Ressourcen zu erschließen“. Das bedeutet, dass neben dem Schutz bestehender Ackerlandressourcen deren Verbesserung vorangetrieben werden muss, während es gleichzeitig wichtig ist, „neues Ackerland“ zu erschließen und rationell zu nutzen. Mit „neuem Ackerland“ sind hier genau die Ackerlandreserven gemeint. Die Ackerlandreserven bilden eine wichtige Grundlage für die Umsetzung von Landgewinnungsmaßnahmen und stehen in engem Zusammenhang mit dem strikten Schutz der „roten Linie“ für Ackerland, der effizienten Nutzung von Landressourcen und der Gewährleistung der Ernährungssicherheit usw.Als eine der wichtigsten Reserveflächen, die sich zur Umwandlung in Ackerland eignen, gehören salz- und alkalihaltige Böden seit jeher zu den Hauptbeständen der Anbauflächenreserve.Nach unvollständigen Statistiken der UNESCO und der FAO beträgt die Fläche der salz- und alkalihaltigen Böden weltweit fast 1 Milliarde Hektar, wovon etwa 100 Millionen Hektar auf China entfallen, womit das Land unter den zehn führenden Ländern den dritten Platz einnimmt. Die wirksame Aufbereitung und sinnvolle Nutzung der Ackerlandressourcen wird den Mangel an Ackerlandressourcen in China sowie weltweit beheben. Gleichzeitig wird sie dazu beitragen, die Erträge zu steigern, die Ernährungssicherheit zu gewährleisten und eine leistungsfähige Landwirtschaft aufzubauen.

Vor allem wird damit die Bedeutung der Aufbereitung von salz- und alkalihaltigem Boden deutlich.

Wie lassen sich salz- und alkalihaltige Böden sanieren?
Das Verständnis der Definition und der Ursachen salz- und alkalihaltiger Böden ist der Ausgangspunkt für deren Sanierung. Sehen wir uns nun an, wie salz- und alkalihaltige Böden saniert werden können: „Wasser“ ist der entscheidende Faktor. Es ist nicht nur das Medium für die Salzansammlung oder Alkalisierung des Bodens, sondern auch die treibende Kraft für die Entsalzung oder Entalkalisierung des Bodens. Daher sind die Verringerung des Verdunstungsverlusts salz-alkalischer Böden und die Erhöhung ihres Feuchtigkeitsgehalts eine der wirksamen Methoden zur Verbesserung salz-alkalischer Böden.Gleichzeitig ist die Verbesserung der Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit von salz- und alkalihaltigen Böden ebenfalls ein guter Weg, um deren Zustand wirksam zu verbessern. Das oberste Ziel der Verbesserung salz- und alkalihaltiger Böden besteht darin, diese in gutes Ackerland umzuwandeln, um höhere und stabile Erträge zu erzielen. Zu diesem Zweck müssen wir bei zwei Aspekten ansetzen – zum einen bei der Entsalzung und Entalkalisierung, zum anderen bei der Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit. Ohne Entsalzung und Entalkalisierung kann der Boden nicht gedüngt werden und das Fruchtbarkeitspotenzial des Bodens kann nicht ausgeschöpft werden. Die Folge ist, dass der Ertrag nicht garantiert werden kann; ohne Düngung des Bodens können die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens nicht weiter verbessert, die Entsalzungs- und Entalkalisierungseffekte nicht gefestigt und höhere Erträge nicht erzielt werden. Es zeigt sich, dass diese beiden Faktoren eng miteinander verbunden sind und den Weg zu Feldern mit hohen und stabilen Erträgen ebnen.

Die Entwicklung wirksamer Methoden zur Verbesserung salz- und alkalihaltiger Böden ist eine langfristige Aufgabe. Heute wurden bereits verschiedene wirksame Methoden erforscht, wie beispielsweise das Auswaschen von Salz, die Rodung und der verstärkte Einsatz organischer Düngemittel. Unter diesen finden Bodenwasserrückhalter – eine Art superabsorbierendes Polymer (SAP) mit guter Wasseraufnahme- und -rückhaltefähigkeit – breite Anwendung in der Landwirtschaft. SAP kann große Mengen Wasser aufnehmen, dieses langsam wieder abgeben und bei sich ändernden Umweltfaktoren (z. B. dem Grad der Bodentrockenheit) wiederholt Wasser aufnehmen. Viele Wissenschaftler führen Bodenverbesserungsmaßnahmen durch, indem sie dem Boden Wasserrückhaltemittel zusetzen, um den Wassergehalt zu erhöhen, die Wasser- und Düngemittelrückhaltekapazität des Bodens zu steigern und die Bodenstruktur zu verbessern. Daher zeigen Bodenwasserrückhaltemittel ihr Potenzial bei der Verbesserung salz- und alkalihaltiger Böden auf und eröffnen Möglichkeiten für die Erschließung und Nutzung neuer Landressourcen.

Welche Pflanzen gedeihen am besten auf alkalischem Boden? Bevorzugen Tomatenpflanzen sauren oder alkalischen Boden? Welche Pflanzen eignen sich für trockene, schattige und alkalische Böden? Lassen Sie uns gemeinsam die Antworten darauf ergründen.

SOCO®-Polymer – Lösungen für salzhaltige und alkalische Böden
Qingdao SOCO New Materials Co., Ltd. (im Folgenden als „SOCO“ bezeichnet) ist ein Hightech-Unternehmen, das sich auf die Forschung, Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von superabsorbierendem Polymer (SAP) spezialisiert hat. SOCO hat sich seit jeher intensiv auf die Entwicklung der Technologie für bodenwasserbindende Hydrogele konzentriert. Bislang hat das Unternehmen eine Reihe von Produkten zur Bodenwasserbindung namens „SOCO®-Polymer“ entwickelt, die weltweit zahlreiche landwirtschaftliche Probleme gelöst haben, darunter Ertragssteigerungen, Einsparungen bei Bewässerungswasser, die Verbesserung der Bodenbeschaffenheit sowie die Senkung der Arbeitskosten. Neben der Erzielung besserer Ergebnisse bei der Wassereinsparung und Ertragssteigerung widmet sich das Unternehmen durch die Entwicklung neuer Modelle von SOCO® Polymer auch der Verbesserung salz- und alkalihaltiger Böden.

Im September 2020 startete das Forschungs- und Entwicklungslabor von SOCO offiziell das Entwicklungsprojekt für salz- und alkali-resistentes SOCO®-Polymer. Zu Beginn des Projekts erörterte und fasste das Forschungs- und Entwicklungsteam von SOCO die derzeitigen Schwierigkeiten bei der Forschung und Entwicklung salz- und alkali-resistenter superabsorbierender Polymere für Böden zusammen: Die Wasseraufnahmefähigkeit von landwirtschaftlichen Hydrogelen, die mit der bestehenden Technologie hergestellt werden, kann auf salz- und alkalihaltigen Böden (mit hohem Salzgehalt) stark beeinträchtigt werden, was leicht zu dem Dilemma „hoher Aufwand, aber geringer Ertrag“ führen kann.Dabei haben Ca²⁺, Mg²⁺ und andere Ionen im salz- und alkalihaltigen Boden einen großen Einfluss auf die Wasseraufnahmefähigkeit von superabsorbierenden Polymeren. Dies liegt daran, dass der osmotische Druck innerhalb und außerhalb des Netzwerks des wasserspeichernden Gelharzes die Absorptionseffizienz des Polymers streng reguliert. Mit steigender Ionenstärke in der Lösung nimmt der osmotische Druck innerhalb und außerhalb des Netzwerks ab, und der Abschirmungseffekt von Mg²⁺ und Ca²⁺ auf anionische Gruppen (Carboxylat und Sulfonat) wird deutlicher, was zu einer Verringerung der Absorptionseffizienz führt.

Gleichzeitig sank in verschiedenen kationischen Salzlösungen gleicher Konzentration die Absorptionsleistung des superabsorbierenden Polymers SAP mit zunehmender Ladungszahl der Kationen deutlich ab. Dies lag daran, dass die Komplexbildungsfähigkeit der Carbonsäuregruppen im superabsorbierenden Verbundnetzwerk dazu führen konnte, dass zweiwertige Ionen intramolekulare und intermolekulare Komplexe bildeten, wodurch die Wasseraufnahmeeigenschaften des superabsorbierenden Polymers beeinträchtigt wurden. Nachdem die Schwierigkeiten erkannt wurden, folgte der nächste Schritt: „gezieltes Vorgehen“. Um die Salzbeständigkeit des neuen SOCO®-Polymermodells zu verbessern, hat das Forschungs- und Entwicklungsteam von SOCO nach zahlreichen Experimenten das fortschrittlichere Herstellungsverfahren der wässrigen Polymerisation angewandt, um das salz- und alkalibeständige SOCO®-Polymer herzustellen.Bei der Polymerisation in wässriger Lösung werden die Monomere, Vernetzungsmittel und Initiatoren hauptsächlich in der wässrigen Phase polymerisiert. Die Vorteile liegen in der niedrigen Viskosität des gesamten Polymerisationssystems, dem gleichmäßigen Massen- und Wärmeaustausch zwischen den Komponenten, der einfachen Temperaturkontrolle während des Reaktionsprozesses, der hohen Ausnutzung der Initiatoren, dem relativ gleichmäßigen Molekulargewicht des Produkts, der Sicherheit und Umweltfreundlichkeit sowie der einfachen Nachbehandlung.

Das im Rahmen dieses Projekts entwickelte salz- und alkalibeständige SOCO®-Polymer erreicht mittlerweile eine Wasseraufnahme von dem 700-Fachen in entionisiertem Wasser und eine Wasseraufnahme von mehr als dem 100-Fachen in 0,9-prozentiger Salzlösung.

Zudem zeigen Analysen der Rohstoffbeschaffung, dass die Kosten für das von SOCO entwickelte salz- und alkalibeständige SOCO®-Polymer mit denen der bestehenden Produkte auf dem Markt vergleichbar sind. Unter Berücksichtigung der Produktwirkung kann das salz- und alkalibeständige SOCO®-Polymer dieses Projekts zu einem Preis angeboten werden, der mindestens doppelt so hoch ist wie der des gängigen natürlichen superabsorbierenden Polymers auf dem aktuellen Markt.

Derzeit läuft das Entwicklungsprojekt für das salz- und alkalibeständige SOCO®-Polymer noch und strebt ein noch höheres Ziel an. In diesem Zusammenhang nehmen wir weitere Verbesserungen am Produktionsprozess vor, um die Salz- und Alkalibeständigkeit des Produkts weiter zu steigern. Gleichzeitig wurden Versuche durchgeführt, um die Produktleistung auf landwirtschaftlichen Flächen zu testen.

Es ist absehbar, dass eine neue, sichere und umweltfreundliche Agrartechnologie mit einfacher Anwendungsanleitung den Ertrag steigern und Wasser einsparen wird. Superabsorbierende Polymere für die Landwirtschaft werden auf lange Sicht zu einer der Schlüsselmethoden zur Lösung der Kernprobleme der Landwirtschaft werden. Die Entwicklung von salz- und alkalitoleranten superabsorbierenden Polymeren mit besserer Gesamtleistung ist von großer Bedeutung für die Bewältigung der durch unzureichende Anbauflächen verursachten Nahrungsmittelkrise. Sie kann zudem die Anwendungsmöglichkeiten von superabsorbierenden Polymeren in Zukunft erweitern und die Marktlücke bei salz- und alkalitoleranten superabsorbierenden Polymeren schließen. Als führende Marke in der globalen Industrie für Boden-Kaliumpolyacrylat bündelt SOCO wissenschaftliche Forschungskräfte, konzentriert sich konsequent auf die Forschung und Entwicklung der Boden-Kaliumpolyacrylat-Technologie und erkundet aktiv weitere Anwendungsmöglichkeiten im landwirtschaftlichen Bereich. In Zukunft wird SOCO nicht nur salz- und alkalibeständige SOCO®-Polymere anbieten, sondern auch weitere Lösungen für Probleme und Herausforderungen in der modernen Landwirtschaft vorschlagen, um die Entwicklung einer umweltfreundlichen Landwirtschaft zu fördern und unseren Beitrag zum Schutz der globalen Ernährungssicherheit zu leisten.