Huminsäuren 

ÜBERMÄßIGE VERSALZUNG

Huminsäuren können das Problem der Bodenversalzung reduzieren, insbesondere dort wo eine zu starke Bewässerung für Pflanzenschäden verantwortlich ist.

In Böden mit ausgeprägter Versalzung können Huminsäuren Anionen und Kationen fixieren und diese aus der Wurzelbereich der Pflanzen entfernen und den Mangel an organischer Substanz reduzieren.

Eines der bekanntesten Beispiele für eine sehr ausgeprägte Versalzung konnte 1970 in Ägypten beim Bau des Assuanstaudammes beobachtet werden. Hier wurde in den natürlichen Abfluss des Nils eingegriffen. Dadurch wurden angrenzenden Ländereien nicht mehr mit fruchtbaren Schlamm (Ton-Humus-Komplexe) überflutet, der die Äcker mit Nährstoffen und Huminsäuren versorgt hat. Ein anderer Effekt ist die Versalzung der Böden durch einen immer gleich hohen Grundwasserspiegel. Die hatte zur Folge, dass Ägypten innerhalb von 10 Jahren einer der größten Düngerimporteure wurde. Die verminderte Fließgeschwindigkeit des Flusses führte zu Ablagerungen des nährstoffreichen Schlammes im See oberhalb des Staudammes und zu einem großen Defizit von Nährstoffen auf dem Ackerland unterhalb des Staudammes, der nun nicht mehr überflutet wurde. 

Der ständige Wechsel in der Höhe des Grundwasserstandes bevor der Nildamm gebaut wurde, hatte eine ständige Erosion der Böden verursacht, die sicherstellte, dass unerwünschte An- und Kationen sich nicht in oberen Bodenschichten anreichern konnten. Nach dem Bau des Dammes blieb der Grundwasserspiegel gleichmäßig hoch und die Nährstoffsalze reicherten sich an. Die Versalzung und Alkalisierung der Böden führte zum Rückgang der Ernteerträge und zur Abnahme der Ackerböden. Dieser Art von radikalem Eingriff ins Ökosystem hatte auch in anderen Ländern dieselben Konsequenzen. Die folgenden Ionen sind für die Versalzung verantwortlich:  

  • Na+
  • K+
  • Ca2+
  • Mg2+

  
  • Cl-
  • HCO3
  • SO2-4


Die Forschung hat gezeigt, dass Huminsäuren folgenden Fixierungseigenschaften haben:

  1. Natrium und Chlorid Ionen werden von Huminsäuren gebunden
  2. Natriumhydrogencarbonate werden analog der L-type (Langmuir-Isotherme) adsorbiert
  3. Die Fixierung von Mg2+ und Ca2+ an Huminsäuren ist ebenfalls seit längerer Zeit bekannt

Auf der einen Seite werden Salze an der Oberfläche von Huminsäuren gebunden und auf der anderen Seite können die Ionen auch durch elektrostatische Kräfte an den funktionalen Carboxyl- und Hydroxid-Gruppen gebunden werden.

Die Fähigkeit von Huminsäuren Komplexe mit polyvalenten Kationen zu bilden ist hier von großer Relevanz. Salze mit bivalenten Ionen sind stärker gebunden als erwartet. Noch bedeutsamer ist, dass die Art der Fixierung (Adsorption) findet mit relativ geringer Bindungsenergie statt mit dem Ergebnis dass die Balance mit dem Sinken des Grundwasserspiegels während der Trockenzeit unterbrochen wird. Dadurch werden Ionen freigesetzt, die sich in die unteren Bodenschichten zu ihren ursprünglichen Bindungsplätzen verlagern. 

1. Bindung von Metallionen (Me+):

2. Bindung von Anionen: Huminsäure als Base:


Im Experiment nachgewiesene Reduktion der Bodenversalzung in Ägypten durch Huminsäuren:

I. Früherer Bodenzustand bevor der Assuan Damm gebaut wurde Salze die in tieferen Bodenschichten gelöst wurden und mit sinkendem Grundwasserspiegel wieder in tiefere Bodenschichten verlagert werden.

II. 1. Bodenzustand nach dem Dammbau ohne Huminsäuren: 

Kristallisation von Salzen im oberen Bodenhorizont mit ständiger Anreicherung: Versalzung.

II.2. Bodenzustand mit Huminsäuren nach dem Dammbau:

Bindung von Ionen (1) im Lösungsgleichgewicht (2). Wenige Huminsäuren bilden eine Barriere in den oberen Bodenschichten: keine Versalzung (3).

Einige Informationen auf dieser Seite wurden von Wolfgang Ziechmann übernommen: Huminstoffe und ihre Wirkungen, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg – Berlin – Oxford, 1996