Szikesedés

thumb|A talaj szikesedése az Aral-tónál A szikesedés a vízben oldódó sók felhalmozódása a talajban. zu Nachhaltige Landwirtschaft und Bodenschutz - Verschlechterung der Bodenqualität, Europäische Gemeinschaften, Mai 2009

A sók a talajok és a talajvíz természetes összetevői. A szikesedést okozhatják természetes folyamatok, mint például a mállás, vagy az óceán térhódítása. Emberi tevékenység következtében is előfordulhat, mint például öntözés vagy útsózás. Okozhatja, hogy évi hat-kilenc hónapon át az elpárolgás nagyobb, mint a csapadék. Csöpögtető öntözéssel, fölöslegben öntözéssel és a fölösleges víz elvezetésével a szikesedés megelőzhető, és szikes területek újra művelhetővé tehetők. Ezt az öblítést többször, illetve rendszeresen el kell végezni. A védekezéshez használhatók szubsztrátok is, amivel szuperabszorbereket juttatnak a földbe, melyek gélképződés nélkül kötik meg a sókat. Ez azt is megakadályozza, hogy az esővíz elfolyjon.

Vizsgálják, hogyan jutnak a sók a talaj felszínébe, mi ennek az oka, és mi a hatása.

Kémiai szempontból megkülönböztethetjük a könnyen oldódó sók lerakódását; a lúgosodást, melyre a nátrium-hidrogén-karbonát, és a nátrium-karbonát kiválása a jellemző; illetve a főként nátrium-klorid kiválásával járó típust.

A szikesedés mellett a folyóvizek sótartalma is megnőhet, különösen a torkolat környékén. A folyó útja közben beoldódott sók mellett származhatnak sók mesterséges forrásokból is. A sótartalom megnövekedése alól kevés kivétel van, például az Okavango, ami még a deltájában is alacsony sótartalmú. A szikesedés folyamata thumb|Szikes földek a kaliforniai Central Valleyban A szikesedés során a vízben oldódó sók feldúsulnak a talajban, mivel a vízben oldódnak és együtt mozognak vele. Amikor a víz elpárolog, hátramaradnak, felhalmozódnak. A sók kötődhetnek kolloidokhoz, vagy oldható alakban felgyűlnek a talaj felső rétegeiben.

A szikesedés igen elterjedt a szárazabb vidékeken, Ázsia, Afrika, Ausztrália sivatagaiban, de nagy kiterjedésben előfordul a mérsékelt égöv alatt is.

A FAO/UNESCO térképéből a következő adatokat lehet leolvasni az elszikesedett területek arányáról: R. Brinkman, 1980. Saline and sodic soils. In: Land reclamation and water management, pp. 62–68. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands.

Régió Terület (106ha) Afrika 69,5 Közel- és Közép-Kelet 53,1 Ázsia és Távol-Kelet 19,5 Latin-Amerika 59,4 Ausztrália 84,7 Észak-Amerika 16,0Európa 20,7

A szikesedés világszerte a mezőgazdasági területek 20%-át, az öntözött területek 50%-át érinti, így a második legnagyobb talajvédelmi probléma. Habár a szárazság elősegíti a szikesedést, az nem korlátozódik a száraz területekre. A száraz évszakban a rizsföldeken áll a víz, és a párolgás hatására feldúsulnak a sók.

Szíriában a termőföldek 30-35%-a, Egyiptomban 30-40%-a, Pakisztánban 40%-a, Irakban 50%-a, az Amerikai Egyesült Államokban 20-25%a veszett el szikesedés miatt.

Szikesedést okozó sók ionjai

kálium (K+) magnézium (Mg2+) kalcium (Ca2+) klór (Cl−) szulfát () karbonát () hidrogén-karbonát () nátrium (Na+)

Elsődleges szikesedés thumb|Kis területre kiterjedő sóréteg a Brenner sós mocsárban Az elsődleges szikesedés természetes folyamatokon keresztül történő sófelhalmozódás, az anyakőzet vagy a felszín alatti víz magas sótartalma miatt. A talajban végbemenő kémiai mállás során felszabaduló sókat a talajvíz feloldja, de annak elpárolgásával a sók visszamaradnak. Tengeri üledék is kibocsáthat sókat. A mállás mellett a sókat por és esővíz is szállíthatja. Száraz területeken a sók felhalmozódnak.

Okai lehetnek:

geológiai események, amelyek növelhetik a felszín alatti vizek, és ennek következtében a talaj sókoncentrációját; természeti tényezők, amelyek a sóban gazdag felszín alatti vizet a felszínre, a felszín közelébe vagy a rétegszintre vezetik a talajvíz fölé; a talajvíz átszivárgása a tengerszint alatt fekvő területekre, vagyis rossz vízelvezetésű mikromedencékbe; vízlefolyás olyan területekről, ahol nagy mennyiségű sót kieresztő geológiai rétegek vannak; szél, amely a tengerparti területeken mérsékelt mennyiségű sót fúj a szárazföldre.

A talaj szikességét befolyásoló természetes tényezők az éghajlat, a talaj anyakőzete, a táj takarója, a növényzet típusa és a terep.

Másodlagos szikesedés

thumb|A lerakódott sók kimosása szikes talajból, hogy azt ismét művelésbe lehessen venni A másodlagos szikesedést mezőgazdasági művelés illetve antropogén beavatkozás okozhatja. Például a csapadékosabb területek partvidékein kivett talajvíz helyére sós víz áramlik.

Okai lehetnek:

sókban gazdag vízzel való öntözés; a talajvízszint megemelkedése az emberi tevékenységek következtében (szivárgás nem szigetelt csatornákból és tározókból, az öntözővíz egyenetlen elosztása, elavult öntözési módszerek, nem megfelelő lecsapolás); trágya vagy más adalékok használata,Dünger különösen ahol az intenzív mezőgazdasági használat alatt álló területek alacsony vízáteresztő képességgel rendelkeznek, és korlátozott az átmosódás lehetősége; sókban gazdag szennyvizek használata öntözésre; sókban gazdag szennyvíz felszíni tárolása; talajszennyezés sókban gazdag vízzel és ipari melléktermékekkel.

A tengerpart, illetve sós tavak partja menti területeken a szikesedés összefüggésbe hozható a felszín alatti vizek túlzott kiaknázásával a növekvő urbanizáció, az ipar és mezőgazdaság igényei következtében. Ilyen területek például az Aral-tó és a Holt-tenger környéke. A felszín alatti vizek túlzott kinyerése csökkentheti a normál vízszintet, ami a tengervíz beáramlásához vezethet.

Az öntözővíz által szállított sók megfelelő csatornázással elvezethetők. A korábbi csatornarendszerek tönkretételével visszatér a szikesedés veszélye. Erre példa Egyiptom, ahol az asszuáni gát 1970-es megépítése megváltoztatta a talajvíz szintjét. Ez megnövelte a talaj erózióját, amitől megnőtt a sók mennyisége, emiatt a talaj elkezdett szikesedni.

Mivel minden víz tartalmaz oldott sókat, még az esővíz is, szikesedés előfordulhat. Amikor a növények felszívják a vizet, akkor a fölösleges, a növények által nem igényelt sók ott maradnak, és elkezdenek felhalmozódni. A növény igényeinél több víz használatával ezek a sók oldatban tarthatók, így elvezethetők. Szikesedés előfordulhat kertekben is, az öntözővíz és a talajvíz folyamatok kombinációjaként.

Szikes talajok

A sók között elsősorban a nátriumsók szerepe nagy. Ezek részben a talajba oldott állapotban, részben pedig a talajkolloidok felületén megkötve, vagy kristályos sók alakjában találhatók meg. A nátrium e három formájának mennyisége, minősége és aránya szabja meg a szikes folyamatok jellegét és ezzel együtt a szikes talaj tulajdonságait. Ennek alapján lehetnek:

szoloncsák talajok: Azokat a szelvényeket soroljuk ide, amelyeknek felső szintjeire a vízben oldható nátriumsók felhalmozódása a jellemző. A talajszelvény egyhangú, nehéz benne szinteket elkülöníteni, vagyis AC típusú. Fizikai tulajdonságaik igen kedvezőtlenek, kémhatásuk pedig erősen lúgos. A sófelhalmozódás maximuma rendszerint a feltalajban van. réti szolonyec: E típusnál a vízben oldható nátriumsók maximuma a szelvény mélyebb részeire jellemző. Ennek következményeként a felső talajszintekben csak kevés a vízben oldható só, vagy teljesen hiányzik. Ugyanakkor jelentős a talajon megkötött nátriumion mennyisége. szoloncsák szolonyec: Ide azokat a szikes szelvényeket soroljuk, amelyekben részben észlelhetők a szoloncsák talajokra jellemző tulajdonságok, részben pedig megjelennek szelvényükben a szolonyecesedés, az oszlopos szint kialakulásának a jegyei. sztyeppesedő réti szolonyec talajok: A hidrológiai viszonyok által előidézett szikesedési folyamat mellett a sztyeppesedés jellemzi. A talajvízszint természetes vagy mesterséges süllyedése következtében a talajszelvény felső részén a víz hatása már nem érvényesül. A mélyen fekvő talajvízszint már csak a talajszelvény alsóbb rétegeit tudja vízben oldható sókkal táplálni. másodlagosan elszikesedett talajok: Jellemzőjük, hogy az eredeti talajtípus – csernozjom, réti vagy öntéstalaj – morfológiai bélyegei mellett a szikes talajokra jellemző, vízben oldható sók és a kicserélhető nátrium is megtalálható bennük. Keletkezésükben az emberi beavatkozás döntő szerepet játszik.

A World Soil Museum (WSM) száraz területekről származó szikes talajmintái a holland Wageningenben:

A szikesedés veszélyei

A talaj sótartalmának megnövekedése zavarja az ozmózist, amivel a növények vizet és tápanyagokat vesznek fel. A növényekben megnő a nátrium-, a klorid- és a borátionok száma, míg hiány keletkezik káliumban és kalciumban. A szikesedéssel együtt járó talajtömörödés akadályozza a gyökerek növekedését. Ugyanezek a folyamatok befolyásolják a talajban élő szervezetek anyagcseréjét is.

A sók felhalmozódása (különösen a nátriumsóké) az ökoszisztémákra nézve az egyik legnagyobb fiziológiai veszély. A só megzavarja a növények növekedését azzal, hogy korlátozza a tápanyagfelvételt és rontja a növény rendelkezésére álló víz minőségét. Hatással van a talajban található organizmusok anyagcseréjére is, és a talaj termékenységének jelentős csökkenéséhez vezet. A talaj kiterjedt szikesedése a növények sorvadását idézi elő az ozmózisnyomás növekedése és a só mérgező hatása miatt. A túlzott sómennyiség a talaj szerkezetének romlásához vezet, a talaj az oxigénhiány miatt képtelen lesz fenntartani a növények növekedését vagy az állati életet. A szikes területeken élő növényeket halofitáknak nevezik, de a termesztett növények között nincsenek ilyenek.

A talaj megnövekedett sótartalma a rosszabb életfeltételek mellett még az épített struktúrákat is károsítja. A talajban futó csövek korróziója felgyorsul. Romlik a vízminőség, üledékképződési problémák alakulnak ki, veszélyes kémiai koktélok jönnek létre, mint például réz, kadmium, mangán és cink.

A szikesedés egy komoly talajleromlási probléma. A szikesedés megelőzhető fölöslegben öntözéssel és a fölösleges víz elvezetésével. A szikesedés kontrollálása magában foglalja a víztábla kontrollját, a fölöslegben adott víz és a talajból elvezetett víz kontrolljával. A FAO közzétette a szikesedés elleni védekezésről szóló összefoglalóját.Salt-Affected Soils and their Management, FAO Soils Bulletin 39 (http://www.fao.org/docrep/x5871e/x5871e00.htm)

Termesztett növények sótűrése A sótűrő növények jól bírják a talaj magas sótartalmát. A sóra érzékeny növények már közepesen sós talajokon veszítenek életképességükből, a legtöbb növényt negatívan érinti a közepesen sós talaj, az erősen sós talajon pedig csak sótűrő növények képesek megélni. A Wyoming EgyetemAlan D. Blaylock, 1994, Soil Salinity and Salt tolerance of Horticultural and Landscape Plants. University of Wyoming és Alberta kormányaGovernment of Alberta, Salt tolerance of Plants adatokat tett közzé a növények sótűréséről.

A működő gazdaságok öntözött területeiről szórványos információk érhetők el, különösen a fejlődő országokban. Ennek ellenére végeztek felméréseket Egyiptomban,H.J. Nijland and S. El Guindy, Crop yields, watertable depth and soil salinity in the Nile Delta, Egypt. In: Annual report 1983. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands. IndiábanD. P. Sharma, K. N. Singh and K. V. G. K. Rao (1990), Crop Production and soil salinity: evaluation of field data from India. Paper published in Proceedings of the Symposium on Land Drainage for Salinity Control in Arid and Semi-Arid Regions, February, 25th to March 2nd, 1990, Cairo, Egypt, Vol. 3, Session V, p. 373–383. On line: és Pakisztánban.R.J. Oosterbaan, Crop yields, soil salinity and water table depth in Pakistan. In: Annual Report 1981, pp. 50–54. International Institute for Land Reclamation and Improvement (ILRI), Wageningen, The Netherlands, reprinted in Indus 24 (1983) 2, pp. 29–33. On line Az alábbi táblázat különböző növények sótűrését mutatja be, az alacsonytól a magasig: