Acid Sulfate Soils - Their formation and agricultural use -

Abstract

Acid Sulfate Soils - Ihre Entstehung und landwirtschaftliche Nutzung-

Die Acid Sulfate Soils entstehen in erster Linie aus See- und Brackwassersedimenten. Ihre Entwicklung verläuft dabei in zwei Stufen: der anfänglichen Akkumulation von Sulfiden (Pyrit) unter reduzierenden Bedingungen und ihrer anschließenden Oxidation infolge der natürlichen, oder künstlichen Entwässerung der Böden. Der Pyrit wird in mit Wasser gesättigten Böden angereichert, die gleichzeitig hohe Gehalte an organischer Substanz und gelöstem Sulfat aufweisen.Die größte Verbreitung finden die Acid Sulfate Soils in flachen Küstenzonen der Tropen (Westafrika, Asien, Ferner Osten), die von einer dichten Mangrovenvegetation besiedelt sind.

Die potentiellen Acid Sulfate Soils weisen pH-Werte um den Neutralpunkt auf, die jedoch mit der Entwässerung und der Oxidation des Pyrits stark versauern können. Aktuelle Acid Sulfate Soils entwickeln sich, wenn die gebildete Säuremenge die Neutralisationskapazität des Bodenmaterials überschreitet. Sie sind gekennzeichnet durch pH-Werte unter 4, hohe Konzentrationen an phytotoxischen Elementen (Al, Fez+), geringe Nährstoffgehalte und -verfügbarkeit (Phosphor), Salinitätsprobleme, eine gehemmte Strukturbildung und eine geringe Permeabilität.

Unter den extremen chemischen und physikalischen Bedingungen ist das natürliche Ertragspotential der Böden gering. Auf alten, entwickelten Acid Sulfate Soils, auf denen der Pyrit weitgehend oxidiert ist, kann mit mittleren Kalkgaben und üblichen Düngungmengen eine deutliche Ertragsverbesserung erzielt werden. Für die Melioration potentieller und junger aktueller Acid Sulfate Soils sind zwei gegensätzliche Verfahren möglich:
- Einschränkung der Pyritoxidation durch überstau Bewässerung, oder einen kontrolliert hohen Grundwasserstand und Inaktivierung der Restsäure
- die beschleunigte Pyritoxidation durch Entwässerung und Belüftung und anschließender Auswaschung der Azidität durch Salz-, oder Brackwasser.

Summary

Most Acid Sulfate Soils are formed in sediments of marine or brackish water. There formation takes place in two steps: an initial accumulation of sulfides (pynt) under reduced conditions and a subsequent oxidation after natural or artificial drainage of the soil. Pyrit accumulates in waterlogged soils that are both rich in organic matter and dissolved sulphate. Most of the Acid Sulfate Soils occur in the tropics (West Africa, Asia, Far East), in low-lying coastal land occupied by dense mangrove vegetation.

Potential Acid Sulfate Soils have a near-neutral pH but became strongly acid upon drainage and oxidation of pyrit. Actual Acid Sulfate Soils develop where the production of acid exceeds the neutralisation capacity of the soil material. They are characterised by a pH below 4, high concentrations of phytotoxic elements (Al, Fez+), low nutrient level and availability (phosphorus), salinity, arrested soil ripening and poor drainage.

Under these extreme chemical and physical conditions yields are generally low. In older, well developed Acid Sulfate Soils where oxidation of pyrit is completed a significant increase of yield can be obtained by moderate dressing of lime and conventional fertilizer application. In reclaiming potential and young actual Acid Sulfate Soils two diametrically opposite approaches are possible:
- limitation of pyrit oxidation by maintaining soil waterlogged or by a controlled high watertable and inactivation of existing acidity.- accelerated oxidation of pyrit by drainage and aeration and subsequent leaching of acidity by sea or brackish water.