Talajnedvesség mérés: A vízpotenciál és nedvességtartalom mértékegységei és ezek kapcsolata
Ha egy tudományban kevésbé jártas ember olvassa a nedvességtartalom mérőeszközeinek a leírásait, eléggé meglepő dolgokat fedezhet fel. Csak a tenzióméterek mértékegységei között is talál mBar, Bar, cBar, kPa ,Psiés esetleg más egységeket. Ezek mind a nyomás mérésének egységei. Az egyszerűség kedvéért most felsoroljuk az egyes mértékegységeket és a közöttük lévő kapcsolatot.
1 000 mBar(millibar) = 1 Bar = 10 dBar(deci bar) = 100 cBar (centi bar)
1 mBar = 100 Pa = 0,1 kPa
1 Bar = 1,01325 atm ( atmoszféra nyomás)
1 Bar =760 mmHg (higanyoszlop magasság) = 1036 cmH2O (vízoszlop magasság)
A tudományos laborokban mérhetünk különböző típusú talajok elszívó képességét egészen széles skálában, a talajok víztartalmának a függvényében. Mivel a nyomást 7 nagyságrend szintjén mérik, ezért logaritmikus skálában fejezik ki a szívóerőt és azt pF egységnek nevezik.
A pF és a tenzióméterrel mért víznyomás (pontosabban vákuum) kapcsolata alábbi:
1 mBar = 1,036cmH2O ≈1 cmH2O = 100 cm megfelel 0 pF értéknek
10 mBar= 10,36cmH2O ≈10 cmH2O = 101 cm megfelel 1pF értéknek
100 mBar= 103,6cmH2O ≈100cmH2O = 102 cm megfelel 2pF értéknek
1000 mBar= 1036cmH2O ≈1000 cmH2O = 103 cm megfelel 3 pF értéknek
A fentiekben a talaj nedvességtartalmáról beszéltünk, de közben mértékegységként a vákuummérővel kapott mBar (vagy más nyomásegységben kifejezett) egységet használtuk. Mindamellett a talaj nedvességtartalmát ki lehet fejezni más egységekben is, mint tömeg százalékban (tömeg %) vagy térfogat százalékban (térf.%). A tömeg % megmutatja hány gramm víz van 100 gramm talajban.
Vagyis –> A térfogat százalék azt mutatja hány cm3 nedvesség van 100 cm3 talajban.
A tenzióméterrel mért vízpotenciál és a talaj nedvességtartalma
[MM_Member_Decision hasBundle=1]
A talaj fizikai tulajdonságai határozzák meg, hogy például 15 térfogat százalék nedvességtartalomnál milyen vízpotenciál értéket fogunk mérni. Érthető, hogy homokos és agyagos talaj nem egyforma vízelszívó erővel bír. Az jobb oldali grafikonokon a homok, vályog és agyag talajformák víztartó képességét mutatják.
A fenti grafikonokból az alábbi fontos következtetéseket lehet levonni:
A talajok víztartalma nem lehet nagyobb,mint kb. 50 térfogat % (a többlet egyszerűen kiszivárog).
A talajban lévő víz lehet a növény szempontjából felhasználható és nem felhasználható formában.
A nem felhasználható formájú víz lehet kémiailag kötött vagy gyorsan szivárgó állapotban.
A homokban csak 6 térfogat százalék felhasználható víz van a növények számára, az agyag típusban 17% és a vályog típusban 20 %.
KÖVETKEZTETÉS: Különböző formájú talajok keverésével változtatható a talaj víztartó képessége
A homok típusban a legnagyobb a szivárgó víztartalom, az agyagosban a legnagyobb a kémiailag kötött fel nem használható víz.
Víztartalom mérés a talajban elektronikus mérőműszerekkel.
Az elektronikus elven működő mérőműszerek többsége a térfogat százalékban( térf. %, angolul Vol. %) kifejezett összes vízmennyiséget méri a talajban. Az ilyen műszerekkel mért talajnedvesség tartalom tartalmazza, a növény számára felhasználható és nem felhasználható víz mennyiséget is.
Éppen ezért, a mérési eredmények értelmezésénél megfelelő tudással kell rendelkeznünk a talaj egyedi tulajdonságairól, hogy felmérhessük a növény számára felhasználható víz mennyiséget (lsd. a fenti grafikont).
Az elektronikus mérőeszközöknek van egy sor előnye:
azonnali mérési lehetőség, különböző beszúrási mélységeken,
nagyon pontos mérések, főleg alacsony vízkoncentrációs határoknál (magas pF értékeknél),
nincsen víz az érzékelőkben, fagyállóak,
egyszerűek a mérési folyamatok,
nagyon sok mérés kivitelezhető nagy területen, GPS koordinátákhoz kötve, ami lehetővé teszi a víztartalom térkép elkészítését.
Az elektronikus mérőműszerek egyik legnagyobb gyenge pontja, a talaj specifikus kalibrálás szükségessége. A mérési eredmények abszolút pontossága nagymértékben függ a kalibrálás elvégzésétől. Ha csak a gyári kalibrálásban bízunk, a mért eredmények nem biztos, hogy egyezni fognak a laborokban használt szárítószekrényes módszerrel meghatározott víztartalom mennyiségével.
DE EZ NEKED NEM FONTOS! A gazdálkodónak az kell, hogy legyen egy mérőeszköze, amely megmutatja, hogyan változik a nedvességtartalom a talajban a növények gyökereinél öntözés előtt és után, hogy meg tudja határozni, mikor kell bekapcsolni és mikor kell kikapcsolni az öntözést.
Vagyis még ha az abszolút számok nem is pontosak, ez számára nem lényeges, fontos az, hogy a saját talajában mérheti a relatív változásokat és irányíthatja a vízgazdálkodást. Az alábbiakban bemutatunk két csoporthoz tartozó műszer családot, a kapacitív elven működő mérőműszereket és a TDR technikát.
PMS710 szúróelektródás talajnedvesség tartalom mérő
A PMS710 nedvességmérő egyszerűen használható szúróelektródás műszer. A 28 cm hosszú mérőfejjel elérhető a növények gyökérszintje. A mérőfej kábellel csatlakozik a mérő műszerhez, ami megkönnyíti a beszúrást és az eredmények leolvasását. A talaj nedvességtartalmát a készülék 0 – 50 % méréstartományban jelzi ki.
A kompakt méretek és az elemekkel való üzemeltetés mobilis használatot tesz lehetővé, mialatt a stabil és vízálló burkolat megvédi a belső alkatrészeket a durvább környezeti hatásoktól. Az egyszerű mérési módszernek köszönhetően, tapasztalatlan felhasználók is azonnal használhatják ezt a nedvességmérőt. Az ára magasabb, mint a tenziómétereké, de nagyon is versenyképes a társaival szemben.
FieldScount TDR 300 Talajnedvesség mérő: Intelligens öntözés és vízgazdálkodás eszköze
FieldScount TDR 300 már a legmagasabb szintű elvárásoknak megfelelő professzionális hordozható talajnedvesség mérő, amelynek a segítségével ellenőrizheti nagy területeken (kültéri gazdálkodásban, akár többhektáros területek mérése, ültetvények mérése, használható akár golfpálya, futballpálya, stadion, nagy gyepes területek nedvességtartalom mérésére stb.) a nedvesség eloszlását a talajban különböző mélységeken, az öntöző rendszerek helyes beállítását és működtetését.
ELŐNYEI:
Elvégezhető vele az öntözési rendszerek működésének és talajnedvesség eloszlásának a felülvizsgálata.
Azonnal leolvasható a gyökérzóna nedvességtartalma. A FieldScout Bluetooth Device segítségével csatlakoztatható a FieldScout Mobile Alkalmazással, amelynek segítségével azonnal láthatja az eredményeket a mobilján vagy tabletjén, a térképen megadott vagy GPS koordinátákból kiszámított helyeken.
Kompatibilis a SpecMaps™ online web-térkép alkalmazással, amely segítségével 2 dimenziós térképeket lehet létrehozni a mért értékekből. A felhasználó a vázra felszerelt műszer segítségével gyorsan elvégezheti a méréseket, ezért a TDR -300 tökéletes eszköz olyan méréseknél, ahol sok adatot kell összegyűjteni vagy fel kel térképezni a nedvesség eloszlást.
A beépített belső adatgyűjtő és az RS-232 port lehetővé teszik a GPS geo-referencia használatát a talajnedvesség méréseknél, vagyis rögzíti az adatokat több helyszínen is a koordinátákkal és kiküszöböli annak szükségességét, hogy manuálisan rögzítsük az adatokat. A műszerhez rendelhető nedvességtartalom térkép készítő szoftver is
A műszeren egy gombnyomással válthatunk a szabványos talaj és agyagos talaj nedvességtartalom mérése között.
A TDR-300-al két módban végezheti el a méréseket: térfogat víztartalom % (VWC) mérés és öntözési menedzsment mód, amikor a relatív víztartalom (RWC) mérést alkalmazhatjuk. A térfogat víztartalom % (VWC) üzemmódban, a mérő átalakítja a mért elektromos jelet talajnedvesség százalék egységbe, olyan egyenlet segítségével, amely érvényes az ásványi talajok széles tartományában.
Az öntözés üzemmódban a műszer megjeleníti a relatív víztartalmat (RWC) 0-100 skálán, megfelelően a felhasználó által definiált felső és alsó talajnedvesség referenciaszinthez viszonyítva. A műszer kiszámítja és kijelzi a vízhiányt, illetve azt a szükséges víz mennyiséget, hogy a talaj nedvességtartalma elérje a felső referencia szintet. A referencia szintek könnyen programozhatóak a mérőműszerbe a mellékelt szoftver segítségével.
