regard
03-05-2012, 11:37 PM
مقدمه :
آب متداول ترین و حیاتی ترین ماده طبیعی است که مقدار آن رابطه مستقیمی با نزولات آسمانی دارد. به‌طور متوسط مقدار سالانه نزولات آسمانی در سطح کره زمین در حدود ۶۶ سانتی‌متر برآورد شده است. خاک که در حد واسط اتمسفر و لیتوسفر قرار گرفته نقش مهمی در ذخیره آب و ایجاد جریان‌های سطحی ایفا می‌کند. مقدار آبی که عملا" در چرخه‌های این ماده حیاتی وجود دارد درصد بسیار ناچیزی از آب موجود در سطح زمین را تشکیل می‌دهد. کمتر از ۳ درصد آب سطح زمین شیرین است که قسمت عمده آن هم به صورت توده‌ها و یا ورقه‌های یخی است. مقدار آبی که در هوا، خاک، دریاچه‌ها و رودخانه‌ها وجود دارد نیز فقط 03/0 درصد کل آب سطح زمین می باشد.
روش های اندازه گيری رطوبت خاک :
رطوبت خاك را با روشهاي مختلفي ميتوا ن اندازه گیری كرد. بطور کلی آنها را ميتوان به دو دسته مستقيم و غير مستقيم تقسيم بندی نمود: 1- روش اندازه گيري مستقيم : در اين روش رطوبت خاك به روش وزني و از طريق خشک كردن نمونه در دستگاه آون با درجه حرارت 105 درجه سانتيگراد تعيين ميشود.
2- روش های غير مستقيم: در اين روشها با استفاده از دستگاه های مختلف ، ميزان رطوبت خاک تعيين می شود. مهمترين اين روش ها عبارتند از : ü نوترون متر ü بلوک گچی ü تانسيومتر ü TDR ü صفحات فشاری ( پرتوگاما )
آب خاک :
1. آب ثقلی : در مناطق و منافذ درشت قرار دارد و با کمترین مکش از خاک خارج می شود. atm 3/1 2. آب کاپیلاری : با نیروی بیشتری در خاک قرار دارد و در منافذ ریز می باشد و با مکش زیاد از خاک خارج می شود. atm 5/3 – 3/1 3. آب هیگروسکوپی : اطراف ذره را احاطه کرده و با هیچ نیرویی نمی توان آن را از خاک خارج کرد فقط در موقع خشکسالی بوسیله تبخیر خارج می شود. در اندازه گیری رطوبت خاک ،آب کاپیلاری اندازه گیری می شود. جذب رطوبت و نقطه پژمردگی :
پتانسیل رطوبتی خاک در نقطه ظرفیت زراعی به طور نسبی بالا است، بنابراین ریشه‌ها به راحتی می‌توانند آب را از خاک جذب نمایند. هنگامی که ریشه‌ها با عمل اسمز آب را از خاک جذب می‌کنند، خاک خشک تر شده و با خشک تر شدن خاک هدایت آبی خاک هم به شدت کاهش یافته و در نتیجه حرکت آب به طرف ریشه و جذب آب کندتر می‌گردد. سرانجام در صورتی که آبی به خاک اضافه نگردد سرعت از دست دادن رطوبت توسط گیاه بیش از سرعت جذب آن به‌وسیله ریشه خواهد بود و در نتیجه کمبود رطوبت ابتدا به صورت عارضه و در نهایت به صورت پژمردگی در گیاه ظاهر می گردد.
روش اندازه گیری مستقیم
اهداف آزمایش :
اندازه گیری رطوبت خاک به منظور آگاهی از آن در جهت زمان بندی دقیق آبیاری گیاهان با توجه به نیاز آبی آنان در طول روز و در طی فصل زراعی برای رشد بهتر گیاهان و افزایش بازدهی محصول آنان می باشد.
وسایل آزمایش :
- بیل یاهر وسیله‌ای برای کندن زمین و تهیه نمونه از خاک
- ظرف نمونه گیری که باید قابلیت تغییر حالت در برابر دمای زیاد را نداشته باشد
- آون برای خشک کردن نمونه
- ترازوی دقیق برای اندازه گیری و توزین نمونه
شرح آزمایش : ۱- به کمک ترازو، جرم یک ظرف خشک و تمیز ( Mc ) را اندازه گرفته و شماره ظرف و جرم آن باید روی فرم اطلاعات ثبت شود. ۲- خاک مرطوب را داخل ظرف قرار داده ۳- به کمک ترازو، جرم ظرف حاوی خاک مرطوب ( Mdc ) را اندازه گیری کرده و سپس ظرف حاوی خاک مرطوب را به مدت 24 ساعت در آون قرار داده و با درجه حرارت 105 درجه سانتیگراد آن را خشک می کنیم. درجه حرارت ۱05 درجه سانتیگراد از آنجایی انتخاب شده است که کمی از نقطه جوش آب بالاتر است.
۴- پس از 24 ساعت ظرف حاوی خاک را از آون خارج کرده و توسط ترازو، جرم ظرف حاوی خاک خشک ( Msc ) را اندازه میگیریم. اکثر ترازوها نسبت به تغییرات حرارتی غیر حساس هستند، بنابراین ظرف حاوی خاک خشک را می‌توان مستقیماً روی ترازو قرار داد. چنانچه ترازوی مورد استفاده، به درجه حرارت حساس باشد قبل از قراردادن نمونه خاک در ترازو می توان از یک دسیکاتور جهت رساندن دمای خاک خشک به دمای اتاق استفاده نمود.
محاسبات: درصد رطوبت (Mr ) خاک به عنوان جرم آب موجود در خاک ( Mw ) تقسیم بر جرم خاک خشک ( Ms ) تعریف شده و بر حسب "درصد" بیان می‌شود : که در آن
Mw : جرم آب موجود در خاک Md: جرم خاک مرطوب Ms : جرم خاک خشک Mc : جرم ظرف خالی Mdc : جرم ظرف بعلاوه خاک مرطوب Msc : جرم ظرف بعلاوه خاک خشک Mr: رطوبت خاک
Mdc= Mc + Md
Msc= Mc + Ms
Mw =Mdc - Msc
% Mr = Mw ÷ Ms × 100
Mc = 49/12
Mdc = 116/76
Msc = 106/53
Md = 116/76 – 49/12 = 67/64
Ms = 106/53 – 49/12 = 57/41
Mw = 67/64 – 57/41 = 10/23
% Mr = 10/23 ÷ 57/41 × 100 = 17/819
مقدار درصد رطوبت خاک غالباً بر حسب نزدیکترین 1/0 یا ۱ درصد بیان می‌شود. درصد رطوبت خاک می‌تواند بین ۰ تا ۱۲۰۰ درصد متغیر باشد. درصد رطوبت صفر بیانگر یک خاک خشک است. نمونه‌ای از یک خاک خشک، شن یا ماسه تمیز در شرایط آب و هوایی بسیار گرم است. خاک های آلی بیشترین درصد رطوبت را دارند.
اشتباهات معمول :
اشتباهات معمول آزمایشگاهی در مورد آزمایش درصد رطوبت بشرح زیر است : 1. استفاده از ترازوی کالیبره نشده یا بد کالیبره شده 2. از دست رفتن خاک بین توزین اولیه و ثانویه 3. از دست رفتن رطوبت نمونه قبل از توزین اولیه 4. اضافه شدن رطوبت به نمونه پس از خشک کردن و قبل از توزین ثانویه 5. دمای نامناسب آون 6. نمونه خیلی کوچک یا وزن غلط ظرف 7. خارج نمودن نمونه از آون قبل از دستیابی به وزن خشک ثابت 8. توزین نمونه هنگامی که هنوز داغ است ( برای ترازوهای حساس به دما ) اشتباه معمول دیگر لبریز کردن آون با نمونه‌های خاک است. در چنین شرایطی جریان هوا محدود شده و احتمال اینکه نمونه‌ها بطور کامل خشک نشوند وجود دارد.
ارزیابی :
v محاسن کار: ساده بودن نوع و وسایل آزمایش، ارزان قیمت، نتیجه خوب و... v
معایب کار : دقت کم، زمانبر، سخت بودن به لحاظ کارکرد، و...
آب متداول ترین و حیاتی ترین ماده طبیعی است که مقدار آن رابطه مستقیمی با نزولات آسمانی دارد. به‌طور متوسط مقدار سالانه نزولات آسمانی در سطح کره زمین در حدود ۶۶ سانتی‌متر برآورد شده است. خاک که در حد واسط اتمسفر و لیتوسفر قرار گرفته نقش مهمی در ذخیره آب و ایجاد جریان‌های سطحی ایفا می‌کند. مقدار آبی که عملا" در چرخه‌های این ماده حیاتی وجود دارد درصد بسیار ناچیزی از آب موجود در سطح زمین را تشکیل می‌دهد. کمتر از ۳ درصد آب سطح زمین شیرین است که قسمت عمده آن هم به صورت توده‌ها و یا ورقه‌های یخی است. مقدار آبی که در هوا، خاک، دریاچه‌ها و رودخانه‌ها وجود دارد نیز فقط 03/0 درصد کل آب سطح زمین می باشد.
روش های اندازه گيری رطوبت خاک :
رطوبت خاك را با روشهاي مختلفي ميتوا ن اندازه گیری كرد. بطور کلی آنها را ميتوان به دو دسته مستقيم و غير مستقيم تقسيم بندی نمود: 1- روش اندازه گيري مستقيم : در اين روش رطوبت خاك به روش وزني و از طريق خشک كردن نمونه در دستگاه آون با درجه حرارت 105 درجه سانتيگراد تعيين ميشود.
2- روش های غير مستقيم: در اين روشها با استفاده از دستگاه های مختلف ، ميزان رطوبت خاک تعيين می شود. مهمترين اين روش ها عبارتند از : ü نوترون متر ü بلوک گچی ü تانسيومتر ü TDR ü صفحات فشاری ( پرتوگاما )
آب خاک :
1. آب ثقلی : در مناطق و منافذ درشت قرار دارد و با کمترین مکش از خاک خارج می شود. atm 3/1 2. آب کاپیلاری : با نیروی بیشتری در خاک قرار دارد و در منافذ ریز می باشد و با مکش زیاد از خاک خارج می شود. atm 5/3 – 3/1 3. آب هیگروسکوپی : اطراف ذره را احاطه کرده و با هیچ نیرویی نمی توان آن را از خاک خارج کرد فقط در موقع خشکسالی بوسیله تبخیر خارج می شود. در اندازه گیری رطوبت خاک ،آب کاپیلاری اندازه گیری می شود. جذب رطوبت و نقطه پژمردگی :
پتانسیل رطوبتی خاک در نقطه ظرفیت زراعی به طور نسبی بالا است، بنابراین ریشه‌ها به راحتی می‌توانند آب را از خاک جذب نمایند. هنگامی که ریشه‌ها با عمل اسمز آب را از خاک جذب می‌کنند، خاک خشک تر شده و با خشک تر شدن خاک هدایت آبی خاک هم به شدت کاهش یافته و در نتیجه حرکت آب به طرف ریشه و جذب آب کندتر می‌گردد. سرانجام در صورتی که آبی به خاک اضافه نگردد سرعت از دست دادن رطوبت توسط گیاه بیش از سرعت جذب آن به‌وسیله ریشه خواهد بود و در نتیجه کمبود رطوبت ابتدا به صورت عارضه و در نهایت به صورت پژمردگی در گیاه ظاهر می گردد.
روش اندازه گیری مستقیم
اهداف آزمایش :
اندازه گیری رطوبت خاک به منظور آگاهی از آن در جهت زمان بندی دقیق آبیاری گیاهان با توجه به نیاز آبی آنان در طول روز و در طی فصل زراعی برای رشد بهتر گیاهان و افزایش بازدهی محصول آنان می باشد.
وسایل آزمایش :
- بیل یاهر وسیله‌ای برای کندن زمین و تهیه نمونه از خاک
- ظرف نمونه گیری که باید قابلیت تغییر حالت در برابر دمای زیاد را نداشته باشد
- آون برای خشک کردن نمونه
- ترازوی دقیق برای اندازه گیری و توزین نمونه
شرح آزمایش : ۱- به کمک ترازو، جرم یک ظرف خشک و تمیز ( Mc ) را اندازه گرفته و شماره ظرف و جرم آن باید روی فرم اطلاعات ثبت شود. ۲- خاک مرطوب را داخل ظرف قرار داده ۳- به کمک ترازو، جرم ظرف حاوی خاک مرطوب ( Mdc ) را اندازه گیری کرده و سپس ظرف حاوی خاک مرطوب را به مدت 24 ساعت در آون قرار داده و با درجه حرارت 105 درجه سانتیگراد آن را خشک می کنیم. درجه حرارت ۱05 درجه سانتیگراد از آنجایی انتخاب شده است که کمی از نقطه جوش آب بالاتر است.
۴- پس از 24 ساعت ظرف حاوی خاک را از آون خارج کرده و توسط ترازو، جرم ظرف حاوی خاک خشک ( Msc ) را اندازه میگیریم. اکثر ترازوها نسبت به تغییرات حرارتی غیر حساس هستند، بنابراین ظرف حاوی خاک خشک را می‌توان مستقیماً روی ترازو قرار داد. چنانچه ترازوی مورد استفاده، به درجه حرارت حساس باشد قبل از قراردادن نمونه خاک در ترازو می توان از یک دسیکاتور جهت رساندن دمای خاک خشک به دمای اتاق استفاده نمود.
محاسبات: درصد رطوبت (Mr ) خاک به عنوان جرم آب موجود در خاک ( Mw ) تقسیم بر جرم خاک خشک ( Ms ) تعریف شده و بر حسب "درصد" بیان می‌شود : که در آن
Mw : جرم آب موجود در خاک Md: جرم خاک مرطوب Ms : جرم خاک خشک Mc : جرم ظرف خالی Mdc : جرم ظرف بعلاوه خاک مرطوب Msc : جرم ظرف بعلاوه خاک خشک Mr: رطوبت خاک
Mdc= Mc + Md
Msc= Mc + Ms
Mw =Mdc - Msc
% Mr = Mw ÷ Ms × 100
Mc = 49/12
Mdc = 116/76
Msc = 106/53
Md = 116/76 – 49/12 = 67/64
Ms = 106/53 – 49/12 = 57/41
Mw = 67/64 – 57/41 = 10/23
% Mr = 10/23 ÷ 57/41 × 100 = 17/819
مقدار درصد رطوبت خاک غالباً بر حسب نزدیکترین 1/0 یا ۱ درصد بیان می‌شود. درصد رطوبت خاک می‌تواند بین ۰ تا ۱۲۰۰ درصد متغیر باشد. درصد رطوبت صفر بیانگر یک خاک خشک است. نمونه‌ای از یک خاک خشک، شن یا ماسه تمیز در شرایط آب و هوایی بسیار گرم است. خاک های آلی بیشترین درصد رطوبت را دارند.
اشتباهات معمول :
اشتباهات معمول آزمایشگاهی در مورد آزمایش درصد رطوبت بشرح زیر است : 1. استفاده از ترازوی کالیبره نشده یا بد کالیبره شده 2. از دست رفتن خاک بین توزین اولیه و ثانویه 3. از دست رفتن رطوبت نمونه قبل از توزین اولیه 4. اضافه شدن رطوبت به نمونه پس از خشک کردن و قبل از توزین ثانویه 5. دمای نامناسب آون 6. نمونه خیلی کوچک یا وزن غلط ظرف 7. خارج نمودن نمونه از آون قبل از دستیابی به وزن خشک ثابت 8. توزین نمونه هنگامی که هنوز داغ است ( برای ترازوهای حساس به دما ) اشتباه معمول دیگر لبریز کردن آون با نمونه‌های خاک است. در چنین شرایطی جریان هوا محدود شده و احتمال اینکه نمونه‌ها بطور کامل خشک نشوند وجود دارد.
ارزیابی :
v محاسن کار: ساده بودن نوع و وسایل آزمایش، ارزان قیمت، نتیجه خوب و... v
معایب کار : دقت کم، زمانبر، سخت بودن به لحاظ کارکرد، و...