Zu viel Salz im Boden – Interview mit Dr. Katja Witzel & Dr. Silke Ruppel  

Interview: querFELDein

Gefühlt befassen sich Forschung und Medien ständig mit der Klimakrise. Mit Ihrer Forschung rücken Sie nun ein weiteres Problem in den Fokus: den Salzstress. Wieso ist das notwendig?

Katja Witzel: Die Dauerpräsenz des Klimawandel in der öffentlichen Wahrnehmung ist eigentlich ein Indikator dafür, wie systemisch die Klimakrise ist. Das zeigt sich auch in unserem Forschungsthema. Die Versalzung von Böden kann natürliche oder menschengemachte Ursachen haben. Die Versalzungen, die wir betrachten, entstehen häufig durch die Bewässerung von Landwirtschaftsflächen. Mit dem Wasser gelangen auch Salze auf den Acker. Durch die Klimaerwärmung verdunstet das Wasser jedoch zu schnell, sodass es die Salze nicht tiefer in den Boden auswaschen kann. Die Salze sammeln sich somit in den obersten Bodenschichten an. Ich sehe die Versalzung daher nicht als neues, zusätzliches Problem, sondern als Teil der Klimaerwärmung.

Silke Ruppel: Ein Beispiel ist Südspanien. In dieser warmen Region mit wenig Niederschlag wird ganzjährig Gemüse für Europa produziert. Die Felder müssen kontinuierlich beregnet werden, wobei in Küstenregionen oft Grundwasser verwendet wird. Durch die intensive Wasserentnahme kann salzhaltiges Meerwasser in die Grundwasserschichten eindringen und dort den Salzgehalt erhöhen. Dieses Salz gelangt dann zusätzlich auf die Gemüsefelder und sammelt sich im Wurzelbereich der Pflanzen an.

Tritt das Problem der Bodenversalzung nur in wärmeren Ländern auf – oder ist es auch hierzulande bereits relevant?

Ruppel: Auch bei uns ist diese Problematik relevant. In Brandenburg kommt es durch aufsteigendes salzhaltiges Wasser aus tieferen Gesteinsschichten in mehreren Regionen zur Versalzung des Grundwassers, so zum Beispiel im Havelluch, im Dahme-Seengebiet oder der Havelniederung zwischen Potsdam und Brandenburg. Auf den ehemaligen Rieselfeldern rund um Berlin wurden durch die Einleitung von Abwasser erhebliche Mengen Salz eingetragen, auf dem Großbeerener Rieselfeld sogar noch bis 1994. Bedenken Sie außerdem, dass die Böden in Brandenburg zu den sandigsten und trockensten in Deutschland gehören und wir bereits heute eine negative Wasserbilanz aufweisen. Das bedeutet, dass wir definitiv damit rechnen müssen, dass sich das Problem der Bodenversalzung in Zukunft auch hier weiter ausbreitet.

Warum ist Bodenversalzung überhaupt ein Problem für Pflanzen?

Witzel: Das Problem verläuft in zwei Phasen. Wie bereits erwähnt, verdunstet das Wasser zu schnell, sodass die Pflanzen unter Trockenstress stehen. Hinzu kommt, dass Pflanzen, wenn sie länger auf versalzenem Boden stehen, vermehrt Natrium- und Chloridionen aufnehmen. Bis zu einem gewissen Grad können sie das zusätzliche Salz in ihren Zellen ablagern und abpuffern. Doch irgendwann sind diese Speicher erschöpft. Dann stören die Salze das chemische Gleichgewicht in den Zellen, sodass diese nicht mehr richtig funktionieren.

Hängt die Bodenversalzung allein mit Verdunstung zusammen – oder spielt auch die Bewässerungstechnologie eine Rolle?

Ruppel: Sicherlich ist eine gezielte und pflanzengerechte Bewässerung empfehlenswert, wie beispielsweise die Tröpfchenbewässerung, die unsere begrenzten Wasserressourcen schont. Bei einer flächendeckenden Bewässerung kann das Wasser tiefer in die Böden vordringen und dort vorhandene Salzionen lösen. Bei anschließend hoher Verdunstung des Wassers sammeln sich diese gelösten Ionen zusätzlich an der Oberfläche an. Gezielte Tröpfchenbewässerung gekoppelt mit einer bedarfsgerechten Düngung der Pflanzen spart also nicht nur Wasser, sondert vermindert auch die Gefahren einer Bodenversalzung.

Wenn es um gesunde Böden geht, fällt oft der Begriff Humus. Gilt das auch beim Salzstress: Je mehr Humus im Boden, desto besser?

Ruppel: Grundsätzlich kann man sagen: Mehr Humus ist hilfreich, da er die Wasserhaltefähigkeit verbessert und die Pflanzen kontinuierlich mit Nährstoffen versorgt. Außerdem begünstigt Humus eine hohe mikrobielle Vielfalt und Aktivität im Boden, was das Pflanzenwachstum anregt und Stress reduziert. Zu viel Humus kann jedoch auch nachteilig sein. Wird zu viel organische Substanz wie Humus im Boden abgebaut, entstehen hohe Stickstoffverluste. Das belastet unsere Klimabilanz.

Lässt sich dem Problem vielleicht durch die Auswahl salztoleranter Sorten begegnen?

Witzel: Mit dieser Frage habe ich mich bereits in meiner Doktorarbeit am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben beschäftigt – damals am Beispiel von Gerste. Es gibt durchaus Sorten, die besser mit Salzstress umgehen können als andere. Das Problem ist jedoch, dass Salzstress in der Pflanze viele physiologische Veränderungen auslöst. Deshalb ist es züchterisch sehr schwierig, gezielt widerstandfähige Sorten zu entwickeln. In der Forschung wird daher verstärkt auf Wildtypen gesetzt, die von Natur aus eine höhere Salztoleranz haben. Unsere Strategie war hingegen: Wenn wir die Pflanze selbst nicht entscheidend verbessern können, wie können wir sie dann dabei unterstützen, mit Salzstress besser zurechtzukommen? Dabei untersuchen wir genauer sogenannte Biostimulanzien.

Könnten Sie bitte kurz erklären, was „Biostimulanzien” sind?

Witzel: Biostimulanzien sind Extrakte oder Mikroorganismen, die Pflanzen dabei helfen, besser mit Stresssituationen wie Trockenheit oder Salz umzugehen. Diese Stoffe können entweder die Bodenstruktur verbessern oder die natürlichen Abwehrmechanismen der Pflanze aktivieren. Besonders gut untersucht ist dies mit Extrakten aus Algen. Wir testen derzeit auch Reststoffe, die bei der Verarbeitung von Spargel anfallen. Das ist aber noch Teil der Forschung. In der landwirtschaftlichen Praxis spielen viele vielversprechende Biostimulanzien bislang kaum eine Rolle.

Ruppel: Das liegt am hohen Aufwand bei der Herstellung, insbesondere bei Extrakten. Mikroorganismen hingegen werden bereits eingesetzt, ebenso wie bestimmte Pflanzen-Pilz-Symbiosen. Diese werden wie Pflanzenschutzmittel mit Feldspritzen auf die Pflanzen aufgebracht, möglichst wenn diese noch jung sind. Mikroorganismen können auch direkt auf das Saatgut aufgetragen werden. Wenn wir jetzt noch vorhandene Reststoffe nutzen können, sollten Biostimulanzien als Teil einer Kreislaufwirtschaft praktikabler werden.

Wie schaffen es denn salzresistente Pflanzen mit dem Problem umzugehen?

Witzel: Wir nennen salzresistente Pflanzen Halophyten. Sie verfügen über verschiedene Strategien, um Salzionen zu verarbeiten. Einige lagern das Salz gezielt in bestimmten Pflanzenteilen ein, andere schleusen überschüssiges Salz aktiv wieder aus. Teilweise bilden sich so sichtbare Salztröpfchen an der Oberfläche der Pflanze. Ein bekannter Halophyt ist der Queller, der auch Meeresspargel genannt wird und auch in Deutschland vorkommt.

Ruppel: Ein weiterer Schutzmechanismus entsteht durch die Zusammenarbeit mit Mikroorganismen an den Wurzeln. Diese bilden eine Art Filtersystem, das schädliche Salze zurückhält und die gezielte Aufnahme wichtiger Nährstoffe erleichtert.

Witzel: Halophyten sind übrigens so stark an salzhaltige Böden angepasst, dass sie ohne Salz gar nicht oder nur schlecht wachsen.

Kann man Salz auch wieder aus einem belasteten Boden entfernen?

Witzel: Ja, dieses Prinzip ist von Böden mit Schwermetallbelastung bekannt. Dort werden bestimmte Pflanzen angebaut und geerntet, die den Boden nach und nach reinigen. Ähnliches ist auch mit unseren Halophyten auf versalzenen Standorten möglich. Die Frage ist dann: Wohin mit dem Pflanzenmaterial? Schwermetallhaltige Pflanzen gelten als Sondermüll, unsere salzhaltigen Pflanzen könnte man eventuell einfach kompostieren. Die Umsetzung ist jedoch anspruchsvoll, vor allem auf großen Flächen. Es braucht spezielle Technik, um den Anbau von Queller und Co. zu testen. Daher wird die Idee bislang nur vereinzelt verfolgt, auch wenn es sie schon länger gibt. Der Leidensdruck ist noch nicht groß genug. Das wird sich jedoch in den nächsten Jahrzehnten wahrscheinlich ändern.

Ruppel: Mit Queller laufen auch Versuche, ihn als Futtermittel einzusetzen. Unsere Nutztiere können das Salz in Maßen gut gebrauchen. Das wäre auch wieder im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft sinnvoll.

Hinweis zum Beitrag:

Bei der Erstellung dieses Beitrags kamen KI-Tools für Transkription, Textredaktion und Lektorat zum Einsatz. Die inhaltliche Redaktion erfolgte ausschließlich durch querFELDein, sowie die beteiligten Forscherinnen bzw. Forscher der Partnerinstitute.