Water op aarde

Zeewater

Belangrijke ionen in waterzoetwater tov. zeewater

Verzouting

• (Te) Hoge zoutconcentratie : meststof - natuur

zoutconcentratie - elektrische geleidbaarheid

1 S = 1 Ω -1 = 1 / Ω

1g MgSO4.7H2O ->0,6 mS/cm;

1g K2SO4 ->1,5 mS/cm

1g (NH4)2SO4 ->1,9 mS/cm.

• vermindering van de groei

• verlaging van de opbrengst

• vermindering van de kwaliteit van het geoogste product

oorzaken

• Een voor de plant te hoge osmotische druk van het bodemvocht -> osmotisch effect

• Het opnemen door de plant van een toxische hoeveelheid van een of ander ion;

• Het belemmeren van de opname van een of ander essentieel voedingselement.

osmotisch effect • een vermindering van het verschil in osmotische

druk tussen de bodemoplossing en de plant• een te hoge osmostische druk van de bodem-

oplossing• Bij een hoog zoutgehalte in de bodemoplossing

kunnen verschillen in effecten tussen de zouten ontstaan door het bereiken van het oplosbaarheidsprodukt

• osmotische druk (OP) van gietwater van de bodemoplossing

komkommerzaailingen

• 7% turgor daling voor elke 1 mS/cm EC verhoging

• EC van 1 mS/cm t.o.v.EC 8 mS/cm:

Turgor daling: 50%

Tomaten• boven EC van 6

mS/cm daalt de produktie

• produktieverlies bedraagt ongeveer 10% per eenheid EC-verhoging

• de duur van de EC-verhoging

- Specifieke effecten Natrium en chloride. (necrose -oudere bladeren)

- te grote opname aan natrium of chloride- opname van beide ionen neemt sterk toe onder invloed van toediening van deze ionen aan het gietwater

1 mmol NaCl /l 22 mmol NaCl/l Gewas Na Cl Na Cl

Anjer 78 135 413 439 Gerbera 17 217 357 783 Anthurium 9 248 174 946 Chrysant 17 161 61 642 Hippeastrum 44 618 682 1298

specifieke ioneffecten (Na+, Cl-)

Chloor• Brugmansia

• 0-2000-4000-6000-7000-8000 mg/l Cl als CaCl2.2H2O

0 35.26 a 66.78 a 58.54 a2000 38.80 a 61.98 a 58.62 a4000 37.16 a 64.50 a 57.22 a6000 37.48 a 59.78 a 54.96 a7000 39.24 a 60.96 a 52.92 a8000 35.26 a 62.74 a 55.30 a

Cl-gehalte toegediend (mg/l)

Hoogte (cm)

Diameter (cm)

Loodrechte diameter (cm)

Brugmansia van links naar rechts: 0, 2000, 4000, 6000, 7000 en 8000.

• Brugmansia is een weinig chloorgevoelige plant.

• Dit kan komen doordat Brugmansia grote bladeren heeft en zo beter in de ATP-voorziening kan voldoen dan een plant met kleinere bladeren bij eenzelfde zoutgehalte (Mengel en Kirkly, 2001).

• Zelfs bij een groot chloorgehalte in het blad worden geen visuele stoornissen of groeireductie waargenomen.

Cl-gehalte

0

100

200

300

400

03/02 23/02 14/03 03/04 23/04

Tijdp

pm

D33

E33

F33

Sp

K-gehalte

0200400600800

10001200

03/02 23/02 14/03 03/04 23/04

Tijd

pp

m

D33

E33

F33

Sp

- Sodicity. [Na] > [Cl]

-Natrium als natriumbicarbonaat

-[Ca] en [Mg] < [bicarbonaat ]

-Gietwater toediening: neerslag [Ca] = [Mg] = [bicarbonaat ]

te kort in irrigatiewater: [Ca] en [Mg] uit bodemoplossing onttrokken

Gronden:

- hoge pH,

- versnelde afbraak van organische stof (zwartkleuring)

- hoog natriumgehalte

- laag calcium- en magnesiumgehalte

- dichte structuur

- slechte water huishouding

- Calcium.

[zout] dan calciumopname

Controle

Zoutenmengsel 2.7 mS

Keukenzout 2.7 mS

Sla (krop) 351 284 261

Paprika (blad) 1033 1160 1136

Tommaat (blad) 1614 1546 1530

Komkommer (blad) 1542 2088 2107

% neusrotte vruchten EC gietwater voorjaar

1974 herfst 1976

0.10 0.38 0.65 0.93 1.20 1.48

0.4 0.8 0.9 1.2 1.4 1.5

2.5 3.7 2.9 3.0 4.2 7.0

Effecten van zouten

• Zouttolerantie van gewassen

• zoutconcentratie is sterk bepalend voor de vochtvoorziening van de gewassen

• droogte- en de zouttolerantie van gewassen hangen nauw samen

• een gewas is niet in alle groeistadia even gevoelig voor droogtestress

• Indien geen specifieke effecten optreden bij zoutschade bij gewassen wordt de EC als maat voor het zoutgehalte gebruikt

Effecten van zouten

• Zouttolerantie van gewassen Gewas Wetenschappelijke naam EC (mS/cm) waarbij opbrengst daalt met: . . 10% 25% 50% Gerst Hordeum vulgare 12 16 18 Suikerbiet Beta vulgaris 10 13 16 Tarwe Triticum vulgare 7 10 14 Maïs Zea mays 5 6 7 Vlas Linum usitatatissimum 3 4,5 6,5 Tuinboon Vicia faba 3,5 4,5 6,5 Boon Phaseolus vulgaris 1,5 2 3,5 Spinazie Spinacia oleracea 5,5 7 8 Tomaat Lycopersicum esculentum 4 6,5 8 Broccoli Brassica oleracea italica 4 6 8 Kool (kabuis-) Brassica oleracea capitata 2,5 4 7 Aardappel Solanum tuberosum 2,5 4 6 Sla Lactuca sativa 2 3 5 Ajuin Allium cepa 2 3,5 4 Wortel Daucus carota 1,5 2 3,5 Bron: Booker (1984); geciteerd door Van Steenkiste (1999)

Effecten van zouten

•Zouttolerantie van gewassen

a = 100-y x – d

Drempelwaarden en opbrengst-afnamepercentages voor gietwater bij enkele bloemgewassen

Teelt Drempelwaarde opbrengstafname (%)

Anjer 0.7 - 1.2 6 Gerbera * < 0.6 16 Anthurium 0.1 - 0.6 28 Chrysant < 0.8 9 Hyppeastrum (bol) < 0.6 19 Hyppeastrum (bloem) < 0.6 18 Alistroemeria < 0.8 15 * Gewas vooral gevoelig voor NaCl

Kenmerken EC 2.6 EC 3.5

Aantal vruchten /m² 224 222

Gewicht kg/m² 12.7 11.9

Vruchtgewicht g 56 54

Vruchtvorm index 6.4 6.6

Doorkleuring in dagen 4.4 4.1

Uitstalleven in dagen 17.5 19.2

EC vruchtsap mS/cm 5.8 6.2

Zuurgehalte mmol/l 75 84

Refractie % Brix 4.8 5.0

Gunstige effecten

- steviger en vruchtbaarder gewas

- vruchtkwaliteit (vruchtkleur, vorm en

houdbaarheid )

-Verzouting Cd = Cw + Cb – Co (1-fd) fd

Gegevens

water bevat 4 mmol Cl/l transpiratie 3 mm/dag opname Cl- 0,5 mmol/l Cl gehalte na 10 dagen?

Steenwol na 10 dagen

watervoorraad 10 l/m² toegediend 30 l/m² toegediend Cl 120 mmol/m² opgenomen Cl 15 mmol/m² 105 mmol Cl in 10 1 water 10,5 mmol/l

Kasgrond Na 10 dagen

watervoorraad 150 l/m² toegediend 30 l/m² toegediend Cl 120 mmol/m² opgenomen Cl 15 mmol/m² 105 mmol Cl in 150 l water 0.7 mmol.1

Verzilting • per jaar wereldwijd 10 miljoen

hectare landbouwgrond verloren door verzilting

• schaarste aan zoet water

• zout-waterland- en tuinbouw = alternatief (?)

Problemstelling

• Stijging gebruik van zoet water– huishoudens– industrie– landbouw

• Toename verzilting en verzouting– oppervlakte– grondwater

oplossingen (?)

• zoetwatervoorraden efficiënter gebruiken• ontzilten van zout water • reduceren van het watergebruik van

verschillende gewassen • verzoute gebieden ontzouten • voedsel- en biomassa-productie concentreren

in zoutvrije gebieden én benutting van zoute milieus met zouttolerante teelten

Maatregelen

• Biotechnologie

Zouttolerante gewassen :

- eiwit slaat zout op in de vacuoles

geen negatieve invloed op de groei meer

- zout wordt opgeslagen in het blad

Mogelijkheden van zoute milieus

• Benutting van zoute gronden met halofyten

Halofyten

• Planten met een hoge zouttolerantie: ontwikkelen zich in water met zoutgehaltes als in zeewater of zelfs hoger.

• Gemiddeld zouttolerante gewassen: groeien in brak water.

• Matig zouttolerante gewassen: groeien in licht brak water, dat ongeschikt is voor conventionele landbouw.

zeekraal slijkgras

schorrenkruid

Halofyten

• Planten met een hoge zouttolerantie: ontwikkelen zich in water met zoutgehaltes als in zeewater of zelfs hoger.

• Gemiddeld zouttolerante gewassen: groeien in brak water.

• Matig zouttolerante gewassen: groeien in licht brak water, dat ongeschikt is voor conventionele landbouw.

lamsoor

zeekool

Halofyten

• Planten met een hoge zouttolerantie: ontwikkelen zich in water met zoutgehaltes als in zeewater of zelfs hoger.

• Gemiddeld zouttolerante gewassen: groeien in brak water.

• Matig zouttolerante gewassen: groeien in licht brak water, dat ongeschikt is voor conventionele landbouw.

Voederbiet (dana)

Hypothetische groei van Halofyten in

in variërende zoute milieus

Salinity

Gro

wth

Intolerante Halofyten

Facultatieve Halofyten

Obligate Halofyten

• Aster tripolium : zouttolerant gewas (Europa, Noord-Afrika en Azië)

• Voedsel

• Veevoer

• (Fijn)chemie

• Vezels en bouwmaterialen

• Siergewassen

• Energie

• Kustontwikkeling en -bescherming

• Tegengaan verwoestijning

• Klimaat

Paspalum vaginatum Sporobolus virginicus

Benutting van zout water als productiemilieu

• Micro- en macro-algen

• Bioproductie van dierlijke organismen in zout-zoetgradiënten

Marine algae (Codium sp.) groeien en vermenigvuldigen zich in zoutrijke water