0

تعیین املاح محلول خاک یا قابلیت هدایت الکتریکی خاک چگونه انجام می شود؟

تعیین املاح محلول خاک یا قابلیت هدایت الکتریکی خاک چه فوایدی دارد ؟

سوال پاسخ داده شده
گذاشتن نظر
0

تعیین املاح محلول خاک یا قابلیت هدایت الکتریکی خاک چگونه انجام می شود؟

10-1-مقدمه

مقدار املاح محلول در خاک را معمولاً توسط اندازهگیری هدایت الکتریکی (conductivity Electrical) عصارهی آن خاک تعیین میکنند. اساس کار این است که آب خالص یک هادی الکتریکی بسیار ضعیف میباشد، در صورتی که آب حاوی املاح تجزیه شده (املاحی که بطور عادی در خاک وجود دارند) باشد جریان را تقریباً متناسب با مقدار نمک موجود در خاک هدایت مینماید. بنابراین اندازهگیری قابلیت هدایت الکتریکی عصاره، معیار دقیقی از غلظت کل اجزاء یونیزه شدهی این املاح بدست میدهد. تعیین EC بر این اساس است که مقاومت الکتریکی بین دو الکترود موازی که در داخل عصاره قرار دارند اندازهگیری میشود. در چنین سیستمی محلول ما بین الکترودها در حکم یک هادی الکتریکی عمل نموده و قوانین فیزیکی مربوطه در مورد آن قابل اجراست. املاحی در خاک و آب شوری ایجاد میکنند که محلول باشند مانند املاح کلریدی (CaCl2 ،MgCl2 ،NaCl ،KCl ،HCl ،)نیتراته و سولفاته (CaSo4 ،Na2So4 ،K2So4 ،CuSo4 ،MgSO4  )املاح کربناته و بیکربناته، اگر دارای کاتیونهای Na و K باشند، سبب شوری میشوند، اما اگر کاتیونهای دوظرفیتی (Ca و Mg (داشته باشند، به خاطر انحلال اندک، شوری کمتری حاصل میشود (میزان انحلال CaCo3 در آب خالص 013/0 گرم در لیتر، CuSo4 2 گرم در لیتر و MgSO4 برابر 262 گرم در لیتر است). با افزایش درجه حرارت EC محلولهای نمکی آبی نیز افزایش مییابد (به دلیل افزایش انحلال نمکها با افزایش دما). برای هر درجه، این افزایش %2 خواهد بود. دمای استاندارد گزارش EC برابر 25 درجه سانتیگراد میباشد. پس باید در قرائت EC دما تصحیح گردد. اگر ما دما را به دستگاه بدهیم خود عدد تصحیح شده را به ما میدهد. مقادیر مطلق و نسبی یونهای عصارهگیری شده از خاک تا حدی به مقدار آب مصرفی برای عصارهگیری بستگی دارد. مقادیر کل برخی از یونها با افزایش مقدار آب افزایش و برخی ممکن است کاهش یابد ولی بطور معمول افزایش را داریم. ایدهآل آن است که EC در عصاره شرایط رطوبتی ظرفیت مزرعه (FC (اندازهگیری شود، ولی با وجود مشکلات در این راه کاربرد ندارد. عددد قرائت شده در عصارهی اشباع (Extract Saturation)خود به خود خصوصیات آب مزرعهای را نشان میدهد که آنرا میتوان با عکسالعمل گیاه ربط داد زیرا مقدار رطوبت برای اکثر خاکهای با بافت متوسط در حالت اشباع حدوداً دو برابر حالت FC و چهار برابر حالت P.W.P میباشد (در خاکهای شنی رطوبت اشباع 3 برابر Fc و 6 برابر رطوبت در نقطهی P.W.P میباشد). عصارههای خاک اشباع را امروزه تا حد زیادی برای اندازهگیری املاح محلول خاک بکار برده و EC به عنوان معیاری در شوری خاک به کار میرود.

اکهای شور دارای pH کمتر از 5/8 بوده و مقدار سدیم قابل تبادل (ESP (آنها نیز کمتر از 15 درصد میباشد. غالباً قشر نازک سفید رنگی از املاح سطح این خاکها را میپوشاند. خروج املاح از منطقهی توسعهی ریشه در این خاکها مستلزم زهکشی مناسب خاک است.

تاثیر املاح بر روی گیاه غالباً به طور غیر مستقیم و از طریق تاثیر بر پتانسیل اسمزی و درنتیجه کاهش جذب آب به وسیلهی ریشهها و بذرهای جوانهزده صورت میگیرد لذا اثرات افزایش املاح در خاکها مشابه کاهش جذب رطوبت در اثر پائین آمدن پتانسیل ماتریک (Potential Matric )خاک است. درحقیقت اثرات شوری و رطوبت مکمل هم هستند. مثلاً اگر گیاهی در پتانسیل ماتریک 20 -بار و پتانسیل اسمزی 1 -بار پژمرده شود، همان گیاه در پتانسیل ماتریک 1 -بار و پتانسیل اسمزی 20 -بار نیز پژمرده میشود.

10-1-1- شرح واحد mmohs.cm برای EC

دستگاه EC سنج از دو الکترود تشکیل شده که در یک محلول صاف و زلال قرار دارند. الکترودها به یک اهممتر وصل بوده و آن هم به یک منبع نیروی محرکه وصل است. زمانی که دستگاه را روشن میکنیم، بین دو الکترود یک مقاومت ایجاد میشود که هر چه املاح محلول تر باشند، مقاومت کم و رسانائی الکتریکی قویتر است. عکس این قضیه در املاح کم محلول صادق است. مقاومت الکتریکی (R) با فاصلهی بین الکترودها (L) رابطهی مستقیم داشته و با سطح مقطع هادی (A)نسبت عکس دارد. بنابراین داریم؛ که در آن r ضریب تناسب یا مقاومت مخصوص الکتریکی میباشد و مقدار آن بستگی به جنس هادی دارد. چنانچه R را بر حسب 2 ohm ،L را بر حسب cm و A را بر حسب cm حساب نماییم، واحد (r ،(cm.ohm خواهد شد. عکس مقاومت الکتریکی یک هادی (R/1 )هدایت الکتریکی میباشد. همین طور عکس ضریب مقاومت مخصوص الکتریکی (r/1) قابلیت هدایت الکتریکی (EC )میباشد. [واحد r/1 یا EC برابر cm.ohm/1یا cm/mho میباشد (ohm را روی خط کسری میآورند و حروف آن را وارونه میکنند)]

چون در داخل آب یا عصارهی خاک یک یون نداریم، بلکه مجموع یونها را داریم، لذا به جای واحد cm/mho ،واحد cm/mhos را مینویسیم که یک واحد بزرگ است و باید قرائت ها را با واحدهای cm/mmhos( جهت بیان میزان املاح یا شوری خاکها) یا cm µmhos( جهت بیان میزان املاح یا شوری آبها) بیان نمود.

1 mhos.cm-1= 103mmhos.cm-1= 106µmhos.cm

10-1-2- شرح واحد ds.m برای EC

در حال حاضر سیستم بین المللی واحدها (MKS (به جای واحد موز، واحد زیمنس را پیشنهاد کرده است. اگر mho را با حرف S نشان دهیم میشود cm/ms یا cm/s 1/0 و اگر کسر را در 100 ضرب کنیم، داریم m/s 10 و اگر بجای 10 علامت دهگان (d )قرار دهیم واحد جدید آن m/ds ) m.ds -1 ds.m که میباشد- ) 1 = mmho.cm-1 میباشد. استفاده از این واحد راحتتر و پذیرفته شدهتر است. (Siemens; S )

10-2-وسایل و مواد مورد نیاز

C متر، بشر پلاستیکی 700 میلیلیتر، قیف بوخنر، دستگاه مکش، پایهی عصاره گیر، بطری عصاره، بهم زن شیشهای، بوتهی چینی، آون، ترازو (با دقت 1/0 گرم)، دسیکاتور با ماده جاذب رطوبت و آب مقطر.

10-3-روش کار 

10-3-1-روش عصارهی اشباع 

یکی از روشهای تعیین میزان املاح این است که عصارهی خاک یا آب مورد آزمایش را در آون قرار داده که آب آن تبخیر شده و املاح به جای میماند که با اندازهگیری املاح ته ظرف، مقدار آن به دست میآید. این روش وقتگیر و دشوار است. لذا جهت تعیین میزان املاح از دستگاه ECسنج به طریق زیر استفاده میشود. هر گروه 4 بشر 50 یا 100 میلی لیتری برداشته و براساس جدول زیر درون آنها محلولهای مورد نظر تهیه گردد. خاک مورد آزمایش باید خشک و از الک 2 میلیمتر عبور داده شده باشد.

بشرهای شمارهی 1 تا 3 را به مدت حداقل 30 دقیقه یا به مدت 1 دقیقه در هر 5 دقیقه به مدت 30 دقیقه کاملاً تکان میدهیم (Shaking ).یعنی جمعاً به مدت 5 دقیقه در کل 30 دقیقه. سپس سوسپانسیونها را به دقت از کاغذ صافی گذرانده و EC آنها را با دستگاهی که کالیبره شده و دمای آن مانند دمای دستگاه pHمتر تنظیم شده، اندازه میگیریم. باید عدد بدست آمده از بشر سوم کمتر از بشر دوم و بشر دوم هم کمتر از عدد خوانده شده از بشر اول باشد. در بشر شمارهی 4 گل اشباع تهیه کرده و عصارهی آن را میگیریم. پس از این مرحله با دستگاهی که قبلاً کالیبره شده، ECe را قرائت کرده و یادداشت میکنیم. جهت تهیهی گل اشباع ابتدا خاک را در تین گل اشباع ریخته و کم کم به آن آب مقطر اضافه مینمایم تا اینکه بدون بهم زدن خیس شود (ممکن است در اثر بهم زدن کلوخه شود). با بهم زن شیشهای آنرا به هم زده و هر از مدتی آب اضافه میکنیم تا اینکه خمیر سفت شود (برای جلوگیری از کلوخه شدن خاکهای ریز بافت میبایست آب را در مراحل مرطوب سازی با حداقل به هم زدن به خاک اضافه نمود). مجدداً آب به خاک اضافه نموده تا اینکه به حد اشباع برسد. زمانی اشباع کامل است که چهار خصوصیت زیر در آن مشاهده شود؛ 1) حالت نیمه مایع و جامد داشته باشد. 2) سطح آن صاف و صیقلی و درخشنده به نظر برسد.3) وقتی ظرف را واژگون کنیم، خمیر به آرامی و بصورت زبانهای شروع به جاری شدن نماید و چنانچه بهم زن را در مجاورت خمیر قرار دهیم به آن نچسبد (به جز خاکهایی که رس آنها زیاد است). 4) اگر شکافی توسط بهم زن یا کاردک ایجاد گردد، بدون اینکه آبی در شیار جمع شود، شیار به آرامی به هم بیاید (خاکهای با بافت درشت، ممکن است که بسادگی از حد اشباع بگذرد. جمع شدن آب آزاد بر روی سطح خمیر مهمترین عامل نشان دهندهی گذشتن از حد اشباع میباشد). 5)اگر مقداری گل را روی کاردک قرار داده و کاردک را کمی کج کنیم، گل به آرامی روی کاردک سر بخورد. سر بشر را محکم میبندیم (برای جلوگیری از تبخیر آب) و میگذاریم یک شب، یا حداقل 4 ساعت بماند. خاکهای ماک و پیت (Peat and Muck )بخصوص در مواردی که  بافت درشت داشته باشند، حتماً باید یک شب نگهداشته شوند. مجدداً خصوصیات خمیر اشباع را در مورد آن بررسی میکنیم. اگر آب اضافی جمع شده مقداری خاک و اگر سفت باشد مقداری آب مقطر اضافه میکنیم و به هم میزنیم تا خصوصیات خمیر اشباع مشاهده گردد. باید اینجا دقت کنیم که آب یا خاک زیادی به کار نرود. میتوانیم pH گل اشباع را قبل از عصارهگیری اندازه گرفته و گزارش کنیم. دو کاغذ صافی (واتمن 50 )اندازه ته قیف بوخنر تهیه و در قیف که روی پایه عصارهگیر است قرار میدهیم. مقداری گل اشباع (طوری که سر قیف خالی باشد) را روی آن ریخته و با تکان دادن سطح آنرا صاف میکنیم. 6) قیفهای بوخنر انواع مختلفی دارند که نوع شیاردار آن مناسبتر است. دستگاه مکش (3/0 بار) را روشن و شروع به عصاره گیری میکنیم. 7) اگر عصاره گل آلود بود، در انتها با کاغذ صافی صاف میکنیم و یا از آن عصاره صرفنظر مینماییم. زمانی که شکاف در سطح و یا حاشیهی گل ایجاد شد، عمل عصارهگیری قطع میشود و بطریهای عصاره را از زیر پایه عصارهگیر خارج میکنیم (چون از این به بعد هوا از خاک عبور میکند).8) با 10 دقیقه سانتریفوژ در 4000 دور نیز میتوان عصاره تهیه کرد.

ـ دستگاه EC متر را روشن مینماییم و در وضعیت تنظیم دما قرار میدهیم، آنگاه دمای عصاره را خوانده و به دستگاه میدهیم (تصحیح دما)، سپس الکترود دستگاه را وارد عصاره نموده و قرائت مینماییم. می توانیم برای اطلاعات بیشتر EC آب شهر و آب مقطر را نیز اندازه بگیریم و با بقیه مقایسه کنیم.

10-3-2-تعیین درصد رطوبت وزنی گل اشباع (درصد اشباع وزنی یا sp)

ک بوتهی چینی وزن میکنیم (M1 ). مقداری گل اشباع درون آن ریخته و دوباره وزن میکنیم (M2 ).  به مدت 48 ساعت در حرارت 110 درجه در آون قرار میدهیم. پس از خشک شدن در دسیکاتور میگذاریم تا سرد شود. آنگاه دوباره وزن میکنیم تا جرم خشک خاک (M3 )بدست آید و درصد اشباع (Percentage Saturation )را به صورت زیر حساب میکنیم.

10-3-3-نگهداری عصاره

ر کارهای تحقیقاتی اگر بخواهیم عصاره را برای اندازهگیریهای دیگر نگهداری نماییم به ازای هر 25 میلیلیتر عصاره یک قطره محلول % 1/0 6)NaPo3)اضافه مینماییم تا از رسوب کلسیم جلوگیری به عمل آید. (شاید به نظر برسد این کار موجب افزایش 1 -نمک در عصاره میشود ولی با این کار ppm 5/0 یا lit.meq 02/0 سدیم وارد عصاره میشود که در مقابل رسوب کلسیم ناچیز است). مقداری تیمول (Thymol)جهت جلوگیری از رشد موجودات زنده به عصاره اضافه گردد. سپس عصارهها در دمای 4 درجهی سانتیگراد نگهداری شود.

10-3-4- 1:5 و 1:2/5 عصارههای روش

گرم خاک خشک کمتر از 2 میلیمتر را در یک ارلن 250 میلیلیتری ریخته و به آن 100 میلیلیتر آب مقطر میافزاییم (5/2:1 .(20 گرم خاک کمتر از 2 میلیمتر را در یک ارلن 250 میلیلیتری ریخته و به آن 100 میلیلیتر آب مقطر میافزاییم (5:1 .( درب آنها را مسدود کرده و برای مدت دو ساعت بهم میزنیم و سپس با کاغذ صافی با قدرت جذب (واتمن 50 (بالا و با استفاده از دستگاه مکش و قیف بوخنر صاف میکنیم. اگر عصاره کدر بود از آن صرفنظر میکنیم یا مجداً صاف میکنیم و با دستگاه EC متر آنها را همانند قرائت درعصاره میخوانیم. رابطهای تقریبی بین EC عصارهی اشباع و عصارهی 5:1 بدین صورت وجود دارد؛ ECe = 6.4 . EC1:5 (10-8) ü اگر شرایط طوری بود که نتوانستیم نمونهی کافی جمعآوری کنیم، از این روش عصاره تهیه میکنیم. ü بهتر است در نسبت آب به خاک، رطوبت خاک را در نظر بگیریم. بعنوان مثال اگر خاکی %2 رطوبت دارد برای تهیه عصاره 1:1 مقدار 98 میلیلیتر آب مقطر و 102 گرم خاک به کار رود. ü معمولاً نسبتهای 5:1 و بیشتر به خوبی ساخته نمیشوند.

منبع :

دانشگاه پیام نور، دانشکدهی علوم کشاورزی، گروه اب و خاک

جهت خرید انواع خاک مناسب برای بستر های کشاورزی و نیز خاک های مناسب گیاهان زینتی به صورت بسته بندی به بستر عرضه خاک و مشتقات وارد شوید . بستر خاک و مشتقات

جهت تماشای ویدئوی آموزشی رایگان وارد بستر مرکز آموزش شوید . بستر مرکز آموزش ویدئویی

سوال پاسخ داده شده
گذاشتن نظر
شما در حال مشاهده 1 از 1 پاسخ هستید ، برای دیدن همه پاسخها اینجا را کلیک کنید .
پاسخ خود را بنویسید .