Integrerad utvärdering av grundvatten för bevattning med hjälp av hydrokemiska index och Irrigation Water Quality Index (IWQI) i Aksum, Tigray, Etiopien

Varför gott vatten är viktigt för bönder

I torra och halvtorra områden förlitar sig bönder ofta på brunnar snarare än floder för att odla sina grödor. Men inte allt grundvatten är lika användbart: om det innehåller för mycket salt kan det gradvis förgifta jorden och minska skördarna. Denna studie undersöker grundvattnet runt den historiska staden Aksum i norra Etiopien och ställer en enkel men avgörande fråga: är vattnet i lokala brunnar säkert att använda för bevattning på lång sikt?

Omgivningen: gårdar på törstig vulkanmark

Aksum och dess omgivningar ligger i ett kuperat vulkaniskt landskap med kullar, platåer och dalar. Nederbörden faller bara några månader per år, så bönderna är starkt beroende av grundvatten som lagras i sprucket basalt och andra bergarter under deras fält. Tidigare forskning i området hade visat att vissa brunnar inte uppfyllde dricksvattenstandarder. Nästan ingen hade dock systematiskt undersökt om samma vatten kan skada jordar eller grödor när det används för bevattning. Eftersom Etiopien redan kämpar med utbredda saltpåverkade jordar är det avgörande att förstå bevattningsriskerna i Aksum för att skydda livsmedelsproduktionen och landsbygdsförsörjningen.

Hur vattnet testades och poängsattes

Forskarna samlade 19 vattenprover från djupa och grunda brunnar, handgrävda brunnar, en källa och en ytvattenkälla. I laboratoriet mätte de vanliga lösta ämnen i vattnet, såsom kalcium, magnesium, natrium, sulfat, klorid och bikarbonat, samt den totala saltinnehållet. Utifrån dessa mätningar beräknade de flera standardmått som används globalt för att bedöma bevattningsvatten, inklusive total mängd lösta ämnen, elektrisk konduktivitet och olika sätt att jämföra natrium med andra element som är viktiga för att bevara jordstrukturen. De kombinerade sedan de viktigaste faktorerna till en enda poäng, kallad Irrigation Water Quality Index eller IWQI, som klassar vattnet från ”ingen restriktion” till ”kraftig restriktion” för jordbruksbruk.

Vad de fann under åkrarna

Vattnets kemiska signatur visade att det främst kommer från regn som infiltrerat vulkaniska bergarter och löst upp mineraler som karbonater och sulfater längs vägen. Kalcium och magnesium var de dominerande positivt laddade jonerna, medan bikarbonat och sulfat var de främsta negativt laddade. Denna balans är goda nyheter för jordarna, eftersom den håller natrium—en nyckelfaktor för jordskorpor och dålig dränering—på relativt låga nivåer. Mått på natriumrisk, inklusive sodium adsorption ratio, natriumprocent, residual natriumkarbonat och Kelley-index, placerade alla prover i det säkra intervallet för bevattning. Med andra ord är vattnet osannolikt att få lera att svälla, sluta sig eller förlora sin struktur.

Var salinitet börjar bli ett problem

Bilden var något mindre perfekt när teamet tittade på den övergripande salthalten. De flesta prover hade måttlig elektrisk konduktivitet och total mängd lösta ämnen, vilket betyder att de var antingen färskt eller endast lätt salt. Dock var cirka 5 procent av proverna—främst från en djup brunn i sydväst—tillräckligt salta för att utgöra viss risk för känsliga grödor eller dåligt dränerade jordar. En relaterad indikator, permeabilitetsindexet, pekade också ut detta område som mindre lämpligt. När forskarna kartlade sina resultat framträdde ett tydligt mönster: grundvattnet som används för bevattning är generellt bättre i nordost och blir saltare mot sydväst, vilket speglar längre flödesvägar och intensivare vatten–bergart-interaktion i den riktningen.

En enkel poäng och vad den betyder för bönder

När alla nyckelmått kombinerades i IWQI hamnade nästan 95 procent av proverna i den bästa klassen, vilket innebär att de kan användas på de flesta jordar med liten oro för salt- eller natriumuppbyggnad—så länge bönder tillåter något extra vatten för att skölja salter nedåt. Endast ett prov hamnade i gruppen ”låg restriktion”, vilket antyder försiktighet på tunga lerjordar och behovet att undvika mycket saltsensitiva grödor som bönor, morötter, lök, sallad, jordgubbar, paprika och majs där. Sammantaget drar studien slutsatsen att grundvattnet runt Aksum i allmänhet är säkert för bevattning, med endast små områden som kräver noggrann hantering. Genom att omvandla komplex kemi till tydliga kartor och en enkel index ger arbetet lokala planerare och bönder praktisk vägledning för att skydda sina jordar, välja lämpliga grödor och använda sina knappa vattenresurser mer hållbart.

Citering: 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

Nyckelord: grundvatten för bevattning, vattenkvalitet, salinitet, Etiopien, hållbart jordbruk