بخشی از مقاله
چکیده
درمبحث مدیریت آبیاري، اندازه گیري و کنترل رطوبت و دماي خاك از مولفه هاي ضروري براي اعمال روشهايه مدیریتی بهینه به منظور کاهش مصرف آب و بهبود کیفیت محصول است.جهت بررسی سیستم هاي اندازه گیري رطوبت و دماي خاك لازم است تا روشهاي مختلفهدر این زمینه معرفی گردد. در مبحث اندازه گیري رطوبت بیشتر روش ها به طور غیرمستقیم رطوبتخاك را اندازه گیري می کنند که در دو مبحث: حجمی و تانسیومتري قابل بررسی هستند. دراینهتحقیق سعی شده است به معرفی چند روش برگزیده در خصوص مباحث اندازه گیري رطوبت از جمله روش تانسیومتر، بلوك گچی، تتاپروب، نوترون متر و ... پرداخته شود.
کلماترکلیدي:راندازه گیري رطوبت، تانسیومتر، بلوك گچی، تتاپروپ
مقدمه
رطوبت خاك از عوامل کلیدي در تولیدهمحصولات کشاورزي می باشد.هتغییرات رطوبت نه تنها به متغیرهاي واداشتی بلکه به ویژگیهاي خاك وگیاه به شدت وابسته است ]خ[ ههاز این رو لازم است در اندازه گیري این دو پارامتر دقت بسیاري را اعمال کردههرطوبت موجود در خاك را می توان بطورمستقیم از طریق اندازه گیري اختلاف وزنی، قبل و بعد از خشک کردن نمونه خاك، بدست آورد که به آن روشوزنی می گویند. این روش،هرطوبت وزنی خاك را بر حسب وزن آب بر وزن خاك خشک بیان می کند. نسبت حجم آب موجود در نمونه به حجم نمونه خاك پس از خشک شدن در آون در دماي هه1ه–هه11هدرجه سانتی گراد بیانگر رطوبت حجمی خاك است . رطوبت حجمی بیانگر حجم آب موجود در حجم نمونه خاك دست نخورده است .
بااینکه روشهاي مستقیم از دقت بالایی برخوردار بوده - % - -1 و با هزینه کم قابل اندازه گیري است، خسته کننده،وقت گیر و کاربر هستند . حداقل زمان مورد نیاز براي انجام این روشها خهروز بوده، و بعلت بهم خوردن خاکقابلیت تکرار در محل اولیه را ندارند . روشهاي غیرمستقیم بسیاري براي اندازه گیري رطوبت خاك وجود دارد . اینهروشها رطوبت را توسط روابط واسنجی موجود با سایر متغیرهاي قابل اندازه گیري برآورد می کنند. انتخاب هر یکهاز روشهاي غیرمستقیم بستگی به هزینه، دقت، زمان پاسخ، نصب، کاربرد مد نظر، مدیریت و دوام آن دارد .بسته بههکمیت اندازه گیري، روشهاي غیرمستقیم به دو دسته حجمی و تانسیومتري طبقه بندي می شوند ههدسته اولهرطوبت حجمی خاك را می دهد، و دسته دوم مکش خاك یا پتانسیل آب خاك را نشان می دهد.
هر دو دسته وابستهبه منحنیخصوصیات رطوبتی خاك می باشد. منحنی خصوصیات رطوبتی رابطه اي است بین پتانسیل آب خاك ودرصد رطوبت آن، اگر در یک دستگاه محورهاي مختصات مقادیر رطوبت و پتانسیل را نسبت به یکدیگر رسم کنیممنحنی خصوصیات رطوبتی حاصل می شود - ]ک[هههلازم به ذکر است که هر خاك بسته به بافت، ساختمان و میزان مواد آلی موجود در آن داراي منحنی خصوصیات رطوبتی متفاوتی است بعلاوه، این رابطه ممکن است براي یک نوع خاك ثابت نباشد و در دوره هاي مختلفرطوبت گیري و رطوبت زدایی خاك تغیییر کند ]هبا توجه به خصوصیات فیزیکی خاك و هدف از اندازه گیریرطوبت، دستگاههاي اندازه گیري انتخاب می شوند.
رطوبت حجمی خاك کمیت کاربردي تري است . در خاکهاي بابافت ریز ، آب با نیروي زیادي توسط ذرات خاك نگهداشته می شود، بنابراین حتی اگر رطوبت حجمی خاك نیزنسبتا زیاد باشد، آب مورد نیاز گیاهان تامین نخواهد شد . در مطالعه روابط گیاه –ه خاك، اندازه گیري مکش خاك بااندازه گیري رطوبت خاکتوجه قدرت مکش گیاه در جذب آب از خاك می تواند کمیت مناسب تري باشد . مکش خاك می تواند عامل مناسبیهدر محاسبه تنش آبی گیاه نیز باشد . خصوصیات فیزیکی خاك - بافت، تورم، ترك - می تواند بر روي عملکرد روشانتخاب شده براي اندازه گیري رطوبت تاثیر گذار باش د زیرا برخی از حسگرهاهنیازمند تماس کامل با ذرات خاکمی باشند.
علاوه بر آن تابع نوع خاك، بارش، تبخیر و تعرق بعضی ابزار اندازه گیري نیازمند حفاظت و نگهداریخاصی می باشند. مدیریت آب آبیاري بر اساس اندازه گیري رطوبت موجود در خاك روش متداولی در تولیداتکشاورزي است. آگاهی از رطوبت خاك در هر مرحله به مدیر مزرعه این امکان را می دهد تا رطوبت موجود درخاك را در حد مورد نظر نگه دارد . این کار باعث کاهش هرزآب و آبشویی املاح شده ، اما نیازمند انتخاب روشرمناسبی براي آبیاري استه هبراي محاسبه حجم آبیاري، اعداد بدست آمده از روش تانسیومتري باید از طریقهمنحنی مشخصه خاك به رطوبت حجمی و یا وزنی تبدیل شوند.
روشهاي مستقیم اندازه گیري رطوبت
بیشتر روشهاي اندازه گیري رطوبت خاك در مزرعه و گلخانه غیرمستقیم هستند.همرور کلی بر رو شهاي موجودهبا توجه به روش کار، مزایا و معایب هرکدام در ذیل ارایه شده است.
روش حجمی
تمام روشهاي موجود در این زمینه به بیان حجم آب موجود در حجم نمونه خاك دست نخورده می پردازد. این کمیت به بیان میزان رطوبت خاك بر اساس حجمی از خاك که توسط آب پر شده می پردازد. اگربخواهیم این کمیت را بر حسب عمق بیان کنیم، حجم آب موجود در خاك نسبت به عمق مورد نظر در واحد سطحمیلی متر آب، این کمیت با متغیرهاي هیدرولوژیکی بارش، تبخیر، تعرق و زه آب می تواند مقایسه شود و نتایجحاصله در ارایه برنامه آبیاري در مزرعه بکار رود ]ک [انتخاب و بکارگیري ابزارهاي مدیریتی نیازمند شناخت دقیق دستگاهها و آشنایی کامل با روش کارآنها می باشد. بدین ترتیب که با شناخت ابزارهاي مختلف و اصول بکارگیري آنها و بر اساس نیازسنجی انجام شدهدر محل مورد نظر چند گزینه مناسب برگزیده می شود. انتخاب زمانی امکانپذیر می شود که منظورمان از بهترین راتعریف کنیم . براي به وجود آمدن وضعیت تصمیم گیري دست کم دو گزینه باید موجود باشد .
مرحله دوم انتخاببهترین گزینه از جنبه هاي اقتصادي و امکانات موجود می باشد. در شرایطی که فقط یک گزینه موجود باشد، در اینحالت تنها روش یا جواب دسترسپذیر را می توان انتخاب کرد. رطوبت یکی از مولفه هاي مهم در کشاورزي استکه تاثیر مستقیمهدر میزان آب آبیاري در کشاورزي دارد .هه اندازه گیري میزان رطوبت درکشاورزي از دو منظر مورد توجههاست: 1بهرطوبت خاك یا محیط کشت خبهرطوبت هوا - از این پس در تحقیق به آن رطوبت می گوییم - . دراین تحقیق سعی شده تا بطور کامل به هر دو موضوع پرداخته شود. هه همانگونه که درهابتدا نیز بیان شد در شرایطی که فقط یک گزینه موجود باشد تنها روش یا جواب دسترسپذیر رامی توانانتخاب کرد . بدین ترتیب به معرفی بهترین و ارزانترین ابزارهاي اندازه گیري رطوبت و دما در محیط گلخانهیا بطور کلی در کشاورزي می پردازیم. لازم به ذکر است که این عوامل نیز تاثیر به سزایی در تبخیر و تعرق گیاه داشته و بر زمان و میزان آبآبیاري نیز تاثیر دارد.
سیستمهاي اندازه گیري رطوبت
از بهترین و ارزانترین حسگرها می توان - هههچ ه - HIHرا براي اندازهگیري رطوبتهنام برد. بکارگیري این حسگرها بسیار آسان و ساده بوده و تنها نیازمند یک مدار ساده الکترونیکی هستند.
اندازه گیري رطوبت با - - HIH4000
این حسگر از جدیدترین حسگرهاي موجود در ایران است که داراي قابلیت اتوکالیبراسیون رطوبت نسبت بهدماهاي مختلف می باشد. رابطه ولتاژ پاسخ حسگر با رطوبت نسبی هوا نیز خطی می باشد. این ویژگیهاهسبب شده تااین حسگر بطور گسترده اي در رطوبت سنج هاي ساخته شده توسط شرکتهاي مختلف براي اندازه گیري رطوبتمحیطی مورد استفاده قرار گیرد . اغلب این دستگاهها نیز قیمتهاي بسیار بالایی دارند . بدین ترتیب با بهره گیري از اینحسگرها می توان هزینه هاي مدیریتی گلخانه را تا حدود زیادي کاهش داد و تعداد حسگرهاي نصب شده را افزایشمی باشد Honeywell داد تا تخمین جامعی از رطوبت نسبی هواي گلخانه حاصل شود . این حسگر ساخت شرکتکه مشخصات کامل آن در شکل خهارایه شده است.حسگر نسبت به نور حساس است و براي انجام قرائت هاي مطمئن حتماً باید پوشش داشتههباشد.
البته باید توجهکرد که کاور داراي منافذي براي حرکت جریان هوا باشد . ارتباط مکرر حسگر با رطوبت بیش از هشه% باعث می شودتا حسگر بطور معکوس عمل کند و رطوبت نسبی را بسیار پایین تر از حد موجود نمایش دهد . همچنین حسگرمذکور نسبت به ضربه نیز حساس است و منجر به قرائتهاي غلط و با اطمینان پایین می شود.اندازه گیري میزان رطوبت درکشاورزي از دو منظر مورد توجه است:ه1ب رطوبت خاك یا محیط کشتخب رطوبت هوا از این پس در تحقیق بهه آنهرطوبت می گوییم. همانگونه که در ابتدا نیز بیان شد در شرایطی که فقط یک گزینه موجود باشد تنهاه روش یا جواب دسترس پذیر را می توان انتخاب کرده است.
روش هاي غیرمستقیم تانسیومتر
اندازه گیري پتانسیل ماتریک خاك با وسایل ساده اي بنام تانسیومتر انجام می شود. همه انواع تانسیومترها شاملجسم متخلخلی هستند که در تماس با خاك قرارمی گیرند بطوریکه آب به راحتی می تواندهاز آن عبور کند. در خاكهخشک آب از جسم متخلخل خارج می شود و در خاك مرطوب آب از محیط خاك وارد جسم متخلخل می شود. تانسیومترها نیازمند واسنجی نیستند ولی بعد از نصب تانسیومتر درمحل مورد نظر باید مدت زمانی اجازه داد تا بینهتانسیومتر و خاك تعادل برقرار گردد ]ک[ ههه
