1

Adatgyűjtés, mérési alapok, a

környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc

Tudományos kutatásmódszertani, elemzési és közlési ismeretek modul

2

Talajnedvesség meghatározása

89. Lecke

3

Gravimetrikus talajnedvesség meghatározás

• Szárítószekrényes, tömegmérésen alapuló vizsgálati módszer. A nedves talajt tömegmérés után szárítószekrényben 105 fokon legalább 24 óráig szárítjuk, majd a minták száraz tömegét újra megmérjük.

• A kapott nedvességkülönbség alapján a talaj nedvességtartalmát a száraz talaj tömegéhez viszonyított tömeg %-ban fejezzük ki:

• ahol: Nt% = nedvességtartalom tömeg %-ban• Gn = nedves talajminta tömeget• Gsz = száraz talajminta tömege.

100*%sz

sznt G

GGN

4

Térfogatszázalékos talajnedvesség

• A módszerhez ismernünk kell a talajunk sűrűségét, ezért ismert térfogatú cilinderrel bolygatatlan talajmintát szedünk.

• A cilinderbe zárt minta nedvességét gravimetrikusan határozzuk meg.• Sűrűségét a száraz tömeg/térfogat hányadossal számítjuk.• A térfogatszázalékos nedvesség az alábbi összefüggéssel számítható

Ntf% = Nt% * γ

ahol Ntf% = a térfogatszázalékos nedvességNt% = tömegszázalékos nedvesség

= a talaj sűrűsége

5

Talajszelvény nedvességtartalma

• A nedvességtartalom kifejezése mm-ben egy meghatározott talajszelvényben az alábbi összefüggés alapján számítható:

– ahol W = a talaj vízkészlete mm-ben; a talaj sűrűsége /t/m3/– h = a vizsgált talajréteg vastagsága cm-ben.– Látható, hogy a nedvességtartalomból meghatározható valamely

talajréteg vízkészlete, abszolút értékben. A számítás menete attól függ, hogy a nedvességtartalom tömeg %-ban vagy a pórustérfogat %-ában adott.

• Térfogat %-ból a nedvességet könnyen kifejezhetjük vízoszlop-mm-ben, mivel a 10 cm-es talajréteg 1 térfogat %-nyi nedvességtartalma 1 mm vízoszlopnak felel meg.

10

..% hNW t

6

Tenziométeres talajnedvesség mérés

• A mérőeszköz egy vízzel buborékmentesen feltöltött cső, aminek a talajba süllyesztett végén porózus (gipsz, kerámia, műanyag, stb.) csésze van, ami a csövön keresztül vákuum -monométerrel áll összeköttetésben.

• A zárt rendszernek tekinthető tenziométerből a száradó talaj a vizet elszívja. Friss csapadék, vagy öntözés megfordítja ezt a folyamatot. Az egyensúlyi állapotra jellemző vákuum mértékét a manométer mutatja. A műszer leírásában megtalálhatók az ajánlott leolvasási értékek, amelyek jelzik ha a növény gyökérzónájában vízhiány keletkezik és öntözés szükséges.

7

Egyéb tenziométerek és használatuk

Vannak villamos jelkimenettel rendelkező típusok is, amelyek további lehetőséget jelentenek az öntözés ellenőrzésében és irányításában. A talaj nedvességtartalmát a szívóerő függvényében ábrázolva, a 0-3 tartományban megszerkeszthető a pF görbe, amelyről közvetlenül leolvasható a különböző szívóerővel kötött nedvességfrakciók értékei. A tenziométeren a szívóerő mértéke kPa-ban olvasható le, amelynek jelentése a következő: 

• 0 - 10   A talaj telített. A leolvasott értékek ebben a tartományban túlöntözöttséget vagy vízzel    átitatott talajt jeleznek. 

• 10 - 25   Szántóföldi vízkapacitás. Kielégítõ öntözöttség a legtöbb növényhez. • 25 - 50   Normál leolvasási értékek az öntözés elkezdéséhez. Az alsó értéktartomány

durvaszövetű, homokos talajoknál, különösen forró, száraz éghajlaton. A felső értéktartomány hideg, nedves klímáknál, és olyan talajoknál, mint az agyag, nagy vízmegkötő kapacitással. 

• 50 - 75   Ebben a tartományban lényeges az öntözés az optimális növekedés fenntartásához.

• A 75 és azon túl terjedõ leolvasások azt jelentik, hogy a növény nem képes elegendő vizet felszívni a talajból és következésképp csökken a terméshozam.

http://www.mobitech.hu/ceg.html

8

Modern tenziométer

http://www.mobitech.hu/09/03.html

9

Gipszblokkos talajnedvesség mérés

• A gipszblokkos talajnedvesség  mérő műszerekben a nedvességérzékelő blokkok gipszből készülnek. Két koncentrikusan elhelyezett fémelektróda található a blokkokban, melyek ellenállás változásából következtethetünk a talaj víztartalmára. A blokkokat a az aktív gyökérfejődés zónájába szükséges behelyezni. A blokkokból kijövő vezetékeket a mérés idejéig kell a műszerhez csatlakoztatni. A mérőskálán azonnal megjelenik és leolvashatóvá válik a talaj nedvességtartalma. A műszer skálája három színes tartománnyal rendelkezik, így a talajminőség függvényében történhet a leolvasás. A műszerállások alapján olyan grafikon készíthető, amely jelzi a talajnedvesség tartalom változásának trendjét.

amelyek a talajnedvességet a

10

AQUATERR talajnedvesség mérő • A készülék kézi működtetésű nyomószonda. A

mérés során az acélkúpban végződő szondát a talajba szúrjuk. A nyomószondában szórt erőterű mérőkondenzátor kap helyet, ennek erőterét veszi körül méréskor a talaj. A mérendő talajnedvességgel arányosan a dielektromos állandó mérhető. A mérőcella oszcillátorhoz kapcsolódik, amely érzékeli a szonda kapacitás változását  és ezzel arányos kimenő jelet ad.

• A műszer skáláján a talajminőség függvényében három színes tartományban olvasható le a kimenő jelhez tartozó talajnedvesség. Meghatározható továbbá a szántóföldii vízkapacitás és a pillanatnyi nedvességtartalom különbségeként a szükséges öntözővíz mennyisége.

amelyek a talajnedvességet a

11

TDR talajnedvesség mérő

• A már bizonyított időtartomány mérési technológiára (Time Domain Reflectancy) alapozva a hordozható TDR 300-as nagy pontossággal határozza meg a talajnedvességet, a talajviszonyok teljes skálája mentén. 12 cm-es vagy 20 cm-es (4,8 vagy 8 coll) szonda rudak használhatók a mérések mélységének megfelelően. Az LCD kijelzős készülék két működési módban alkalmazható: volumetrikus víztartalom és öntözési menedzsment mód. A beépített adatgyűjtő és az RS-232 típusú port lehetővé teszi a GPS-sel való használatot. A csomag tartalmazza az ehhez szükséges szoftvert és PC kábelt.

http://www.mobitech.hu/09/05.html

12

Neutronszóródásos ( -sugár-gyengítéses)

talajnedvesség mérés • Rendkívül pontos mérési eredményeket ad, de

szakképzett személyzet kell hozzá. A neutronszóró fej egy szigetelt házból zsinóron ereszthető le a talajba, mégpedig fúrással lehelyezett alumínium csöveken keresztül.

• A gyorsneutronok a talajban kizárólag H atomokon ütköznek meg, és verődnek vissza az érzékelőbe. A visszavert lassú neutronok száma arányos a vízmolekulák számával, vagyis a talajnedvességgel.

• A becsapódásokat a műszer számítógépe számítja át nedvességtartalommá.

 

13

A gyökérzóna talajvízkészletének számítása

• Ha az öntözés technológiában használt mm-ben kifejezett talaj nedvességtartalmat m3/ha-ban akarjuk kifejezni, az alábbiak szerint járunk el.

• Mivel 1 mm vízborítás 1 ha-on = 10.000 liter = 10 m3,

• ezért a mm-ben kifejezett nedvességtartalmat megszorozzuk 10-el, vagy pedig a térfogatszázalékos nedvességtartalmat szorozzuk a vizsgált mélység cm-ben kifejezett értékével.

14

Tapasztalati talajnedvesség meghatározás

Műszert nem, csak gazdálkodási tapasztalatot igénylő módszer.

• A vizsgálandó talajból vett kétmaréknyi mintát gombóccá gyúrjuk. Ha a gombóc felülete kifényesedik, akkor a talaj vízkapacitásig telített vízzel.

• Ha gombóc szépen, repedésmentesen összeáll, de nem fényesedik ki, akkor a talaj szántóföldi vízkapacitásig telített.

• Ha az összegyúrt gombóc repedezett marad, akkor minimális vízkapacitás körüli nedvességtelítettséggel számolhatunk.

• Ha a talaj egyáltalán nem gyúrható gombóccá, szétesik a talajnedvesség a holtvíz érték határán van.

15

Kérdések a leckéhez

• Gravimetrikus talajnedvesség meghatározás

• Térfogatszázalékos talajnedvesség

• Elektronikus jeleket alkalmazó megoldások

16

KÖSZÖNÖM FIGYELMÜKET!