Schädliche Wirkung von SAR durch Bewässerungswasser

Schädliche Wirkung von Natrium im Bewässerungswasser

Eine hohe Konzentration von Natriumionen im Wasser beeinflusst die Wasserdurchlässigkeit des Bodens und verursacht dadurch Sickerungsprobleme.

Dies entsteht dadurch, daß Natrium, wenn es in austauschbarer Form im Boden vorliegt, sich mit auf der Erde absorbierten Kalzium- und Magnesiumionen austauscht und dadurch die Verteilungsstruktur des Bodens verändert. Sind Calcium und Magnesium die im Boden dominanten Kationen, so ist der Boden meist einfach zu kultivieren und weist eine durchlässige und körnige Struktur auf. Natriumhaltiger Boden hingegen neigt zur Verschlämmung und bildet bei Trocknung dichte undurchlässige Krusten.

Es entstehen Inflationsprobleme, die abhängig vom Salzgehalt und der Bodenstruktur sind. Sandige Böden beispielsweise werden nicht so leicht beschädigt wie andere schwerere Böden bei der Bewässerung mir SAR-wasser.

Natrium & Getreide

Reduziert sich die Inflationsrate zu einem Niveau, bei welchem das Getreide nicht genug Wasser zur Verfügung hat, oder verringert sich die hydraulische Leitfähigkeit des Bodens, daß das kein geeigneter Abfluss mehr erfolgen kann, liegt vermutlich eine gravierende Störung durch SAR vor.
Andere Probleme bei der Getreidekultivierung, die durch einen Überschuss an Natrium verursacht werden, ist die Verkrustung von Saatbeeten, temporäre Sättigung der Erdoberfläche, hoher pH-Wert und ein steigendes Potential an Krankheiten, Unkraut, Bodenerosion, Sauerstoffknappheit und ungeeignete Nährstoffverfügbarkeit.

Recyceltes Wasser kann eine Quelle zum Natriumüberschuss im Gegensatz von anderen Kationen (Ca, K, Mg) darstellen und sollte deshalb ausreichend kontrolliert werden.

Quelle: Auszug aus "The Australian Water Quality Guidelines for Fresh & Marine Waters (ANZECC)"

Was bedeutet SAR?

Der Natrium-Adsorptionswert, oder auch SAR (Sodium Adsorption Ratio), ist ein Kennwert zur Qualitätsbeschreibung des Wassers aus landwirtschaftlicher Sicht. Er beschreibt das Verhältnis zwischen Natriumionen und den Kationen Kalzium und Magnesium im Bewässerungswasser und drückt hierbei die Natriumaktivität bei Ionenaustauschreaktionen im Boden aus.

SAR ist definiert durch folgende Gleichung:

Konzentration der Ionen in mol/m3
Na: Natrium
Ca: Calcium
Mg: Magnesium
Im Fall das die Einheit der meq/L entspricht, muss die Summe CCa + CMg durch zwei geteilt werden, befor aus der Summe die Wurzel gezogen wird.

Ein angepaßter SARadj-Wert kann bei Wasser mit hohem Karbonat- und Bikarbonatgehalt berechnet werden, z.B. wenn das Bewässerungswasser freien Kalk beinhaltet (kalkreicher Boden). Ein hoher Gehalt an Karbonat und Bikarbonaten im Wasser führt zur Ausfällung von Kalzium und Magnesium und erhöht somit die relative Konzentration des Natriums und damit auch automatisch den SARadj-Index.

Die Menge von Natrium kann auch durch den Residual Sodium Carbonate (Natriumkarbonatrest) RSC angezeigt werden.

Verhältnis zwischen SAR Index und der Salzhaltigkeit

Bei gegebenen SAR-Wert erhöht sich die Infiltrationsrate mit der Erhöhung der Salzhaltigkeit oder umgekehrt. Daher sollte zur Abschätzung potenzieller Probleme mit beiden Werten, SAR- und EC, in Kombination gearbeitet werden.

Wie in der unten stehenden Tabelle gesehen werden kann, so ist bei extrem niedrigem Salzgehalt im Bewässerungswasser, schon ein geringer SAR-Wert schädlich. Bei höherem Salzgehalt (EC 1.5-3.0 dS/cm) und einem SAR (Natriumgehalt) über 4 sollte mit Vorsicht gehandelt werden. Es wird empfohlen den Boden einmal im Jahr untersuchen zu lassen, um mögliche Natriumprobleme festzustellen.

Je höher der Salzgehalt, je höher kann der SAR-Index ansteigen ohne große Probleme mit einer sinkenden Infiltrationrate zu verursachen. Beziehungsweise je niedriger der Salzgehalt, desto größer das Risiko von Infiltrationsproblemen ohne Abhängigkeit vom SAR-Wert.

Niederschlag kann den Salzgehalt im Boden senken und folglich den SAR-Index erhöhen und die Wasserduchlässigeit im Boden verringern.

Lösungen bei zu hohem Natriumanteil in den Böden

Folgende Lösungen werden bei Problemen durch zu hohe SAR-Werte angewandt:

- Änderung der Bewässerungsquelle
- Mischen des Bewässerungswassers mit niedriger natriumhaltigem Wasser
- Erhöhung der Belüftung
- Verwendung von Schwefel, Gips oder Zugabe von Schwefelsäure

Andere Anwendungsmethoden:

- Entsalzung durch Umkehrosmose
- Entsalzungssysteme

- Entsalzung Vorbehandlung
- Membrane Technologien

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