Stanovení vlhkosti půdy

Vlhkost je jednou z hlavních charakteristik souvisejících s určováním fyzikálních vlastností různých půd. Chcete-li ji určit, musíte zjistit poměr hmotnosti vody obsažené ve vzorku k hmotnosti zcela suché půdy. Nejčastěji se vyjadřuje v procentech, méně často – v akciích.
Stanovení vlhkosti půdy vyžaduje speciální laboratorní podmínky (prováděné v souladu s GOST 5180-2015).
Půdní vlhkost by neměla být zaměňována s její vlhkostní kapacitou.

Přirozená vlhkost půdy<br />

Pojem přirozená vlhkost se týká objemu vody obsaženého v pórech zeminy a hornin vytvořených přirozeně.
Před stanovením procenta přirozené hmotnosti je nutné testované vzorky důkladně vysušit, dokud se jejich hmotnost nestane konstantní (o tom budeme hovořit o něco později). Optimální teplota pro studium je 105-107 °. Tento teplotní režim je uveden v normách; musí být použit k zajištění toho, že zkouška bude provedena v souladu se všemi normami.
Ve srovnání s hygroskopičností půd je jejich přirozená vlhkost zpravidla větší. Z tohoto důvodu je relativní vlhkost půd často 100%.
Pojem absolutní vlhkost znamená vlhkost, která je určena jejím vztahem k hmotnosti suché půdy. Pokud jde o relativní vlhkost, charakterizuje stupeň zaplnění pórů horniny vodou. Nazývá se koeficient půdní vlhkosti nebo její stupeň nasycení.
Vraťme se k našemu hlavnímu pojmu – přirozené vlhkosti. Ve skutečnosti je to právě to, co pomáhá učinit konečný závěr o fyzikálních vlastnostech konkrétního plemene. Umožňuje například identifikovat její sílu, díky čemuž můžete najít způsoby, jak řešit různé technické problémy, které se této horniny týkají.
Ale abychom viděli úplný obrázek, nestačí jen znát (nebo určit) vlhkost půdy. Je nutné porozumět všem údajům týkajícím se stupně zaplnění pórů vodou. Proto byste neměli zanedbávat studium jedné z nejdůležitějších vlastností půdy – její relativní vlhkosti.
Pojem půdní vlhkost lze rozdělit na dva hlavní typy: hmotnost a objem. Pro zjištění gravimetrické vlhkosti je nutné určit vztah mezi množstvím vody a množstvím pevných částic, které jsou v konkrétní půdě.
Pokud jde o objemovou vlhkost, ta je také dána poměrem vody a pevných částic, pouze ne hmotnostně, ale jejich objemy. V absolutně jakékoli půdě bude objemová vlhkost vyšší než hmotnostní obsah.
Pro stanovení stupně vlhkosti je nutné najít poměr přirozené vlhkosti k té, která se vyznačuje maximálním plněním pórů. Tento ukazatel se také liší: pokud je půda zcela suchá, bude se rovnat nule, ale půda, která je maximálně nasycená vodou, bude mít koeficient rovný jedné.
Půda se nazývá nízkovlhká, pokud je hodnota Sr menší než 0,5, pokud je v rozmezí 0,5-0,8, pak se bude nazývat vlhká, pokud je Sr větší než 0,8, bude se nazývat nasycená (Sr je označení stupně půdní vlhkosti).
Definice přirozené vlhkosti půdy se vztahuje na celý objem vody, který se nachází v pórech půdy. Lze identifikovat vzorec: čím hlouběji se půda nachází, tím větší je její přirozený obsah vlhkosti.
Hodnota poklesových charakteristik se zvyšuje s rostoucí vzdáleností od pohoří. Pokud je umístění půdy více než jeden metr hluboké, bude ve srovnání s horními vrstvami plastičtější. Díky laboratorním testům je možné přesně stanovit koeficient filtrace hlíny, který může být např. 0,1-0,45 za den.
Pokud jde o procentuální koeficient přirozené vlhkosti, může se pohybovat od 3 do 8 a hlavní vliv na spodní ukazatel mají písčité půdy. Pokud o tom mluvíme obecně, pak je obtížné jmenovat konkrétní číslo, protože je zde velká mezera, která může být i vyšší než 60 %.
Nejvyšší míra byla zjištěna v jílovitých a hlinitých půdách. Ale obsah vlhkosti v písčitých horninách je obvykle nižší. Pokud bylo při kontrole zjištěno, že číselný koeficient nevyhovuje normám (konkrétně pokud je nižší), je nutné před zahájením hutnění jámu namočit. Půda musí být také několikrát navlhčena pomocí speciálních studní.

Způsob sušení do konstantní hmotnosti

Vodní vlastnosti půdy lze charakterizovat stanovením množství vody, které obsahuje, a měřením síly, kterou je voda vázána (vodní potenciál). Potenciální hodnoty udávají dostupnost vody obsažené v půdě pro rostliny. Když se potenciál vody v půdě snižuje, voda se stává méně dostupnou. Pro měření hodnot obsahu (nebo potenciálu) vody v půdě existuje řada metod. Níže je uveden stručný přehled nejdůležitějších a nejčastěji používaných metod měření vlhkosti půdy v zahradnické praxi.

Foto 5. Kapková závlaha intenzivního jabloňového sadu

Foto 6. Tenziometr

Tenziometr obsahuje keramický filtr, plastovou trubku a vakuový manometr (vakuumometr). Po naplnění vodou se umístí do půdy, aby se určil tlak. Voda se pohybuje v keramickém prvku, což vede ke změně tlaku v potrubí a ke změnám stavu měřiče. Po hydrataci (nebo dešti) v půdě voda nevstoupí do trubice, dokud nedojde k posunu potenciálu mezi půdou a tenzometrem. Tenziometry jsou komerčně dostupné trubice různých délek pro měření vodního potenciálu v půdě v různých hloubkách. Tenziometry jsou často škálovány od 0 do (-) 100 centybarów (nebo jiné jednotky tlaku). V praxi jsou jejich hodnoty menší a pohybují se od 0 (plně nasycená půdní voda) do (-) 60 – 70 centibarů (1 centibar odpovídá 1 kPa nebo 10 mbar).

Sestava se skládá z dutiny s otvorem blízkým průměru tenzometru (například pomocí kovové trubky). Suspenze se zeminou a vodou se nalije do otvoru trubice, která je umístěna v tenzometru.

Tenziometry se používají především k rozhodnutí, kdy začít a kdy zavlažování zastavit. Je lepší je instalovat v různých hloubkách (například 20 cm a 40 cm). Na základě odečtů tenzometru je možné určit čas začátku zavlažování (na základě údajů tenzometru umístěného blíže k povrchu) a čas konce zavlažování (na základě údajů hlouběji umístěného tenzometru).

Foto 7. Univerzální regulátor vlhkosti s pěti čidly v různých hloubkách

Indikace v rozmezí 10-30 centybarów odpovídá polní vlhkostní kapacita, při které je vlhkost půdy optimální (pro lehké půdy – 30 -40 centybarów). Snížení vodního potenciálu (všimněte si, že v měřicích přístrojích je často přehlíženo znaménko mínus, v důsledku čehož jsou ve vakuoměru pozorovány vyšší hodnoty) indikuje stav půdy, která potřebuje méně zalévání. Před příchodem zimy nezapomeňte odstranit tenzometr. V posledních letech byla vyvinuta metoda, která umožňuje připojení elektronických tenzometrů, s jejichž pomocí se provádí automatické účtování a záznam dat.

Foto 8. Graf vlhkosti v různých hloubkách během kapkové závlahy pomocí elektronických tenzometrů

Tato metoda využívá senzory (ve formě bloků, válců) vyrobené z porézního materiálu (sádry), ve kterých jsou umístěny dvě elektrody připojené k měřiči. Elektrický odpor materiálu závisí na jeho obsahu vody, a to zase určuje obsah vlhkosti v půdě.

Foto 9. Elektrická čidla vlhkosti

V půdě se udělají otvory do požadované hloubky a umístí se do nich čidla. Těsný kontakt mezi snímacím prvkem a půdou je nezbytný (to platí pro všechny vlhkoměry).
Nové typy senzorů (gramilar matrix sensors) využívají zrnitý materiál, který obklopuje speciální membránu a perforované kryty z oceli nebo PVC. To zajišťuje delší životnost snímače, rychlejší odezvu a přesnější měření. Senzory tohoto typu lze použít v automatických řídicích systémech pro závlahové systémy.

Foto 10. Snímač TDR-100

Stanovení obsahu půdní vlhkosti pomocí této metody se provádí měřením dielektrického prostředí, které závisí na vlhkosti půdy. Změny obsahu vody v půdě způsobují změny její dielektrické konstanty, což umožňuje určit vztah mezi těmito parametry.

S rozvojem technologií je tato metoda stále oblíbenější. Senzory tohoto typu (zejména „posun“) se stále častěji používají ke sledování půdní vlhkosti na poli a čisté vlhkosti v substrátech u chráněných plodin. Snadno se používají a údaje, které zobrazují, jsou vysoce přesné. Aby se zlepšila přesnost zařízení, musí být kalibrováno na konkrétní typ půdy. V souladu s požadavky kupujícího musí výrobce poskytnout kompletní sadu kalibrací pro různé půdy a substráty. Na zahradě se vykopou jámy a na stěnu jámy se umístí čidla v požadované hloubce. Vlhkost půdy se zjišťuje přenosným měřičem. V posledních letech našly takové senzory široké použití v systémech automatického řízení zavlažování.

Výhodou tohoto typu senzoru je možnost přenášet měření bezdrátově (rádiově nebo na velké vzdálenosti přes mobilní sítě).

Zeminy jsou umístěny ve speciální PVC trubici (o průměru několik cm). Měření je založeno na pohybu sondy po trubici (zasunuté a vyjmuté). Pomocí sondy připojené k měřiči můžete odečítat obsah vody ve zvoleném půdním profilu (například 0 – 10 cm). Nevýhodou této metody je pracnost. Aby bylo možné správně posoudit stav půdy, jedna trubka nebude stačit. Čím více bodů měření, tím spolehlivější budou informace o obsahu vody v půdě ve vybrané oblasti.

Na trhu jsou i zařízení, ve kterých jsou sondy trvale umístěny v potrubí ve zvolené hloubce. Data jsou sbírána automaticky a předávána výzkumníkovi. Náklady na taková zařízení jsou mnohem vyšší.

Foto 11. Intenzivní zahrada s kapkovou závlahou