קביעת תכולת הלחות בקרקע

כמות המים המוחזקים בקרקע היא מרכיב חשוב בתהליכים ביולוגיים ואקולוגיים, והיא משמשת ביישומים כגון חקלאות, מניעת שחיקה, בקרת שיטפונות וחיזוי בצורת.

קרקעות מכילות בדרך כלל כמות סופית של מים, אשר יכול לבוא לידי ביטוי כתכולת לחות הקרקע. הלחות קיימת בקרקע בתוך חללי הנקבוביות בין אגרגטים של הקרקע, הנקראים מרחב נקבוביות בין-מצטבר, ובתוך נקבוביות בקרקע מצטברות עצמן, הנקראות מרחב נקבוביות תוך-צרפי. אם שטח הנקבבובית תפוס כולו באוויר, האדמה יבשה לחלוטין. אם כל הנקבוביות מלאות במים, האדמה רוויה.

מדידת כמות המים המוחזקים בתוך האדמה, או תכולת הלחות בקרקע, חיונית להבנת מאפייני הקרקע וסוגי הצמחים והמיקרואורגניזמים השקועים בה.

וידאו זה יציג את היסודות של תוכן לחות הקרקע, ולהדגים את ההליך לקביעת תוכן לחות במעבדה.

בסביבות חיצוניות, מים מתווספים לאדמה באופן טבעי באמצעות גשמים או בכוונה עם השקיה של צמחים. ככל שהנקבוביות באדמה מתמלאות במים על חשבון האוויר, לחות הקרקע עולה. כאשר כל הנקבוביות מלאות במים, האדמה רוויה. אם האדמה על פני השטח רוויה, עודפי מים ישטפו כלפי מטה דרך נקבוביות לתוך אדמה עמוקה יותר. שטיפה נמשכת עד שאין מספיק מים כדי להרוות את כל שטח הנקבבובית. בשלב זה נקבוביות מכילות קצת אוויר וסרטים דקים של לחות. סרטי המים בתוך הנקבוביות מוחזקים על ידי מתח פני השטח של קולואידים בקרקע, ובכך המים מפסיקים לצוץ.

לאחר עצירות שטיפה, ומים עודפים התנקזו מהאדמה, האדמה מתוארת כקיבולת שדה. לקרקע בקיבולת השדה יש נקבוביות מלאות חלקית באוויר, מוקפות בסרטי לחות. קרקע בקיבולת שדה היא אופטימלית לצמיחת צמחים ומיקרואורגניזמים קרקע אירובי, שכן הן אוויר והן מים זמינים. לעומת זאת, אדמה רוויה, שבה כל הנקבוביות מלאות במים, תיצור סביבה אנאירובית שיכולה להרוג צמחים ולדכא חיידקי קרקע אירוביים.

המסה של אדמה לחה מורכבת ממסת חלקיקי הקרקע היבשה, בתוספת המסה של המים בתוך האדמה. המסה היבשה של חלקיקי הקרקע קבועה, ואילו כמות המים בתוך אדמה לחה יכולה להשתנות. לכן, תוכן לחות מחושב על בסיס יבש, ולא על בסיס מסה כולל, כדי להבטיח עקביות. תכולת הלחות של האדמה מתוארת כיחס בין מסת המים המוחזקת בקרקע לאדמה היבשה. מסת המים נקבעת על ידי ההבדל לפני ואחרי ייבוש הקרקע.

הניסוי הבא מדגים כיצד למדוד את תכולת הלחות בקרקע במעבדה באמצעות עקרונות אלה.

כדי להתחיל, לאסוף דגימות קרקע ולהעביר אותם למעבדה. דגימות של אדמה ניתן לאסוף בשדה באמצעות אוגר קרקע, או שחלוף. שימוש במגדל קרקע מאפשר לדגום את הקרקע לעומקים ספציפיים. תעביר אותם למעבדה. שקול שתי מנות אלומיניום, ולתעד במדויק את המשקל של כל מנה. Aliquot כ 20 גרם של האדמה לחה לתוך כל צלחת אלומיניום, ולאחר מכן reweigh המנה. להחסיר את המשקל של המנה הריקה מן המנה המלאה כדי לרכוש את משקל הקרקע לח.

לאחר מכן, לייבש את האדמה לילה בתנור להגדיר 105 °C (50 °F). למחרת, בזהירות להסיר את דגימות הקרקע מהתנור באמצעות מלקחיים. מניחים את דגימות הקרקע על הספסל העליון כדי להתקרר. כאשר דגימות הקרקע היבשה קרירות, יש לאצות אותן מחדש ולתעד את המשקל הכולל. הפחיתו את משקל צלחת האלומיניום, ורשמו את משקל הקרקע היבשה.

חשב את תכולת הלחות של הקרקע על ידי הפחתה של משקל האדמה היבשה ממשקל האדמה הלחה, ולאחר מכן חלוקה לפי משקל האדמה היבשה.

למרות המדידה היא פשוטה, חשוב לקבוע את תכולת הלחות הקרקע על מנת להבין טוב יותר את מאפייני הקרקע.

תכולת הלחות בקרקע משחקת גלגול גדול בדאגות סביבתיות, במיוחד כאשר שוקלים נגר קרקע שעשוי להכיל דשנים וחומרי הדברה. בדוגמה זו, נגר הקרקע נותח באמצעות מחקר גשמים מדומה על מנת לקבוע את השמירה של תרכובת בקרקע לחה.

האדמה, המכילה אוריאה, נארזה בקופסאות אדמה והורכבה תחת סימולטור גשמים. נגר קרקע נאסף, וריכוז אוריאה במי נגר מחושב. כמות האוריאה בקרקע הייתה גבוהה יותר עבור קרקעות עם תכולת לחות גבוהה יותר, מה שמצביע על כך שהאוריאה נספגת טוב יותר באדמה יבשה יותר, מאשר לחה.

גורלם של כימיקלים בקרקע יכול להיות מנותח גם על ידי דגימת מים נקבוביות ישירה, באמצעות lysimeter, כפי שמוצג בדוגמה זו. בניסוי זה, ליסימטרים, או צינורות מתכת ארוכים, הותקנו באדמה עם דשא דשא כדי לנתח מי נקבוביות באדמה וגטטיבית.

לאחר מכן הותקן סמפלר המים הנקבבוביות, ומים נשאבו מהליסימטר לאחר החלת כימיקלים על האדמה. לאחר מכן נותחו המים שנאספו, וריכוז הכימיקלים המיושמים תואם לעומק הקרקע ולתכולת הלחות.

התוצאות הראו כי הריכוז של קוטלי עשבים מונוסודיום מתיל ארנאט, או MSMA, היה הגבוה ביותר 2 ס"מ העליון של הקרקע.

הרגע צפיתם בהקדמה של JoVE לתכולת לחות הקרקע. עכשיו אתה צריך להבין איך למדוד במדויק את תכולת לחות הקרקע במעבדה. תודה שצפיתם!