Natriumadsorptionsverhältnis

Die Natriumadsorptionsrate, kurz SAR, ist ein numerischer Index, der vorhersagt, ob Bewässerungswasser die Bodenstruktur durch Ersatz von Kalzium und Magnesium durch Natriumionen schädigt. Sie wird aus der Konzentration von Natrium, Kalzium und Magnesium im Wasser berechnet, ausgedrückt in Milliäquivalenten pro Liter: SAR = Na+ dividiert durch die Quadratwurzel von (Ca2+ + Mg2+) dividiert durch 2. Ein höherer SAR bedeutet größeres Risiko für Natriumansammlung im Boden, was zu Krustenbildung, schlechter Drainage und vermindertem Pflanzenwachstum führt.

SAR ist wichtig, weil natriumbeeinträchtigte Böden in ariden und semi-ariden Regionen verbreitet sind, wo Verdunstung Salze konzentriert. Wenn Bewässerungswasser mit hohem SAR wiederholt aufgebracht wird, verdrängt Natrium andere Kationen von Bodenpartikeln und bleibt in der Wurzelzone. Dieser Prozess, Vernatung genannt, ist ohne kostspielige Bodenverbesserung oder Auswaschung mit niedrig-SAR-Wasser weitgehend irreversibel. Grundwasser, aufbereitetes Wasser und einige oberirdische Quellen können alle hohes SAR aufweisen, daher ist eine Prüfung vor der Bewässerungsplanung Routine.

Wasser wird allgemein als sicher für Bewässerung angesehen, wenn SAR unter 3 liegt, obwohl akzeptable Grenzwerte von Bodentyp, Wasser-EC (elektrische Leitfähigkeit) und Kulturverträglichkeit abhängen. Sandige Böden sind anfälliger als Lehmböden, da sie eine niedrigere Kationenaustauschkapazität haben. Bewässerungsmanager nutzen SAR zusammen mit EC und pH zur Klassifizierung der Wasserqualität; eine EC von 0,7 dS/m mit SAR über 6 ist problematisch, während derselbe SAR bei EC von 1,5 dS/m weniger kritisch ist, da höhere Ionenstärke die Vernatung verlangsamt. Salztolerante Kulturen wie Luzerne vertragen höheres SAR als empfindliche Kulturen wie Zitrus oder Bohnen.

Der Begriff stammt aus bodenchemischen Arbeiten der 1950er Jahre, als Forscher feststellten, dass die Natriumadsorption an Bodenpartikeln schlecht mit dem Natriumgehalt allein korrelierte. SAR erfasst den Konkurrenzeffekt: Kalzium- und Magnesiumionen konkurrieren mit Natrium um Adsorptionsplätze, daher schützt ihre Anwesenheit im Wasser den Boden. Daher beinhaltet die Rekultivierung von Natriumboden oft die Zugabe von Gips (Kalziumsulfat) oder Schwefelsäure, um die Konzentration von zweiwertigen Kationen relativ zu Natrium zu erhöhen.

SAR erscheint auf Bewässerungswasser-Testberichten neben Gesamtgelösten Feststoffen, Bor, Chlorid und anderen Bestandteilen. Ausrüstungsbediener und Hofmanager nutzen SAR, um zu entscheiden, ob Wasser Behandlung, Vermischung mit niedrig-SAR-Quellen oder zusätzliche Auswaschung benötigt. Mangelnde Aufmerksamkeit auf SAR kann produktives Land innerhalb eines Jahrzehnts für den Anbau ungeeignet machen.