دانلود مقاله تعیین نفوذپذیری در خاک

بخشی از مقاله

بخشي از نزولات جوي پس از رسيدن به سطح زمين به داخل خاك نفوذ كرده(infiltration) پديده نفوذ فقط شامل وارد شدن آب به داخل خاك است.
نفوذ آب در خاك بايد از دو جهت مورد بررسي قرار گيرد، يكي شدت نفوذ و ديگري مقدار نفوذ. شدت يا سرعت نفوذ به مقدار آبي گفته مي شود كه اگر در روي زمين وجود مي داشت مي توانست در واحد زمان (فرضاً يك ساعت) در زمين نفوذ كند.

سرعت نفوذ يكي از خصوصيات فيزيكي خاك بوده و به عوامل متعددي بستگي دارد. با توجه به اينكه سيلاب هاي حاصل از بارندگي ها علاوه بر شدت بارندگي به سرعت نفوذ آب در خاك نيز بستگي دارد.لذا، برآورد سرعت نفوذ آب در خاك در حوزه هاي آبخيز حائز اهميت فراوان است. ورود آب به خاك در نتيجه تاثير توام نيروهاي ثقلي و موئينگي صورت ميگيرد. نيروي ثقل فقط در جهت قائم عمل مي كند. ولي نيروي موئينگي در ابتدا كه خاك و منافذ موئين خالي از آب است، هم در جهت عمودي و هم در جهت افقي عمل مي كند.

ولي به تدريج كه منافذ موئين از آب اشباع شد تنها نيروي ثقل دخالت كرده ، و جريان نفوذ تقريباً فقط عمودي است. به همين دليل سرعت نفوذ در ابتداي وارد شدن آب به خاك زياد و سپس به تدريج تقليل يافته و به مقدار ثابتي كه فقط نتيجه عمل بر روي ثقل است ، مي رسد.
بنابراين مقدار آبي كه در زمين نفوذ مي كند صرف نظر از وضعيت سطح خاك به صورت تجمعي با زمان افزايش مي يابد.

تعيين مقدار كلسيم
براي تعيين مقدار كلسيم 5 سانتيمتر عصاره را با 20 سي سي آب مقطر و 5 قطره NaoH4 نرمال و 2 گرم سوركسيد اضافه مي كنيم و بعد مقداري EDTA اضافه مي كنيم تا تغيير رنگ را ملاحظه كنيم.

مربوط به كلسيم خاك
رديف نام فارسي نام علمي مقدار كلسيمca
1 خاك شاهد 1.5
2 مريم نخودي 2.6
3 پيچك بوته اي Cunvolvolus 2.1
4 گون Astragalus 3.2
5 Astragalus 3.6
6 cm5-0 1.8
7 cm10-5 1.4
8 cm20-10 1.6
9 cm50 2.2

تعيين سديم Na
هر گاه ميزان املاح محلول در آب يك خاك به حد زيان آوري براي گياه برسد خاك را شور مي نامند . چنانچه سديم قابل تبادل خاك تا حد زيان آوري برسد خاك را سديمي مي ناميم . اين گونه خاك ها خاص مناطق خشك و نيمه خشك هستند . مناطقي كه ميزان بارندگي سالانه آنها كمتر از جمع تبخير بالقوه سالانه رطوبت از سطح خاك است .

خاك هاي شور و قليايي از نظر منشا شوري به دو دسته تقسيم مي شوند :
الف ) خاك هاي كه به طور طبيعي شور بودند و يا از اول شور بودند
ب) خاك هاي كه در اثر مديريت ناصحيح شور شدند يا خاك هاي شور ثانويه . خاك هاي قليايي يا سديمي خاك هاي هستند كه در اثر وفور سديم قابل تبادل در سطح كلوئيد هاي خاك ، تخريب شدند و رشد و نمو گياه در آنها مواجه با مشكل است . نام جديد خاك هاي قليايي خاك هاي سديمي است .

تعيينPH خاك
در شرايط طبيعي از هر 10 مولكول آب يكي تجزيه شده و توليد يون هاي H و OH مي نمايد. هر گاه محيط بتواند يكي از اين دو يون را از محلول خارج و يا بدان وارد نمايد، نسبت يون ديگر در محلول افزايش يا كاهش پيدا مي كند و محيط تابع فعاليت يون غالب مي گردد. اين عامل را با PH نشان مي دهند كه پتانسيل يون هاي هيدروژن موجود در محلول است .

تعيين هدايت الكتريكي (EC)
مقدار املاح محلول در خاك را معمولاً توسط اندازه گيري قابليت هدايت الكتريكي عصاره از آن خاك تعيين مي نما يند. اساس كار اين است كه آب خالص،يك هادي الكتريكي بسيار ضعيف مي باشد در صورتي كه آب حاوي املاح تجزيه شده( املاحي كه به طور عادي در خاك وجود دارند ) جريان را متناسب با مقدار نمك موجود در خاك هدايت مي نمايد.

بنابراين اندازه گيري قابليت هدايت الكتريكي عصاره معيار دقيق از غلظت كل اجزاي يونيزه شده اين املاح بدست مي آيد. اندازه گيري قابليت هدايت الكتريكي بر اين اساس است كه مقاومت الكتريكي بين دو الكترود موازي كه در داخل عصاره فرو مي نماييم اندازه مي گيريم، در چنين سيستمي محلول ما بين الكترود در حكم يك هادي الكتريكي عمل نموده و قوانين فيزيكي مربوطه در مورد آن قابل اجراست.

بافت خاك
مطالعه فيزيكي خاك از تجزيه مكانيكي آن آغاز مي شود كه عبارت از تفكيك ذرات خاك از روي وزن آن ها. خاك از ذراتي به ابعاد مختلف تشكيل شده است كه عبارتند از :شن سيلت و رس .منظور ما دراينجا نيز ذرات اوليه و بنيادين خاك است نه خاكدانه ها.

بافت خاك عامل نگهداري رطوبت و تنظيم كننده غلظت محلول خاك حاوي عناصر غذايي وتغذيه گياه است.از اين رو در تعيين حاصلخيزي خاك و قابليت بهره برداري از آن نقش اساسي دارد.به همين خاطر در ارزيابي خاك ها و طبقه بندي آنها.

مطالعه و برسي بافت لايه هاي گوناگون نيم رخ خاك ضرورت دارد .بهترين خاك از نظر بافت كشاورزي خاكي است كه حاوي 10تا20 درصد مواد آلي و مابقي نيز به تساوي از سن وسيلت باشد .
خاك هاي متوسط , خاك هاي سنگين و..

خاك هاي متوسط :
خاك هايي هستند كه مقدار رس آن ها 30-10 درصد مي باشد. اين خاك ها حاصلخيزي نسبتاً بالايي دارند و رطوبت خود را نسبتاً خوب حفظ مي نمايند. بافت هاي لوم ، لوم لاي، لوم رس ماسه اي در اين گروه جاي دارند.

خاك هاي سنگين :
ميزان رس اين خاك ها بيش از 30 درصد است. اين خاك ها قدرت نگهداري آب بالايي دارند. حاصلخيزي خوب و بالايي دارند ولي به دليل جذب آب به مدت طولاني، از نظر تهويه براي گياهان مشكل ايجاد مي نمايند.

تعيين بافت خاك به روش صحرايي (روش لمسي) :
در اين روش مقدار كمي از خاك را با آب مخلوط كنيد تا گل نسبتاً سفتي به وجود آيد، آن را بين انگشت شست و اشاره فشار دهيد اگر حالت زبري احساس شد خاك شني، اگر حالت چسبندگي داشت خاك رسي و اگر حالت صابوني داشت خاك سيلتي است.

ساختمان خاك
ترتيب قرار گرفتن ذرات خاك(شن، لاي،رس) در مجاورت يكديگر و تشكيل ذرات بزرگتر (خاكدانه) را ساختمان خاك مي گويند. سهولت نفوذ ريشه ، فعاليت هاي موجودات ذره بيني خاك ، تهويه و استفاده گياهان از مواد غذايي، همگي تحت تأثير ساختمان خاك هستند.
در تشكيل ساختمان خاك، عوامل مختلف فيزيكي، شيميايي، بيولوژيكي و آب و هوايي مؤثر مي باشد. درتخريب ساختمان خاك عواملي نظير فشار، گرما ، باران شديد، نوع زراعت و غيره نقش به سزايي دارند.

خاك ها ممكن است بدون ساختمان يا داراي ساختمان باشند.
در خاك هاي بدون ساختمان خلل و فرج بسيار كم است و عمل تهويه در آن ها به خوبي انجام نمي شود در حقيقت در اين خاك ها هيچ گونه خاكدانه اي تشكيل نمي شود. خاك هاي بدون ساختمان به صورت تك دانه اي يا توده اي ديده مي شوند.

چسبندگي خاك
يكي از ويژگي هاي پايداري خاك ، چسبندكي خاك است كه در آن دو عامل بافت خاك و رطوبت خاك مؤثر مي باشد. ذرات خاك در حالت خشك با داشتن نيروي كوهيژن (دگر چسبي) نسبتاً شديد، مولكول هاي دو قطبي آب را به طرف خود جذب مي كنند. در نتيجه يك قشر نازك آب بر روي ذرات تشكيل مي شود كه شدت جذب آن به ذرات خاك بسيار زياد است. مولكول هاي آب در اثر نيروي ادهيژن (هم چسبي) به اين لايه مي چسبند. خاك هايي كه داراي رس نيستند بدون كوهيژن (غيرچسبنده) مي باشند و خاك هايي كه داراي رس هستند چسبنده مي باشند و ظرفيت نگهداري آب افزايش مي يابد. وجود چسبندگي در خاك شخم و ساير عمليات ورزي را با شكل روبرو مي كند.

وزن مخصوص خاك
1 – وزن مخصوص ظاهري وزن يك سانتي متر مكعب از خاك خشك در شرايط طبيعي را «وزن مخصوص ظاهري» مي گويند. براي تعيين اين شاخص از استوانه هاي مخصوص استفاده مي شود. اين استوانه ها را آرام و با دقت و بدون ضربه زدن وارد خاك مي كنند پس از قرار دادن نمونه خاك استوانه در اتو و 105 درجه ، نمونه خاك خشك شده را وزن نموده و وزن مخصوص را با فرمول زير محاسبه مي كنند:

وزن مخصوص ظاهري = وزن نمونه خاك خشك (gr)
حجم خاك (cm3)

2 – وزن مخصوص حقيقي :
وزن يك سانتي متر مكعب خاك خشك بدون خلل و فرج را وزن مخصوص حقيقي مي گويند. وزن مخصوص حقيقي خاك ها بسته به نوع خاك 75/2 تا 5/2 گرم در سانتي متر مكعب متغير است. براي تعيين اين شاخص، از وسايل آزمايشگاهي مخصوص بهره مي گيريم.

حركت ماشين ها در زمين هاي كشاورزي باعث متراكم
شدن خاك و كم شدن خلل و فرج آن مي گردد و وزن مخصوص ظاهري آن را افزايش مي دهد.

نفوذ پذيري خاك
در بعضي از خاك ها، آب به سرعت نفوذ مي كند در حالي كه در بعضي ديگر، ورود آب به كندي صورت مي گيرد. مقدار آبي كه (بر حسب ارتفاع آب «سانتي متر يا ميلي متر» در واحد زمان (دقيقه يا ساعت) از سطح خاك به داخل آن وارد مي شود «نفوذ پذيري» خوانده مي شود.

جدول 2-3 ميزان سرعت نفوذ آب در خاك هاي مختلف را نشان مي دهد.
نوع خاك ميزان نفوذ (ميلي‌متر درساعت)
شني 30
لوم شني 30-20
لوم سيتي 20-10
لوم رس 10-5
رسي 5-1
علت اهميت ميزان نفوذ پذيري در انتخاب روش آبياري است . براي خاك هايي كه نفوذپذيري زياد (بيش از 30 ميلي متر در ساعت) دارند آبياري قطره اي و باراني و براي خاك هايي كه نفوذ پذيري كم دارند، آبياري كرتي و نشتي مناسب مي باشد. براي تعيين نفوذ پذيري از استوانه هاي مضاعف استفاده مي شود.( شكل 9-3 ص 74)

PH (واكنش ) خاك
يكي از خصوصيات مهم خاك ، PH خاك مي باشد. فعاليت موجودات زنده خاك و قابل جذب بودن عناصر غذايي خاك توسط ريشه تحت تأثير واكنش خاك مي باشد. به طور مثال باكتري ها توليد كننده نيترات (تبديل ازت هوا به ازت آلي ) در PH بالاتر از 5/5 فعال مي باشند و يا آهن منگنز در PH كم تر از 6 قابل جذب است.

با توجه به مفهومي كه از PH در فصل آب شرح داده شد، انواع خاك ها از نظر PH در شكل 10-3 مشاهده مي شود

در نواحي مرطوب خاك ها معمولاً اسيدي و در نواحي خشك قليايي هستند.
در كشور ما در بخشي از منطقه لاهيجان كه به كشت چاي اختصاص دارد خاك اسيدي است. خاك اسيدي PH كم تر از 7 دارد.

خاك هاي آهكي : PH اين خاك ها بيشتر از 7 مي باشد و در نواحي خشك و نيمه خشك تشكيل مي شوند. بخش اعظمي از كشور ما خاك آهكي دارد.
در صورتي كه PH خاك به حدود 10 برسد «قليايي» ناميده مي شود.
اكثر گياهان در محدوده 6-8= PH به خوبي رشد مي كنند.