اندازه گیری شوری خاک با استفاده از EC متر و اندازه گیری رطوبت خاک با استفاده از نوترون متر

شوري و سديمي بودن خاک
شوري و سديمي بودن خاک يکي از مشکلات مهم خاک‌هاي مناطق خشک و نيمه خشک است. در اين مناطق بدليل کمبود بارندگي و اقليم خشک، املاح در خاک تجمع پيدا مي‌کنند و در نتيجه خاکهاي شور حاصل مي‌شود. اين خاك محيط نامناسبي براي رشد و توليد بوده که هم کميت محصول را پائين مي‌آورد و هم کيفيت محصول را کاهش مي‌دهد.

طبق آمار %۱۵ سطح کل کشور ما را خاکهاي شور و چيزي حدود %۵۰ خاکها قابل بهره‌برداري و آبياري مي‌باشند.
بطور کلي خاک‌هاي شور داراي مقدار زيادي املاح محلول هستند که اين نمک زياد مشکلاتي را براي گياه بوجود مي‌آورد.
شوري خاک چگونه تعيين مي‌شود؟

شوري خاک را براساس پارامتري بنام E.C. يا قابليت هدايت الکتريکي مشخص مي‌کنند. هدايت‌سنج الکتريکي، دستگاهي است که قابليت هدايت الکتريکي محلول خاک يا E.C. را اندازه‌گيري مي‌كند. خاک‌هايي که E.C. آن‌ها بيشتر از Ds/m ۴ باشد جزء خاکهاي شور طبقه‌بندي مي‌شوند.

تحمل درختچه‌ها و درختان زينتي نسبت به شوري
نام گياه حداكثر مجاز E.C. (Ds/m) نام گياه حداكثر مجاز E.C. (Ds/m)
ياسمن ۲-۱ كاج سياه ۶-۴
گل رز ۳-۲ نعلب درختي ۶-۴

لاله درختي ۳-۲ اوكاليپتوس ۸-۶
عَشَقه ۴-۳ خرزهره ۸-۶
بداغ ۴-۳ نخل بادبزني ۸-۶
توري ۴-۳ دراسيتا ۸-۶
ماگنوليا ۶-۴ گل كاغذي ۸>
شمشاد ۶-۴ گل يخ ۸>

حساسيت گياهان به شوري خاک
گياهان نسبت به شوري خاک حساسيت متفاوتي دارند و بعضي مي‌توانند شوري را تحمل کنند که به آن‌ها اصطلاحاً گياهان متحمل به شوري گفته مي‌شود. بعضي ديگر نسبت به شوري خاک حساس هستند که جزء گياهان حساس محسوب مي‌شوند. گل‌ها و گياهان زينتي جزء گياهان حساس به شوري قلمداد مي‌شوند.

اثرات شوري روي رشد گياه
شوري خاک از چند طريق رشد گياه را دچار محدوديت مي‌کند:
۱- آب قابل استفاده گياه را کاهش مي‌دهد؛ به عبارت ديگر در خاک‌هاي شور، گياهان زودتر دچار پژمردگي مي‌شوند که اين پديده را اصطلاحاً خشکي فيزيولوژيکي مي‌گويند. زيرا بدليل شور بودن خاک، گياهان نمي‌توانند آب درون خاک را جذب کنند.
۲- مسموميت؛ بعضي از يونها به مقدار زياد در خاکهاي شور وجود دارند و بر اثر جذب زيادشان توسط گياه، براي آن ايجاد مسموميت مي‌کنند که از مهمترين آن‌ها مي توان کلر،سديم و بر را نام برد.

۳- عدم تعادل تغذيه‌اي؛ در خاکهاي شور بدليل وجود زياد بعضي از يونها تغذيه گياه، دچار مشکل مي‌شود. بعنوان مثال در يک خاک شور، بدليل غلظت زياد کلر در محلول خاک و جذب آن بوسيله‌ي گياه، جذب نيترات و سولفات توسط گياه كم مي‌شود. در صورتيكه نيترات و سولفات از يون‌هاي بسيار ضروري در تغذيه گياه هستند. يا بعنوان مثال، جذب زياد سديم توسط گياه، باعث کاهش جذب پتاسيم مي‌شود.

نوع ديگري از خاک‌هاي داراي املاح زياد اصطلاحاً خاک‌هاي سديمي گفته مي‌شوند يعني خاک‌هايي که درصد سديم تبادلي آن‌ها زياد است.
بطور کلي، ما خاکها را بر اساس سه پارامتر E.C.،PH ،ESP و يا درصد سديم تبادلي طبقه‌بندي مي‌کنيم.
طبقه‌بندي خاك‌هاي متاثر از املاح براساس Eph, Esp, Ec
نوع خاك ph Esp Ec(Dsm-1)

شور ۴ > 8/5 15< <
سديمي ۴< 15> 8/5>
شور و سديمي ۴> 15> 8/5<
مصنوعي ۴< 15< 8/5>

خاکهاي شور، خاکهايي هستند که E.C. آن‌ها بزرگتر از ۴ و ESP يا درصد سديم تبادلي شان بيشتر از ۱۵ و PH کمتر از ۵/ ۸ دارند.
خاکهاي سديمي E.C. کمتر از ۴ و ESP بيشتر از ۱۵ و PH بيشتر از ۸/۵ دارند.

اصلاح خاک‌هاي شور
راههاي متفاوتي براي اصلاح خاکهاي شور و سديمي وجود دارد که به شرح ذيل است :
۱- اساس اصلاح خاکهاي شور، آب‌شويي است. يعني از طريق مصرف آب اضافي، نمکهاي محلول را از خاک شست و شو مي‌دهيم؛
۲- اما روش‌هاي ديگري هست که اثرات سوء شوري را کاهش مي دهند که مديريت بهره برداري از خاکهاي شور گفته مي‌شود. بعنوان مثال، در خاکهاي شور بايد دور آبياري را کوتاهتر بگيريم به عبارت ديگر آبياري زود به زود انجام شود تا غلظت املاح در خاک افزايش پيدا نکند؛
۳- همچنين در خاک‌هاي شور، بايد از کودهايي استفاده بکنيم که اصطلاحاً ضريب شوري پائين‌تري داشته باشند يعني كود خاك را شورتر نكند؛
۴- استفاده از مواد آلي در خاکهاي شور؛

۵- استفاده از سيستم مناسب کشت و کار كه اثرات شوري را كم كند؛
۶- تغيير روش آبياري.
اصلاح خاک‌هاي سديمي که ESPبالايي دارند با اصلاح خاک‌هاي شور متفاوت است، در اين خاک ها بايد يکسري مواد شيميايي اصلاح کننده به خاک اضافه بکنيم. مهمترين و بهترين موادي را که مي توان در خاک‌هاي کشور ايران استفاده کرد گچ يا گوگرد مي‌باشد. گچ همان سولفات کلسيم است. به عبارت ديگر داراي عنصر کلسيم است. اين کلسيم روي سطح ذرات خاک، جانشين سديم مي‌شود و سديم را از سطح ذرات خارج کرده و وارد محلول خاک مي‌کند و بعداً از طريق آب‌شويي، سديم اضافي خارج مي‌شود.

اما زماني که گوگرد استفاده مي‌کنيم گوگرد توسط يک باکتري بنام تيوباسيلوس دبو اکسيدانس در خاک اكسيد مي‌شود و توليد اسيد سولفوريک مي‌کند. اسيد سولفوريک بر روي آهک خاک اثر کرده و توليد گچ مي‌کند و گچي که بدين ترتيب توليد مي‌شود کار اصلاح را انجام مي‌دهد.
مقاومت گياهان مختلف به درصد سديم تبادلي خاك ESP

مقاومت مقدار Esp
بسيار حساس ۱۰-۲
حساس ۲۰-۱۰
نيمه مقاوم ۴۰-۲۰
مقاوم ۶۰-۴۰

اندازه گیری هدایت الکتریکیEC خاک: Soil electrical conductivity هدایت الکتریکی در محیط های آبی ،مثل آب آبیاری یا آب خاک بیانگر مقدار املاح معدنی محلول می باشدو معیار دقیقی از میزان املاح وشوری در خاک وآب است به طوری که کیفیت و طبقه بندی آب وخاک از نظر شوری از روی EC مشخص می شود ECبوسیله دستگاهی بنام EC سنج اندازه گیری می شود کار دستگاه بر مبنای قانون اهم است وشکل زیر اساس دستگاه ECسنج می باشد که حاوی یک

مقاومت سنج ، یک منبع جریان یا نیروی محرکه،یک الکترود شیشه ای می باشد. الکترود شیشه ای ساحتمان ساده ای دارد که ته آن باز می باشد. در انتهای الکترود شیشه ای دو صفخه پلاتینی روبروی هم قرار گرفته اند به فاصله یک سانتیمتری که یکی به قطب مثبت ودیگری به قطب منفی متصل می باشد این

الکترود را تا حدی داخل محلول قرار می دهیم که سطح پلاتین ها کاملاً پوشانده شود.همچنین سطح پلاتین یک سانتیمتر مربع می باشد. برای شروع کار با ECسنج ، آن را کالیبره کرده برای این کار از محلولهای استاندارد KCLبا غلظت های زیر دمای c25 استفاده کرد. بایستی توجه کرد که این دستگاه در دمای ۲۵cکالیبره شده است واگر دما بیشتر یا کمتر از آن باشد تصحیح را باید انجام دهیم.

روش کار : ابتدا مقدارgr50 خاک را وزن کرده وداخل بوته چینی ریخته وسپس گل اشباع را تهیه می کنیم سپس بعد از ۲۴ ساعت توسط دستگاه سانتریفوژ یا قیف بوخنر عصاره خاک را جدا می کنیم سپس زیر الکترود دستگاه ECسنج که قبلاً کالیبره شده است قرار داده ومیزان ECرا می خوانیم. تهیه های محلول های مولار ، مولال ، نرمال: ۱۰% ، به میزان ۱۰گرم وزن کرده درون بالون ریخته و ۱۰۰cc آب اضافه می کنیم.
مولاریته یک مولار : برای بدست آوردن محلول یک مولار هر ماده ای کافی است جرم مولکولی ماده را بدست آورده به همان مقدار نمک وزن کرده و در بالون یک لیتری ریخته و حجم آن را به یک لیتر می رسانیم . ( برای ۰/۱مولال جرم مولکولی تقسیم بر ده )

مولالیته : یک مولال: اگر حجم مولکولی نمک یا ماده را بدست بیاوریم و داخل آن به حجم ۱۰۰۰ccآب بریزیم به آن مولالیته یا یک مولال می گوییم .
یک نرمال : برای بدست آوردن محلول یک نرمال کافی است اکی والان گرم هر ماده ای را بدست آورده همان مقداراز ماده را وزن کرده و به حجم یک لیتر برسانیم .
اندازه گیری هدایت الکتریکیEC خاک: Soil electrical conductivity هدایت الکتریکی در محیط های آبی ،مثل آب آبیاری یا آب خاک بیانگر مقدار املاح معدنی محلول می باشدو معیار دقیقی از میزان املاح وشوری در خاک وآب است به طوری که کیفیت و طبقه بندی آب وخاک از نظر شوری از روی EC مشخص می شود ECبوسیله دستگاهی بنام EC سنج اندازه گیری می شود کار دستگاه بر مبنای قانون اهم است وشکل زیر اساس دستگاه ECسنج می باشد که حاوی یک

مقاومت سنج ، یک منبع جریان یا نیروی محرکه،یک الکترود شیشه ای می باشد. الکترود شیشه ای ساحتمان ساده ای دارد که ته آن باز می باشد. در انتهای الکترود شیشه ای دو صفخه پلاتینی روبروی هم قرار گرفته اند به فاصله یک سانتیمتری که یکی به قطب مثبت ودیگری به قطب منفی متصل می باشد این الکترود را تا حدی داخل محلول قرار می دهیم که سطح پلاتین ها کاملاً پوشانده شود.همچنین سطح پلاتین یک سانتیمتر مربع می باشد. برای شروع کار با

ECسنج ، آن را کالیبره کرده برای این کار از محلولهای استاندارد KCLبا غلظت های زیر دمای c25 استفاده کرد. بایستی توجه کرد که این دستگاه در دمای ۲۵cکالیبره شده است واگر دما بیشتر یا کمتر از آن باشد تصحیح را باید انجام دهیم.

روش کار : ابتدا مقدارgr50 خاک را وزن کرده وداخل بوته چینی ریخته وسپس گل اشباع را تهیه می کنیم سپس بعد از ۲۴ ساعت توسط دستگاه سانتریفوژ یا قیف بوخنر عصاره خاک را جدا می کنیم سپس زیر الکترود دستگاه ECسنج که قبلاً کالیبره شده است قرار داده ومیزان ECرا می خوانیم. تهیه های محلول های مولار ، مولال ، نرمال: ۱۰% ، به میزان ۱۰گرم وزن کرده درون بالون ریخته و ۱۰۰cc آب اضافه می کنیم.

مولاریته یک مولار : برای بدست آوردن محلول یک مولار هر ماده ای کافی است جرم مولکولی ماده را بدست آورده به همان مقدار نمک وزن کرده و در بالون یک لیتری ریخته و حجم آن را به یک لیتر می رسانیم . ( برای ۰/۱مولال جرم مولکولی تقسیم بر ده )
مولالیته : یک مولال: اگر حجم مولکولی نمک یا ماده را بدست بیاوریم و داخل آن به حجم ۱۰۰۰ccآب بریزیم به آن مولالیته یا یک مولال می گوییم .
یک نرمال : برای بدست آوردن محلول یک نرمال کافی است اکی والان گرم هر ماده ای را بدست آورده همان مقداراز ماده را وزن کرده و به حجم یک لیتر برسانیم .
اندازه گیری هدایت الکتریکی خاک
خاک ها از نظر محتویات نمک با هم تفاوت هایی دارند. نمک های محلول خاک شامل آنیون ها و کاتیون هاست. نمک هایی که معمولا در خاک تجمع می یابند عبارتند از: Cl- ، SO44- ، Ca2+ ، Mg2+ ، Na+ به همراه مقادیر اندکی از CO32- ،HCO3- ، NO3- ، PO43- ، K+ ، NH4- ، B و غیره. این ترکیبات هنگامی که در حد بهینه در خاک حضور داشته باشند، به عنوان مواد غذایی رشد گیاه محسوب می گردند. اما هنگامی که به مقادیر بیش از آن وجود داشته باشند مانند EC> 4ds/m گفته می شود که خاک شور است و برای رشد گیاه مضر می باشد. هدایت الکتریکی را با EC نشان می دهند. اثر زیان آوری غلغت زیاد نمک بر رشد گیاه اساسا به علت فشار اسمزی بالای محلول خاک است که در نتیجه اگزوزموزیز و پلاسمولیز رخ می دهد که از جذب آب و موادغذایی توسط گیاه جلوگیری به عمل می آید. مسمومیت ناشی از Cl- ، Na+ و غیره نیز در این خاک ها دیده شده است. این خاک ها، بر پایه EC و تحمل به شوری به صورت زیر طبقه بندی می شود:

(mmhos/cm) EC تحمل زراعی و شوری خاک
کوچک تر از یک خاک معمولی، آثار بی زیان در گیاه زراعی
۲ – ۱ برای سبز کردن بذر بحرانی است
۴ – ۲ برای رشد گیاهان زراعی حساس مضر است
بزرگ تر از ۴ برای اغلب گیاهان زراعی زیان آور است

اصول کار
نمک های محلول در خاک به روش هدایت الکتریکی تعیین می شود. محلول ها نسبت به عبور جریان الکتریکی، بستگی به غلظت نمک ها از خود مقاومت نشان می دهند. در غلظت بالای نمک ها مقاومت به عبور جریان کم تر و هدایت الکتریکی زیادتر می گردد. بنابراین، EC به عنوان شاخص غلظت نمک محسوب می گردد. هدایت الکتریکی که عکس مقاومت (R) است با افزایش غلظت نمک افزایش می یابد.

مطابق قانون اهم،
۱
هدایت < ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
مقاومت

۱ ۱
یعنی، C < ـــــــــــــ یا R < ــــــــــــــــــــ
R C
1 1
یا C = K ــــــــــــــــــــــ یا R = K ـــــــــــــــــ
R C

قانون اهم عبارت است از عبور جریان الکتریکی یک آمپر از یک هادی که با نیروی الکتریکی E (ولت) نسبت مستقیم و با مقاومت R هادی ( اهم) نسبت معکوس دارد.
E
ـــــــــــــــــــــــــ = I
R
واحد مقاومت اهم است. نظر به این که، هدایت عکس مقاومت است، واحد هدایت الکتریکی (EC) عکس اهم ( ohm-1 ) یا Mho است. هدایت الکتریکی محلول استخراج شده خاک عموما با واحد کوچکتری مانند میلی موس بر سانتی متر( mmhos/cm) یا میکروموس بر سانتی متر ( µmhos/cm) در ۲۵ درجه سانتی گراد است. واحد بین المللی (SI) بر حسب زیمنس بر متر (S/m) و واحد کوچک تر آن د زیمنس بر متر (ds/m) می باشد. یک ds/m برابر است با یک mmhos/cm که برابر است با ppm 40/6 یا ۰۶۴/۰ درصد نمک.