Geïntegreerde evaluatie van de geschiktheid van grondwater voor irrigatie met hydrochemische indices en de Irrigation Water Quality Index (IWQI) in Aksum, Tigray, Ethiopië

Waarom goed water van belang is voor boeren

In droge en halfdroge gebieden zijn boeren vaak afhankelijk van putten in plaats van rivieren om hun gewassen te irrigeren. Maar niet elk grondwater is even geschikt: bevat het te veel zouten, dan kan het de bodem op den duur aantasten en de oogsten verminderen. Deze studie onderzoekt het grondwater rond het historische stadje Aksum in Noord-Ethiopië en stelt een eenvoudige maar cruciale vraag: is het water uit lokale putten op de lange termijn veilig te gebruiken voor irrigatie?

De achtergrond: landbouw op dorstig vulkanisch terrein

Aksum en omgeving liggen in een ruw vulkanisch landschap van heuvels, plateaus en valleien. Regen valt slechts een paar maanden per jaar, dus boeren zijn sterk afhankelijk van grondwater dat opgeslagen is in gebarsten basalt en andere gesteenten onder hun akkers. Eerder onderzoek in het gebied had aangetoond dat sommige putten niet voldeden aan drinkwaternormen. Bijna niemand had echter systematisch onderzocht of datzelfde water bij irrigatie de bodems of gewassen kan schaden. Omdat Ethiopië al kampt met veel zoutgevoelige bodems, is inzicht in de irrigatierisico’s in Aksum van groot belang om voedselproductie en levensonderhoud op het platteland te beschermen.

Hoe het water werd getest en beoordeeld

De onderzoekers verzamelden 19 watermonsters uit diepe en ondiepe putten, met de hand gegraven putten, een bron en één oppervlaktebron. In het laboratorium maten ze veelvoorkomende opgeloste bestanddelen in het water, zoals calcium, magnesium, natrium, sulfaat, chloride en bicarbonaat, evenals de totale zoutconcentratie. Uit deze gegevens berekenden ze meerdere gangbare maatstaven die wereldwijd worden gebruikt om irrigatiewater te beoordelen, waaronder totale opgeloste stoffen, elektrische geleiding en verschillende manieren om natrium ten opzichte van andere elementen te vergelijken die de bodemstructuur beschermen. Vervolgens combineerden ze de belangrijkste factoren in één enkele score, de Irrigation Water Quality Index (IWQI), die water classificeert van “geen beperking” tot “zware beperking” voor landbouwgebruik.

Wat ze onder de velden aantroffen

De chemische vingerafdrukken van het water lieten zien dat het voornamelijk afkomstig is van regenwater dat in de vulkanische gesteenten infiltreert en onderweg mineralen zoals carbonaten en sulfaten oplost. Calcium en magnesium waren de dominante positief geladen ionen, terwijl bicarbonaat en sulfaat de belangrijkste negatieven waren. Deze balans is goed nieuws voor de bodems, omdat ze natrium — een belangrijke factor bij bodemslemlaagvorming en slechte drainage — relatief laag houdt. Maatstaven voor natriumrisico, waaronder de sodium adsorption ratio, natriumpercentage, residual sodium carbonate en Kelley-index, plaatsten elk monster binnen het veilige bereik voor irrigatie. Met andere woorden: het water zal waarschijnlijk niet leiden tot opzwellen, afsluiting of verlies van structuur van kleideeltjes in de bodem.

Waar zoutgehalte een punt van zorg wordt

Het beeld was iets minder perfect wanneer het team keek naar de totale zouthouding. De meeste monsters hadden een beperkte elektrische geleidbaarheid en totale opgeloste stoffen, wat betekent dat ze vers of slechts licht zout waren. Ongeveer 5 procent van de monsters — voornamelijk afkomstig uit één diepe put in het zuidwesten — was echter zodanig zout dat het een risico kon vormen voor gevoelige gewassen of slecht gedraineerde bodems. Een gerelateerde indicator, de permeability index, markeerde dit gebied ook als minder geschikt. Toen de wetenschappers hun resultaten in kaart brachten, ontstond een duidelijk patroon: het grondwater voor irrigatie is over het algemeen beter in het noordoosten en wordt zouter richting het zuidwesten, wat wijst op langere stroompaden en intensievere water–gesteente interactie in die richting.

Één score en wat die betekent voor boeren

Wanneer alle belangrijke maatstaven werden gecombineerd in de IWQI, viel bijna 95 procent van de monsters in de beste categorie, wat betekent dat ze op de meeste bodems gebruikt kunnen worden met weinig zorgen over zout- of natriumophoping, mits boeren extra water toestaan om zouten naar dieper gelegen lagen weg te spoelen. Slechts één monster belandde in de categorie “lage beperking”, wat voorzichtigheid suggereert op zware kleigronden en de noodzaak om zeer zoutgevoelige gewassen zoals bonen, wortelen, uien, sla, aardbeien, pepers en maïs daar te vermijden. Over het geheel concludeert de studie dat het grondwater rond Aksum over het algemeen veilig is voor irrigatie, met slechts kleine gebieden die zorgvuldige beheersmaatregelen vereisen. Door complexe chemie om te zetten in duidelijke kaarten en een eenvoudige index, biedt het onderzoek lokale planners en boeren praktische richtlijnen om hun bodems te beschermen, geschikte gewassen te kiezen en hun schaarse watervoorraden duurzamer te gebruiken.

Bronvermelding: Ataklti, B., Tesema, F.W. & Berhe, B.A. Integrated evaluation of groundwater irrigation suitability using hydrochemical indices and irrigation water quality index (IWQI) in Aksum, Tigray, Ethiopia. Sci Rep 16, 11072 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40682-5

Trefwoorden: grondwaterirrigatie, waterkwaliteit, zoutgehalte, Ethiopië, duurzame landbouw