Overview
Source : Laboratoires du Dr Ian poivre et Dr Charles Gerba - Université de l’Arizona
Auteur mettant en évidence : Bradley Schmitz
Les sols contiennent normalement une quantité finie de l’eau, qui peut être exprimé comme la « teneur en humidité du sol. » Cette humidité existe dans les pores entre les agrégats du sol (l’espace poral inter global) et au sein des agrégats du sol (l’espace poral intra-agrégat) (Figure 1). Normalement, cet espace interstitiel est occupé par air et/ou d’eau. Si tous les pores sont occupés par l’air, le sol est complètement sec. Si tous les pores sont remplis d’eau, le sol est censé être saturé.
La figure 1. Espace interstitiel dans le sol.
Principles
Dans les milieux naturels en plein air, l’eau est ajouté au sol par la pluie ou d’irrigation délibérée des plantes. Dans les deux cas, l’humidité du sol augmente à mesure que plus de pores sont remplis d’eau au détriment de l’air. Si tous les pores sont remplissent avec de l’eau, l’eau en excès lixiviation maintenant vers le bas (Figure 2) à travers des pores du sol continue, jusqu'à ce que la pluie ou irrigation ne répond plus. Lixiviation continuera jusqu'à ce que les films de l’eau dans les pores sont détenues par la tension superficielle des colloïdes du sol contre la force de gravité. Une telle situation est dénommée le sol au « champ capacité » en ce qui concerne l’humidité du sol. Un sol à la capacité au champ a pores partiellement remplis d’air, entouré par les films de l’humidité du sol. Normalement, un sol à la capacité au champ est optimal pour la croissance des plantes et des microorganismes du sol aérobie, puisque l’air et l’eau sont disponibles. En revanche, un sol saturé créera des conditions anaérobies gorgés d’eau qui peuvent tuer les plantes et éliminer les microbes du sol aérobie, tout en stimulant les microbes anaérobies.
La figure 2. Éléments nutritifs lessivage dans le sol.
Examiner un échantillon de sol humide au sein d’un conteneur tel qu’un bécher. Le poids de la terre humide comprend le poids des particules de sol sec plus le poids de l’eau dans le sol. Si l’eau est ajoutée au sol, le poids humide du sol augmente. Le poids sec des particules du sol au sein de l’échantillon est fixe c'est-à-direun poids qui correspond au poids sec. En revanche, il y a un nombre infini de poids humide, dépendant de la quantité d’eau est ajouté au sol. Pour cette raison, quand faire laboratoire expérimente avec le sol, la teneur en humidité du sol est normalement exprimée sur la base du poids sec, parce que le poids sec est constant au fil du temps, alors que le poids humide ou mouillé peut changer au fil du temps. En exprimant les résultats d’une expérience comme la valeur nutritive d’un sol, utilisation de la base du poids sec fournit normalisation du résultat final.
Procedure
- Préparer et peser les deux des plats en aluminium.
- Aliquote environ 50 g de terre humide dans chaque aluminium plat et réévaluer les plats. Ainsi, le poids humide de l’échantillon de sol est maintenant reconnue.
- Sécher le sol nuit à 105 ° C dans le four.
- Retirer les plats du four et laissez-les refroidir.
- Réévaluer les plats et le sol sec de four. Maintenant le poids du sol sec est connu.
La quantité d’eau qui s’est tenue dans le sol est un élément important des processus biologiques et écologiques et est utilisée dans des applications telles que l’agriculture, prévention de l’érosion, lutte contre les inondations et la sécheresse prévision.
Les sols contiennent généralement une quantité finie de l’eau, qui peut être exprimé comme la teneur en humidité du sol. Existe de l’humidité dans le sol dans les pores entre les agrégats du sol, appelées inter-agréger l’espace interstitiel et au sein de pores dans les agrégats du sol eux-mêmes, appelé intra-agréger l’espace interstitiel. Si l’espace interstitiel est occupé entièrement par l’air, le sol est complètement sec. Si tous les pores sont remplis d’eau, le sol est saturé.
La mesure de la quantité d’eau qui s’est tenue dans le sol, ou la teneur en humidité du sol, est essentielle à la compréhension des caractéristiques du sol et les types de plantes et des microorganismes qui vivent dedans.
Cette vidéo va introduire les bases de l’humidité du sol et démontrer la procédure pour déterminer la teneur en laboratoire.
Dans les environnements extérieurs, l’eau est ajoutée au sol naturellement par la pluie ou délibérément avec l’irrigation des plantes. Comme les pores dans le sol sont remplissent avec de l’eau au détriment de l’air, l’humidité du sol augmente. Lorsque tous les pores sont remplis d’eau, le sol est saturé. Si le sol en surface est saturé, l’eau en excès lixiviation vers le bas à travers les pores dans le sol plus profondément. Lixiviation continue jusqu'à ce qu’il n’y a pas assez d’eau pour saturer l’ensemble de l’espace interstitiel. À ce stade, pores contiennent certains air et minces d’humidité. Les films de l’eau dans les pores sont détenues par la tension superficielle des colloïdes du sol, donc l’eau cesse de lessivage.
Après lessivage des arrêts ou excès d’eau a été vidangée du sol, le sol est décrit comme étant à la capacité au champ. Sol à capacité au champ a des pores qui sont partiellement remplis d’air, entouré par les films de l’humidité. Sol à capacité au champ est optimal pour la croissance des plantes et des microorganismes du sol aérobie, puisque l’air et l’eau sont disponibles. En revanche, les sols saturés, où tous les pores sont remplis d’eau, créera un environnement anaérobie qui peut tuer les plantes et éliminer les microbes du sol aérobie.
La masse du sol humide se compose de la masse des particules de sol sec, plus la masse de l’eau dans le sol. La masse sèche des particules du sol est fixe, tandis que la quantité d’eau dans un sol humide peut varier. Teneur en eau est donc calculée sur une base sèche, plutôt que sur une base de masse totale, d’assurer la cohérence. La teneur en humidité du sol est décrit comme étant le rapport de la masse d’eau qui s’est tenue dans le sol pour les sols secs. La masse d’eau est déterminée par la différence avant et après le dessèchement du sol.
L’expérience suivante vous montrera comment mesurer la teneur en humidité du sol en laboratoire au moyen de ces principes.
Pour commencer, recueillir des échantillons de sol et de les transférer dans le laboratoire. Échantillons de sol peuvent être recueillies sur le terrain à l’aide d’une tarière de sol, ou d’une truelle. Utilisation d’une tarière de sol permet le sol à échantillonner à des profondeurs spécifiques. Transférer dans le laboratoire. Peser les deux plats d’aluminium et enregistrer avec précision le poids de chaque plat. Aliquote environ 20 g de la terre humide dans chaque plat en aluminium, puis repeser la capsule. Soustraire le poids du plat vide du plat complet en vue d’acquérir la masse du sol humide.
Ensuite, séchez le sol pendant la nuit dans un four réglé à 105 ° C. Le lendemain, retirez soigneusement les échantillons de sol du four à l’aide de pinces. Placer les échantillons de sol sur la paillasse pour refroidir. Quand les échantillons de sol sec sont froides, repeser eux et enregistrer le poids total. Soustraire le poids du plat en aluminium et noter le poids de sol sec.
Calculer la teneur en humidité du sol en soustrayant le poids du sol sec de la masse de la terre humide et en divisant par le poids du sol sec.
Bien que la mesure est simple, il est important de déterminer la teneur en humidité du sol afin de mieux comprendre les caractéristiques du sol.
Humidité du sol joue un rôle important dans les préoccupations environnementales, surtout lorsqu’on considère les eaux de ruissellement de sol pouvant contenir des engrais et des pesticides. Dans cet exemple, ruissellement des sols a été analysée à l’aide d’une étude de pluie simulée afin de déterminer la rétention d’un composé dans un sol humide.
Sol, contenant de l’urée, était emballé dans des boîtes de sol et assemblé sous un simulateur de pluie. Ruissellement de sol ont été recueilli, et calculé la concentration d’urée dans l’eaux de ruissellement. La quantité d’urée dans l’eaux de ruissellement du sol était plus élevée pour les sols ayant une teneur en humidité plus élevée, indiquant que l’urée est mieux absorbé dans le sol plus sec, que dans l’humide.
Le sort des produits chimiques dans le sol peut également être analysé par eau de porosité directe d’échantillonnage, à l’aide d’un lysimètre, comme illustré dans cet exemple. Dans cette expérience, lysimètres ou tube métallique long, ont été installés dans le sol avec de l’herbe de gazon pour analyser l’eau interstitielle dans le sol végétal.
L’échantillonneur d’eau interstitielle a été ensuite installé, et l’eau pompée de la lysimètre après l’application de produits chimiques dans le sol. L’eau recueillie est ensuite analysé, et la concentration des produits chimiques appliqués corrélée à la teneur en profondeur et de l’humidité du sol.
Les résultats ont démontré que la concentration de l’arséniate de méthyle monosodique herbicide ou MSMA, était le plus élevé dans les 2 premiers centimètres du sol.
Vous avez juste regardé introduction de JoVE d’humidité du sol. Vous devez maintenant comprendre comment mesurer avec précision l’humidité du sol dans le laboratoire. Merci de regarder !
Results
Calculer la teneur en humidité du sol pour chacun des échantillons répétés à l’aide de l’équation suivante :
% d’humidité (MC) =
(base matière sèche)
Exemple de calcul :
M = 102 g
D = 90 g
∴ % MC =
MC = 13,3 %
Avec l’ajout de 5 g d’eau, nouvelle M = 107 et D toujours égal à 90
∴ % MC =
Nouveau MC = 18,9 %
Applications and Summary
Connaissance de la teneur en humidité d’un sol sur la base du poids sec est utile dans un certain nombre de façons. Par exemple, si les expériences sont menées avec le sol qui devrait être modifié qu’à une concentration connue d’engrais d’ammonium (par exemple 50 μg/g), puis le contenu de l’humidité sur la base du poids sec doit être déterminé. Si le calcul a été effectué sur la base du poids humide, la quantité d’engrais à ajouter dépendrait de la teneur en humidité (et donc le poids humide) de l’échantillon de sol. De même, si les plantes en pot sont considérés, la teneur en eau doit être connue afin de s’assurer que le sol n’est pas trop sec (pas assez d’humidité pour la croissance des plantes) ou trop humide (gorgés d’eau et anaérobies). Dans une situation de terrain, connaissance de la teneur en humidité du sol peut empêcher l’irrigation excessive et le lessivage des éléments nutritifs du sol.
