토양의 수분 함량 측정

JoVE 과학 교육
Environmental Microbiology
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Determination of Moisture Content in Soil

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06:16 min
April 30, 2023

개요

출처: 이안 페퍼 박사와 찰스 게르바 박사의 연구소 – 애리조나 대학교
시연 저자: 브래들리 슈미츠

토양은 일반적으로 “토양 수분 함량”으로 표현 될 수있는 물의 유한 한양을 포함합니다. 이 습기는 토양 응집체(골간 모공 공간) 및 토양 골재(골재 공간) 내에 있는 공공 공간 내에존재한다(도 1). 일반적으로이 모공 공간은 공기 및 / 또는 물에 의해 점유된다. 모든 모공이 공기에 의해 점유되면 토양은 완전히 건조합니다. 모든 모공이 물로 채워지면 토양은 포화 상태라고 합니다.

Figure 1
그림 1. 토양의 모공 공간.

Principles

실외 자연 환경에서는 강우량이나 식물의 고의적인 관개를 통해 토양에 물이 추가됩니다. 두 경우 모두, 더 많은 모공이 공기의 비용으로 물로 채워짐에 따라 토양 수분이 증가합니다. 모든 모공이 물로 채워지면, 비가 오거나 관개가 멈출 때까지 연속 적인 토양 모공을 통해 여분의 물이 아래로 침출됩니다(그림 2). 침출은 모공 내의 물 필름이 중력의 힘에 대한 토양 콜로이드의 표면 장력에 의해 유지 될 때까지 계속됩니다. 이러한 상황은 토양 수분에 대하여 토양이 “필드 용량”에 있는 것으로 지칭된다. 현장 용량의 토양에는 토양 수분 필름으로 둘러싸인 공기로 부분적으로 채워진 모공이 있습니다. 일반적으로 현장 용량의 토양은 공기와 물을 모두 사용할 수 있기 때문에 식물 성장과 호기성 토양 미생물에 최적입니다. 대조적으로, 포화 토양은 혐기성 미생물을 자극하면서 식물을 죽이고 호기성 토양 미생물을 억제 할 수있는 물로 막힌 혐기성 조건을 생성합니다.

Figure 2
그림 2. 토양에서 침출 영양소.

비커와 같은 용기 내에서 습한 토양 샘플을 고려하십시오. 습한 토양의 무게는 건조한 토양 입자의 무게와 토양 내의 물의 무게로 구성됩니다. 토양에 더 많은 물이 추가되면 토양의 젖은 무게가 증가합니다. 시료 내의 토양 입자의 건조 중량은 건조 중량인 1중량, 즉고정된다. 대조적으로, 토양에 추가되는 물의 양에 따라 젖은 무게의 무한한 수가 있습니다. 이 때문에 토양을 실험할 때, 토양의 수분 함량은 일반적으로 건조 중량 기준으로 표현되며, 이는 건조 중량이 시간이 지남에 따라 일정하기 때문에, 습기나 습한 무게는 시간이 지남에 따라 변할 수 있다. 토양의 영양 분과 와 같은 실험의 결과를 표현할 때, 건식 중량 기준의 사용은 최종 결과의 표준화를 제공한다.

Procedure

알루미늄 접시의 무게. 알리쿼트는 각 알루미늄 요리에 약 50g의 습한 토양을 넣고 요리의 무게를 재량합니다. 따라서, 토양 샘플의 습한 무게는 지금 알려져 있다. 오븐에서 105 °C에서 하룻밤 토양을 건조. 오븐에서 접시를 꺼내식하십시오. 오븐 건조 토양과 접시를 재계량합니다. 이제 마른 토양의 무게가 알려져 있습니다.

Results

다음 방정식을 사용하여 복제 샘플 각각에 대한 토양 수분 함량을 계산합니다. % 수분 함량 (MC) = (드라이 wt. 기초) 예제 계산: M = 102 g D = 90 g ∴ % MC = MC = 13.3% 5 g의 물을 추가하면 새로운 M = 107 및 D는 여전히 90과 같습니다. ∴ % MC = 신규 MC = 18.9%  

Applications and Summary

토양의 수분 함량에 대한 지식은 건조 중량 기준으로 여러 가지 방법으로 유용합니다. 예를 들어, 암모늄 비료의 알려진 농도(예: 50 μg/g)로 개정되어야 하는 토양으로 실험을 실시하는 경우, 건조 중량 기준으로 수분 함량을 결정해야 한다. 계산이 젖은 중량 기준으로 완료된 경우, 첨가할 비료의 양은 토양 시료의 수분 함량(따라서 촉촉한 중량)에 따라 달라집니다. 마찬가지로, 화분에 심은 식물을 고려하는 경우, 토양이 너무 건조하지 않도록하기 위해 수분 함량을 알려야합니다 (식물 성장을위한 충분한 수분) 또는 너무 젖은 (물과 혐기성). 현장 상황에서, 토양 수분 함량에 대한 지식은 토양 영양소의 과도한 관개 및 침출을 방지 할 수 있습니다.

내레이션 대본

알루미늄 접시의 무게. 알리쿼트는 각 알루미늄 요리에 약 50g의 습한 토양을 넣고 요리의 무게를 재량합니다. 따라서, 토양 샘플의 습한 무게는 지금 알려져 있다. 오븐에서 105 °C에서 하룻밤 토양을 건조. 오븐에서 접시를 꺼내식하십시오. 오븐 건조 토양과 접시를 재계량합니다. 이제 마른 토양의 무게가 알려져 있습니다.