土壌中の水分の定量

Environmental Microbiology

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Overview

ソース: ドクターペッパー イアン博士チャールズ Gerba - アリゾナ大学所
示す著者: ブラッドリー ・ シュミッツ

土壌は通常「土壌含水率」として表現することができます水の有限な量を含む土壌団粒 (骨材間の気孔スペース) の間に空隙内および土壌団粒 (内集計気孔スペース) 内で、この水分が存在する (図 1)。通常この気孔スペースは、空気や水によって占められています。すべての毛穴が空気によって占有されて、土は完全に乾燥です。すべての毛穴には水が入り、土は飽和するといいます。

Figure 1
図 1。土の気孔スペース。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 環境微生物学の必需品. 土壌中の水分の定量. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Principles

屋外の自然環境に水は、降雨や植物の意図的な灌漑によって土壌に追加されます。いずれにしても、土壌水分はにつれてより毛穴が空気を犠牲にして水でいっぱいになった。すべての毛穴が水でいっぱいになって、余分な水分は雨または潅漑の消滅まで下方 (図 2) 継続的な土壌の気孔を通してを濾す今。溶出は、孔内水膜は、重力の力に対して土壌コロイドの表面張力によって保持されてまで続行されます。このような状況は、土壌水分に関して「容量のフィールド」で土壌と呼ばれます。フィールドの容量で土壌には土壌水分の膜に囲まれた、空気で満たされて毛穴。通常フィールドの容量で土壌は空気と水の両方が使用できるので、植物の成長と好気性土壌微生物に最適です。一方、飽和土は植物を殺すことができ刺激的な嫌気性微生物中の好気性土壌微生物を抑制する水浸しの嫌気的条件を作成します。

Figure 2
図 2。土壌に溶出する栄養素。

ビーカーなどのコンテナー内にある湿った土のサンプルを検討してください。湿った土の重量は、乾燥した土粒子の重量に加えて、土壌内の水の重量で構成されています。土により多くの水を追加すると、土の湿潤重量は増加します。サンプル内の土壌粒子の乾燥重量は、すなわち、1 つの重量は乾燥重量である固定されています。対照的に、土にどのくらいの水を加えに応じてウェットの重みの無限の数があります。このため、土壌、実験演習を行うとき土の含水率は、乾燥重量は一定時間、湿った、またはぬれた重量を時間をかけて変更できますので乾燥重量ベースで、通常表されます。土壌の栄養成分など実験の結果を表現する、乾燥重量ベースの使用は、最終結果の標準化を提供します。

Procedure

  1. アルミ皿の両方の重量を量る。
  2. 各アルミに湿った土の約 50 の約数 g 皿し、皿の reweigh。したがって、土壌試料の湿潤重量は今知られています。
  3. 105 ° C のオーブンで一晩土壌を乾燥させます。
  4. お皿をオーブンから取り出し、冷ます。
  5. Reweigh 料理プラス オーブン乾燥した土壌。今乾燥土の重量が知られています。

土壌の水の量は生物学的・生態学的プロセスの重要なコンポーネントです、農業、侵食防止、洪水制御および干ばつ予測などのアプリケーションで使用されます。

土壌は、通常土壌水分量として表現することができます水の有限な量を含まれます。インターと呼ばれる、土壌団粒間空隙内の土壌に水分が存在する-気孔スペースを集約し、自ら土壌団粒で毛穴内イントラと呼ばれる-気孔スペースを集約。気孔スペースは完全に空気によって占有されている、土壌は完全に乾燥です。毛穴のすべては水に満ちている、土は飽和状態します。

土や土壌水分内に保持される水の量の測定は、土壌の性質およびそれに存在する微生物および植物のタイプの理解に不可欠です。

このビデオは土壌水分の基本を紹介し、研究室では、含水率を決定するための手順をデモンストレーションします。

屋外の環境で水は自然降雨または意図的に植物の灌漑と土壌に追加されます。土の気孔は空気を犠牲にして水でいっぱいになって、土壌水分が増加します。毛穴のすべてが水でいっぱいになる、土は飽和.場合は表面の土が飽和すると、余分な水分は濾す下方気孔を通して深い土壌。溶出まですべての気孔スペースを飽和させるのに十分な水がないです。この時点で毛穴には、いくつかの空気と水分の膜が含まれています。孔内の水膜は、浸出水が停止したため土壌コロイドの表面張力によって保持されます。

溶出が停止し、余分な水は土壌から排水している後、土がフィールドの容量であることとして記述されます。フィールドの容量では、土壌には水分の膜に囲まれた、空気で部分的に満ちている毛穴。空気と水の両方が使用できるので、フィールドの容量では、土壌は植物の成長と好気性土壌微生物に最適です。対照的に、場所すべて毛穴は水で満ちている、飽和土は植物を殺すことができる好気性土壌微生物を抑制する嫌気性環境を作成します。

湿った土の質量は、乾燥した土壌粒子の質量に加えて、土壌内の水の質量で構成されています。湿った土壌内の水の量が変わることができるに対し、土壌粒子の乾燥質量が固定されています。したがって、一貫性を確保するため、単位の合計質量ではなく、乾燥で含水率が計算されます。土の含水率は、土の乾燥した土壌に水の質量の比として記述されます。水の質量は、土壌を乾燥前後の違いによって決定されます。

次の実験は、これらの原則を使用して実験室で土壌水分を測定する方法を実演します。

まず、土壌のサンプルを収集し、研究室にそれらを転送します。土壌は、土壌オーガーまたはこてを使用してフィールドで収集できます。土壌オーガーの特定の深さにサンプリングする土壌の使用します。研究室にそれらを転送します。2 つのアルミ皿の重量を量るし、各皿の重量を正確に記録。各アルミ皿に湿った土の因数約 20 g、皿を reweigh します。湿った土壌の重量を取得する完全な皿から空の皿の重さを引きます。

次に、105 ° C に設定オーブンで一晩土壌を乾燥させる次の日には、トングを使用してオーブンから土壌サンプルを慎重に取り外します。ベンチ上でクールな土壌サンプルを配置します。乾燥した土壌サンプルはクールなときそれらを reweigh し、総重量を記録します。アルミ皿の重さを引き、乾燥した土壌の重量を記録します。

湿った土の重量から乾燥土の重量を引くと乾燥土の重量で割るによって土壌の含水率を計算します。

測定は簡単ですが、土壌の特性を理解するために土壌水分を決定することが重要です。

土壌水分は、特に肥料や農薬を含む土壌流出を検討する場合、環境問題で大きなロールを再生します。この例では、土砂の流出を湿った土壌の化合物の保持を決定するために人工降雨の研究を使用して行った。

尿素を含む土土ボックスに詰めて、降雨装置の下で組み立ています。土壌流出を採取し、流出水中の尿素の濃度が計算されます。高い含水率を持っていた土の土壌流出中の尿素の量が高かった、どっぷりその尿素が良いを示す乾燥した土壌よりもしっとりに。

この例で示すように、また直接間隙水をサンプリング、ライシメータを用いた土壌中の化学物質の運命を分析できます。この実験では、ライシ、または長い金属チューブ、栄養土壌中の間隙水を分析する泥炭の草と土壌に設置されました。

間隙水サンプラーはそれから取付けられていたと水が土に化学物質を適用した後、ライシ メーターから励起します。収集した水を分析した、および応用化学物質の濃度は、土壌の深さと含水率に相関します。

結果は、除草剤ナトリウム メチル ヒ酸の適応、濃度は土の上から 2 センチで最高を示した。

土壌水分のゼウスの概要を見てきただけ。今研究室で土壌水分量を正確に測定する方法を理解する必要があります。見てくれてありがとう!

Results

次の方程式を使用してレプリケーションのサンプルのそれぞれの土壌水分量を計算します。

% の含水率 (MC) =

(乾燥重量ベース)

計算例:

M = 102 g

D = 90 g

∴ %MC =

MC = 13.3%

5 g の水、新しい M の追加 = 107 と D まだ等しい 90

∴ %MC =

新しい MC = 18.9%

Applications and Summary

乾燥重量ベースで土壌の含水率の知識は、いくつかの方法で便利です。たとえば、実験はアンモニウム肥料 (たとえば 50 μ g/g) の濃度既知と改正すべき土で行われている場合その乾燥重量ベースで含水率を決定する必要があります。湿重量に基づいて計算を完了すると、追加する肥料の量が含水率 (および湿った重量) 土壌試料の上依存でしょう。同様に、鉢植えの植物がある場合含水率知られていなければならない土壌があまりにもではないことを確認するために (植物成長のため十分な水分) を乾燥またはあまりにもウェット (湛水と嫌気性)。フィールド状況土壌含水率の知識は、過剰なかんがいと土壌養分の溶脱を防ぐことができます。

  1. アルミ皿の両方の重量を量る。
  2. 各アルミに湿った土の約 50 の約数 g 皿し、皿の reweigh。したがって、土壌試料の湿潤重量は今知られています。
  3. 105 ° C のオーブンで一晩土壌を乾燥させます。
  4. お皿をオーブンから取り出し、冷ます。
  5. Reweigh 料理プラス オーブン乾燥した土壌。今乾燥土の重量が知られています。

土壌の水の量は生物学的・生態学的プロセスの重要なコンポーネントです、農業、侵食防止、洪水制御および干ばつ予測などのアプリケーションで使用されます。

土壌は、通常土壌水分量として表現することができます水の有限な量を含まれます。インターと呼ばれる、土壌団粒間空隙内の土壌に水分が存在する-気孔スペースを集約し、自ら土壌団粒で毛穴内イントラと呼ばれる-気孔スペースを集約。気孔スペースは完全に空気によって占有されている、土壌は完全に乾燥です。毛穴のすべては水に満ちている、土は飽和状態します。

土や土壌水分内に保持される水の量の測定は、土壌の性質およびそれに存在する微生物および植物のタイプの理解に不可欠です。

このビデオは土壌水分の基本を紹介し、研究室では、含水率を決定するための手順をデモンストレーションします。

屋外の環境で水は自然降雨または意図的に植物の灌漑と土壌に追加されます。土の気孔は空気を犠牲にして水でいっぱいになって、土壌水分が増加します。毛穴のすべてが水でいっぱいになる、土は飽和.場合は表面の土が飽和すると、余分な水分は濾す下方気孔を通して深い土壌。溶出まですべての気孔スペースを飽和させるのに十分な水がないです。この時点で毛穴には、いくつかの空気と水分の膜が含まれています。孔内の水膜は、浸出水が停止したため土壌コロイドの表面張力によって保持されます。

溶出が停止し、余分な水は土壌から排水している後、土がフィールドの容量であることとして記述されます。フィールドの容量では、土壌には水分の膜に囲まれた、空気で部分的に満ちている毛穴。空気と水の両方が使用できるので、フィールドの容量では、土壌は植物の成長と好気性土壌微生物に最適です。対照的に、場所すべて毛穴は水で満ちている、飽和土は植物を殺すことができる好気性土壌微生物を抑制する嫌気性環境を作成します。

湿った土の質量は、乾燥した土壌粒子の質量に加えて、土壌内の水の質量で構成されています。湿った土壌内の水の量が変わることができるに対し、土壌粒子の乾燥質量が固定されています。したがって、一貫性を確保するため、単位の合計質量ではなく、乾燥で含水率が計算されます。土の含水率は、土の乾燥した土壌に水の質量の比として記述されます。水の質量は、土壌を乾燥前後の違いによって決定されます。

次の実験は、これらの原則を使用して実験室で土壌水分を測定する方法を実演します。

まず、土壌のサンプルを収集し、研究室にそれらを転送します。土壌は、土壌オーガーまたはこてを使用してフィールドで収集できます。土壌オーガーの特定の深さにサンプリングする土壌の使用します。研究室にそれらを転送します。2 つのアルミ皿の重量を量るし、各皿の重量を正確に記録。各アルミ皿に湿った土の因数約 20 g、皿を reweigh します。湿った土壌の重量を取得する完全な皿から空の皿の重さを引きます。

次に、105 ° C に設定オーブンで一晩土壌を乾燥させる次の日には、トングを使用してオーブンから土壌サンプルを慎重に取り外します。ベンチ上でクールな土壌サンプルを配置します。乾燥した土壌サンプルはクールなときそれらを reweigh し、総重量を記録します。アルミ皿の重さを引き、乾燥した土壌の重量を記録します。

湿った土の重量から乾燥土の重量を引くと乾燥土の重量で割るによって土壌の含水率を計算します。

測定は簡単ですが、土壌の特性を理解するために土壌水分を決定することが重要です。

土壌水分は、特に肥料や農薬を含む土壌流出を検討する場合、環境問題で大きなロールを再生します。この例では、土砂の流出を湿った土壌の化合物の保持を決定するために人工降雨の研究を使用して行った。

尿素を含む土土ボックスに詰めて、降雨装置の下で組み立ています。土壌流出を採取し、流出水中の尿素の濃度が計算されます。高い含水率を持っていた土の土壌流出中の尿素の量が高かった、どっぷりその尿素が良いを示す乾燥した土壌よりもしっとりに。

この例で示すように、また直接間隙水をサンプリング、ライシメータを用いた土壌中の化学物質の運命を分析できます。この実験では、ライシ、または長い金属チューブ、栄養土壌中の間隙水を分析する泥炭の草と土壌に設置されました。

間隙水サンプラーはそれから取付けられていたと水が土に化学物質を適用した後、ライシ メーターから励起します。収集した水を分析した、および応用化学物質の濃度は、土壌の深さと含水率に相関します。

結果は、除草剤ナトリウム メチル ヒ酸の適応、濃度は土の上から 2 センチで最高を示した。

土壌水分のゼウスの概要を見てきただけ。今研究室で土壌水分量を正確に測定する方法を理解する必要があります。見てくれてありがとう!

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