بررسی نسبت جذب سدیم (Sodium Adsorption Ratio) در محیط زیست می‌تواند شامل مطالعه و تحلیل جذب سدیم توسط خاک، گیاهان، آبها و سایر عناصر باشد. خاك هاي مبتلا به شوري در مناطق خشك بسيار شايع هستند. خاك هايي كه نمك هاي محلول در آن ها رشد گياهان را به مخاطره مي اندازد، خاك هاي مبتلا به نمك ناميده مي شوند. اين گروه از خاك ها شامل خاك هاي سديمي (Sodicity) و خاك هاي شور مي شوند. خاك شور به اندازه اي حاوي نمك است كه رشد غالب گياهان زراعي را تحت تاثير قرار مي دهد. در خاك هاي سديمي نيز همين حالت وجود دارد، با اين تفاوت كه در اين گونه خاك ها سديم تبادلي زياد است.

اندازه گیری نسبت جذب سدیم (SAR)

از روي تركيب عصاره ­ي اشباع خاک، خاك را به چهار گروه معمولي، شور، سديمي و شور- سديمي طبقه بندي مي­ كنند. معيار­هاي عمده­اي كه معمولا براي اين طبقه بندي به كار برده مي­ شوند عبارتند از:

1. 1. ميزان شوري عصاره­ ي اشباع كه به وسيله­ ي دستگاه EC متر اندازه گرفته مي­شود.
   2. نسبت جذب سديم (SAR) كه در واقع نسبت بين سديم به كلسيم و منيزيم آب خاك يا عصاره اشباع مي­ باشد.

فرمول محاسبه نسبت جذب سدیم (SAR)

 در فرمول بالا غلظت های کلسیم، منیزیوم و سدیم برحسب میلی اکی والان بر لیتر می باشد. نسبت جذب سدیم (SAR) امکان لخته سازی یا پراکندگی در خاک رس را نشان می دهد. یون های سدیم و پتاسیم پراکندگی ذرات رس را تسهیل می کنند در حالیکه کلسیم و منیزیم باعث انقباض آن ها می شوند.

رفتار سازه های خاک رس بر ساختار خاک تاثیر می گذارد و نفوذپذیری خاک را تحت تاثیر قرار می دهد که به طور مستقیم به میزان نفوذ آب بستگی دارد.

طبقه بندي خاك ­هاي مبتلا به نمك

 بر مبناي عصاره ­ي اشباع در دماي 25 درجه ­ي سانتي گراد

عكس العمل خاك ­ها نسبت به شرايط شوري يا سديمي بودن بسته به نوع كاني­ هاي خاك و روش­هاي مديريتي اعمال شده در مزرعه بسيار متفاوت است.

خاك­ هاي شور

در گذشته به اين خاك­ ها، خاك ­هاي قليايي سفيد نيز گفته مي­شد. گاهي اين خاك­ ها را مي­توان از طريق قشري سفيد كه در سطح آن وجود دارد تشخيص داد. اگر چه عدم وجود قشر نمكي نيز لزوما به معناي شور نبودن اين خاك ­ها نيست. مقدار نسبت جذب سدیم SAR كمتر از 13 در اين خاك­ ها نشان دهنده­ ي ميزان نسبتا كم سديم تبادلي است. غلظت زياد نمك در عصاره ­ي اشباع خاك ­هاي شور، باعث مي­شود كه مقدار EC به بيش از 4dS/m برسد. معمولا براي توليد محصولات زراعي مطلوب در اين خاك­ ها، نياز به انجام اعمال اصلاحي مي باشد.

خاك ­هاي شور ­- سديمي

اين خاك­ ها تماما خصوصيات شيميايي خاك­ هاي شور و سديمي را دارا مي­ باشند. درصد سديم تبادلي اين خاك ­ها بيشتر از خاك ­هاي شور بوده و همچنين ميزان غلظت نمك محلول اين نوع خاك­ ها زياد است. چنانچه نمك اضافي در اين خاك ­ها به وسيله­ ي آبشويي خارج شود، خواص اين خاك ­ها به خاك ­هاي سديمي تبديل خواهد شد. با غلبه ­ي سديم، ذرات خاك پراکنده شده و براي ورود آب و هوا در خاك محدوديت ايجاد مي­ گردد. به همين خاطر براي اصلاح اين خاك ­ها قبل از كشت گياهان بايد از يك طرف نمك اضافي آبشويي گردد و از طرف ديگر ميزان سديم تبادلي كاهش يابد.

خاك­ هاي سديمي

در ابتدا واژه ­ي “قليايي سياه” را براي اين خاك ­ها به كار می بردند. كاربرد صفت سياه به خاطر حل مواد آلي خاك و متعاقب آن مشخص شدن مواد آلي در سطح خاك بر اثر تبخير آب است. اين فرايند باعث تيره شدن سطح خاك مي ­شود. مشخصه­ ي خاك­ هاي سديمي پايين بودن ميزان شوري در محلول آن­ها است.

مقادير SAR در اين خاك ­ها بیشتر از 13 است كه اين امر بيانگر فزوني ميزان سديم تبادلي نسبت به خاك­ هاي شور است. درصد بالاي سديم تبادلي را مي­توان از روي از هم پاشيدگي سيستم رسي تشخيص داد. در اين حالت ورود هوا و آب به خاك به طور چشمگيري كاهش مي­ يابد. خاك­ هاي سديمي در صورت عدم به كارگيري روش ­هاي اصلاحي از نظر كشاورزي ارزش چنداني نخواهند داشت.

به طور کلی:

سدیمی بودن خاک به دلیل اشباع بیش از حد یون های Na⁺ در محل های تبادل کاتیونی خاک (بارهای منفی ذرات رس و هوموس که یون های شیمیایی با بار مثبت را جذب می کنند) ایجاد می شود. سدیمیت مستقیما بر خاک تأثیر می گذارد زیرا سطوح بالای Na⁺ در مقایسه با کلسیم (Ca²⁺) در ترکیب با سطوح کم نمک می تواند باعث “پراکندگی خاک” شود که برعکس لخته سازی است. پراکندگی خاک باعث تجزیه خاکدانه ها می شود و در نتیجه ساختار خاک ضعیف است.

توجه به این نکته ضروری است که اگر Na⁺ به صورت نمک وجود داشته باشد، باعث پراکندگی نخواهد شد زیرا بارهای مثبت یون های Na⁺ توسط یون های شیمیایی با بار منفی مانند سولفات ها (SO₄^2-) یا کلرید (Cl^–) خنثی می شوند. با این حال، به دلیل تبادل مداوم یون‌های دارای بار مثبت مانند Ca²⁺،  Mg²⁺ و Na⁺ بین آب خاک و رس خاک و بارهای منفی ذرات هوموس، سطوح بالای نمک‌های مبتنی بر Na⁺ در آب خاک می‌تواند منجر به سدیمی شدن شود مانند بارهای منفی‌تر که می توانند با Na⁺ اشباع شوند.

برخلاف شوری، در بیشتر موارد هیچ علامت بصری واضحی از سدیمیت وجود ندارد که در سطح خاک قابل مشاهده باشد. بهترین راه برای اطلاع از مسائل سدیمی بودن خاک، نمونه برداری از مناطق آسیب دیده و تجزیه و تحلیل آن ها نتایج می باشد.

برای اهداف طبقه بندی اگر سطوح SAR 13 یا بیشتر باشد، خاک سدیمی در نظر گرفته می شود. با این حال، این مقادیر فقط دستورالعمل های کلی هستند و به این معنی نیست که اعداد کمتر منجر به اثرات مخرب مربوط به سدیمی بودن خاک نمی شود.

خطر SAR آبیاری

وجود یون های زیاد سدیم در آب بر نفوذپذیری خاک تأثیر می گذارد و باعث ایجاد مشکلاتی در نفوذ می شود. این به این دلیل است که وقتی سدیم در خاک به صورت تبادلی وجود داشته باشد، جایگزین کلسیم و منیزیم جذب شده در خاک رس می شود و باعث پراکندگی ذرات خاک می شود. این پراکندگی منجر به تجزیه خاکدانه ها می شود. خاک هنگام خشک شدن سخت و فشرده می شود و میزان نفوذ آب و هوا به خاک را کاهش می دهد که بر ساختار آن تأثیر می گذارد. این مشکل همچنین با عوامل متعددی مانند میزان شوری و نوع خاک مرتبط است.

سدیم و محصولات

غلظت بالای سدیم زمانی مشکل ساز می شود که میزان نفوذ به حدی کاهش می یابد که محصول آب کافی در دسترس نداشته باشد یا زمانی که هدایت هیدرولیکی پروفیل خاک برای ایجاد زهکشی کافی کم باشد.

سایر مشکلاتی که در اثر افزایش سدیم برای محصول ایجاد می‌شود تشکیل بستر بذر، اشباع موقت خاک سطحی، pH بالا و افزایش پتانسیل بیماری‌ها، علف‌های هرز ( Weed: A weed is a plant considered undesirable in a particular situation)، فرسایش خاک، کمبود اکسیژن و کمبود مواد مغذی است.

آب بازیافتی می تواند منبع سدیم اضافی در خاک در مقایسه با سایر کاتیون ها (کلسیم، پتاسیم، منیزیم) باشد و بنابراین باید به طور مناسب کنترل شود.

اگر چه نسبت جذب سدیم (SAR) فقط یک عامل در تعیین مناسب بودن آب برای آبیاری است. به طور کلی می توان گفت که:

• هرچه نسبت جذب سدیم در اب بالاتر باشد این آب مناسب برای آبیاری نیست.

آبیاری با استفاده از آب با نسبت جذب سدیم بالا، نیاز به اصلاح خاک در درازمدت را ایجاد می کند.

اگر آب آبیاری با SAR بالا به مدت چندین سال به خاک اعمال شود. سدیم در آب می تواند کلسیم و منیزیم را در خاک جایگزین کند. این امر موجب کاهش توانایی خاک برای تشکیل دانه های پایدار و از دست دادن ساختار خاک می شود. این کار همچنین منجر به کاهش نفوذ پذیری خاک به آب می شود که منجر به مشکلات تولید محصول می شود. با توجه به مباحث گفته شده خاک های شنی معمولا مشکلات کمتری دارند.

برای مشاوره تخصصی در جهت ابیاری و تحلیل ساختمان خاک می توانید با مشاوران داروخانه ی گیاه پزشکی تاماریکس در ارتباط باشید.

• اما اگر SAR نسبت جذب سدیم بیشتر از 9 باشد قطعا خاک مناسب کشاورزی نمی باشد.
• هنگامی که نسبت جذب سدیم SAR کمتر از 3 باشد، مشکلی وجود نخواهد داشت.

ارتباط بین SAR و شاخص شوری

در یک نسبت جذب سدیم SAR معین، با افزایش شوری یا برعکس نرخ نفوذ افزایش می‌یابد. بنابراین SAR و EC باید به صورت ترکیبی برای ارزیابی مشکلات احتمالی استفاده شوند.

هر چه شوری بیشتر باشد، شاخص نسبت جذب سدیم SAR بالاتر که همین امر باعث بروز مشکلات نفوذ در خاک می شود. از طرف دیگر هر چه شوری کمتر باشد، خطر مشکلات نفوذ مستقل از مقدار SAR بیشتر می شود.

بارندگی می تواند باعث کاهش شوری خاک و در نتیجه افزایش شاخص SAR و کاهش نفوذ آب به خاک شود.

راه حل مشکلات SAR در خاک

راه حل های زیر برای مشکلات نسبت جذب سدیم SAR در خاک اعمال می شود:

• تغییر منابع آبیاری
• مخلوط کردن آب آبیاری را با آب با سطوح کم سدیم
• افزایش هوادهی
• استفاده از تزریق گوگرد، گچ، یا اسید سولفوریک ( استفاده از کودهای کشاورزی و یا کود های  اصلاح کننده شوری و PH خاک و آب  می تواند باعث تغییر در ساختمان خاک شود)