doคุณทดสอบความชื้นในดินอย่างไร?

doคุณทดสอบความชื้นในดินอย่างไร?

มีหลายวิธีในการทดสอบปริมาณความชื้นในดิน โดยแต่ละวิธีมีลักษณะเฉพาะและสถานการณ์การใช้งานของตัวเอง ต่อไปนี้เป็นวิธีการทดสอบทั่วไปบางประการ:

1. วิธีการทำให้แห้ง

- หลักการ: โดยการเปรียบเทียบมวลของดินก่อนและหลังการอบแห้ง จะได้น้ำหนักของน้ำในดิน

- ขั้นตอน:

1. เก็บตัวอย่างดินสดที่เป็นตัวแทนจากเครื่องเจาะดินในสนาม บดดินประมาณ 20 กรัมจากตรงกลางของสว่านดินตามระดับความลึกที่ต้องการ แล้วใส่ลงในกล่องอลูมิเนียมขนาดใหญ่ที่มีมวลที่แน่นอนทราบอย่างรวดเร็ว ปิดฝาให้แน่น แล้วใส่ลงในกล่องไม้หรือภาชนะอื่นเพื่อนำกลับเข้าไปในบ้าน

2.เช็ดด้านนอกกล่องอลูมิเนียมให้สะอาดแล้วชั่งน้ำหนักทันที

3.ชั่งน้ำหนักกล่องอะลูมิเนียมขนาดใหญ่ที่บรรจุตัวอย่างดินสดบนเครื่องชั่งที่ใกล้ที่สุด 0.01 กรัม เปิดฝาออกแล้ววางกล่องไว้บนเครื่องชั่ง

4. เปิดฝาออก วางไว้ใต้กล่อง แล้วอบในเตาอบที่วอร์มไว้ที่ 105±2°C 5. เอาออก ปิดฝา และอบ

5. นำออก ปิดฝา และทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องในเครื่องดูดความชื้น และชั่งน้ำหนักอีกครั้ง

6. คำนวณปริมาณความชื้นในดิน เช่น อัตราส่วนความแตกต่างระหว่างมวลของดินที่มีน้ำกับมวลของดินที่ไม่มีน้ำ ต่อมวลของดินแห้ง

- ข้อดี: อุปกรณ์เรียบง่าย ราคาไม่แพง วัดค่าได้แม่นยำ

- ข้อเสีย: มีงานจำนวนมากและการรบกวนตัวอย่างดิน ซึ่งส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำเมื่อมีปริมาณน้ำสูง

2.วิธีการทางเคมี

- หลักการ: หาปริมาณความชื้นในดินโดยการวัดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างความชื้นในดินกับสารอื่นๆ เช่น วิธีแคลเซียมคาร์ไบด์ วิธีแช่ และวิธีกรดซัลฟิวริกเข้มข้น

- ข้อดี: ใช้งานง่ายและสามารถดำเนินการนอกสถานที่ได้

- ข้อเสีย: อาจทำให้เกิดมลภาวะหรือความเสียหายต่อดินได้จึงต้องเลือกใช้อย่างระมัดระวังในการใช้งานจริง

3. การวัดด้วยไฟฟ้า

- หลักการ: กำหนดลักษณะปฏิกิริยาทางไฟฟ้าในดินเพื่อกำหนดปริมาณน้ำในดิน ความต้านทาน ความจุ ความต่างศักย์ และวิธีการโพลาไรเซชัน

- ตัวอย่าง: วิธีการต้านทานเกี่ยวข้องกับการฝังอิเล็กโทรดสองตัวในดิน จากนั้นจึงวัดความต้านทานระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง ในกรณีนี้ ความต้านทานการสัมผัสระหว่างอิเล็กโทรดกับดินมีแนวโน้มที่จะมากกว่าความต้านทานของดินมาก ดังนั้น บล็อกต้านทานจึงถูกสร้างขึ้นโดยการฝังอิเล็กโทรดในตัวกลางที่มีน้ำซึมผ่านได้ (ยิปซั่ม ไนลอน ไฟเบอร์กลาส ฯลฯ) เพื่อแก้ไขปัญหานี้

- ข้อดี: ไม่รบกวนดินและสามารถสังเกตได้อย่างต่อเนื่องในตำแหน่งคงที่

- ข้อเสีย: อุปกรณ์มีราคาสูง

4. วิธีการดูด

- หลักการ: การหาค่าแรงดันลบในดินหรือการดูดซับความชื้นในดินเพื่อหาปริมาณความชื้นในดิน ตัวอย่าง: เมื่อนำหัวดินเหนียวใส่ลงไปในดิน

- ตัวอย่าง:เมื่อหัวดินเหนียวแทรกเข้าไปในดินที่วัดได้ น้ำอิสระในท่อจะผ่านผนังดินเหนียวที่มีรูพรุนและการสัมผัสน้ำในดิน หลังจากการแลกเปลี่ยนสมดุลศักย์น้ำ ในขณะนี้ ค่าที่อ่านได้จากเทนซิโอมิเตอร์คือค่าการดูดของน้ำในดิน (ที่หัวดินเหนียว) ซึ่งก็คือค่าของศักย์เมทริกซ์หลังจากละเว้นศักย์โน้มถ่วงแล้ว ปริมาณน้ำในดินสามารถกำหนดได้จากความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำในดินและศักย์เมทริกซ์ (เส้นโค้งลักษณะน้ำในดิน)

- ข้อดี: เหมาะสำหรับการศึกษาเฉพาะหรือสภาพดินพิเศษ

- ข้อเสีย: ซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูง

5. วิธีการฉายรังสี

- หลักการ: การวัดการเปลี่ยนแปลงในดินด้วยรังสีแกมมาหรือรังสีนิวตรอนเพื่อกำหนดปริมาณน้ำในดิน ตัวอย่าง: วิธีγ-ray และวิธีนิวตรอน

- ตัวอย่าง: หลักการพื้นฐานของวิธี γ-ray คือ เมื่อรังสี γ ที่ปล่อยออกมาจากไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี (ปัจจุบันที่ใช้กันทั่วไปคือ 137Cs และ 241Am) ทะลุผ่านดิน การลดทอนของรังสีจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักรวมเปียกของดินที่เพิ่มขึ้น

- ข้อดี: มีความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับการตรวจสอบพื้นที่ขนาดใหญ่

- ข้อเสีย: จำเป็นต้องมีการดำเนินการอย่างมืออาชีพ และการใช้งานถูกจำกัดในแง่ของความปลอดภัยของรังสี

6. วิธีการสำรวจระยะไกล

- หลักการ: การหาปริมาณน้ำในดินโดยการวัดพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาหรือสะท้อนผ่านการรับรู้ระยะไกลหรือเทคนิคอื่น ๆ

- การใช้งาน: การวัดด้วยแสงเป็นวิธีการแบบไม่สัมผัสในการวัดปริมาณน้ำในดิน การสะท้อน การส่งผ่าน และโพลาไรเซชันของแสงยังสัมพันธ์กับปริมาณน้ำในดินด้วย จากการวัด จะพบค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของดินในขั้นแรก เพื่อที่จะอนุมานปริมาณน้ำในดินเพิ่มเติม

- ข้อดี: เหมาะสำหรับการตรวจสอบขนาดใหญ่ แบบไม่สัมผัส

- ข้อเสีย: ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสภาพอากาศและภูมิประเทศ

7. การสะท้อนกลับของโดเมนเวลา (TDR, การสะท้อนแสงของโดเมนเวลา)

- หลักการ: โดยการวัดความแตกต่างของเวลา T ระหว่างอุบัติการณ์และการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าบนลวดที่ฝังอยู่ในดิน ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของดินจะถูกกำหนด จากนั้นจึงกำหนดปริมาณน้ำในดิน

- กระบวนการ:คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามแนวตัวกลางที่ไม่ใช่แม่เหล็กในสายส่งของความเร็วการส่ง V = c / ε และสำหรับความยาวที่ทราบของสายส่ง L และ V = L / t ดังนั้นเราจะได้ε = (ct / L) ² โดยที่ c คือความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในสุญญากาศ ε คือค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของตัวกลางที่ไม่ใช่แม่เหล็ก t คือเวลาการส่งผ่านของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในเส้นลวด และเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกส่งไปที่ปลายเส้นลวด คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่วนหนึ่งจะสะท้อนกลับไปตามเส้นลวด ทำให้เกิดส่วนต่างของเวลา T ระหว่างเหตุการณ์และการสะท้อนกลับ

- ข้อดี: ให้การวัดที่ต่อเนื่องและรวดเร็ว และเหมาะสำหรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์

- ข้อเสีย: ต้นทุนอุปกรณ์สูงขึ้น

8.FDR(โดเมนความถี่สะท้อนกลับ)

- หลักการ:คล้ายกับ TDR แต่ใช้การตอบสนองความถี่ในการวัด สร้างความสมดุลระหว่างต้นทุนและความแม่นยำ

- ข้อดี: ค่อนข้างประหยัดและใช้งานง่าย

- ข้อเสีย: ความแม่นยำอาจต่ำกว่า TDR เล็กน้อย

9.เซ็นเซอร์ความชื้นในดิน

- ประเภท: ประเภทต่างๆ รวมถึงการเก็บประจุ วิธีไมโครเวฟ ฯลฯ ฝังลงในดินโดยตรงเพื่อตรวจสอบปริมาณความชื้นแบบเรียลไทม์

- การใช้งาน: เหมาะสำหรับระบบชลประทานอัตโนมัติในพื้นที่เกษตรกรรม สามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็ว และลดการแทรกแซงด้วยตนเอง

- ข้อดี: การตรวจสอบแบบเรียลไทม์ ใช้งานง่าย

- ข้อเสีย: ต้องมีการติดตั้งที่เหมาะสมและการสอบเทียบเป็นประจำ

วิธีการอื่นๆ

นอกจากวิธีการข้างต้นแล้ว ยังมีวิธีอื่นๆ ที่สามารถใช้เพื่อทดสอบปริมาณน้ำในดินได้ เช่น วิธีความถ่วงจำเพาะ วิธีเทอร์โมคัปเปิล และวิธีการนำความร้อน วิธีการเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเองและเหมาะสมกับสถานการณ์และเงื่อนไขที่แตกต่างกัน

ข้อควรระวัง

ในการใช้งานจริง ควรเลือกวิธีที่เหมาะสมสำหรับการทดสอบตามความต้องการและเงื่อนไขเฉพาะ ในขณะเดียวกัน เพื่อให้มั่นใจถึงความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของผลการทดสอบ ควรสังเกตประเด็นต่อไปนี้ด้วย:

1. เลือกตัวอย่างดินตัวแทนเพื่อทำการทดสอบ

2. รักษาความถูกต้องและเสถียรภาพของอุปกรณ์ในระหว่างกระบวนการทดสอบ

3. วิเคราะห์และประมวลผลผลการทดสอบทางวิทยาศาสตร์เพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของข้อผิดพลาดและปัจจัยรบกวน

อิทธิพลของความชื้นในดินต่อพืช

ปริมาณความชื้นในดินมีผลกระทบสำคัญต่อพืช โดยเฉพาะในด้านต่อไปนี้

1. ส่งผลต่อการเจริญเติบโตและพัฒนาการของพืช

- ความชื้นเป็นพื้นฐานของกิจกรรมทางสรีรวิทยา เช่น การสังเคราะห์ด้วยแสง การคายน้ำ และการขนส่งสารอาหารในพืช

- ความชื้นในดินปานกลางสามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช เพื่อให้พืชรักษาสถานะทางสรีรวิทยาตามปกติ

- เมื่อความชื้นในดินสูงเกินไป ระบบรากพืชอาจเสียหายเนื่องจากขาดออกซิเจน ส่งผลให้การพัฒนาของรากไม่ดี ซึ่งส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืช

- เมื่อปริมาณน้ำในดินต่ำเกินไป พืชอาจเติบโตช้า ใบไม้แห้งและร่วงโรยเนื่องจากขาดน้ำ ซึ่งอาจนำไปสู่การตายของพืชได้ในกรณีร้ายแรง

2. ส่งผลต่อการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช

- การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นวิธีหลักที่ทำให้พืชได้รับพลังงาน และน้ำมีส่วนสำคัญในการสังเคราะห์ด้วยแสง

- การเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำในดินจะส่งผลต่อศักยภาพของน้ำและความต้านทานปากใบของใบพืช ซึ่งจะส่งผลต่อการดูดซึมของ CO2 และการสังเคราะห์ด้วยแสงในใบ

- เมื่อปริมาณน้ำในดินอยู่ในระดับปานกลาง ใบพืชจะยังคงตั้งตรงและปากใบเปิดอยู่ นิยมเข้าสู่CO2 และการสังเคราะห์ด้วยแสง

- เมื่อปริมาณน้ำในดินสูงหรือต่ำเกินไป ศักยภาพของน้ำในใบลดลง ความต้านทานปากใบเพิ่มขึ้น การแพร่กระจายของ CO2 ถูกบล็อก ส่งผลให้อัตราการสังเคราะห์แสงลดลง

3. มีอิทธิพลต่อการคายน้ำของพืช

- การคายน้ำเป็นวิธีหลักวิธีหนึ่งในการกระจายน้ำในพืช และยังเป็นวิธีสำคัญสำหรับพืชในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกายและรักษาสมดุลของน้ำในร่างกาย

- การเปลี่ยนแปลงของความชื้นในดินส่งผลต่ออัตราการคายน้ำของพืช

- เมื่อความชื้นในดินอยู่ในระดับปานกลาง การคายน้ำของพืชจะเกิดขึ้นตามปกติ ซึ่งช่วยในการกระจายความร้อนและการขนส่งธาตุอาหารในพืช

- เมื่อปริมาณน้ำในดินต่ำเกินไป การคายน้ำของพืชจะลดลง ซึ่งอาจนำไปสู่อุณหภูมิสูงในพืชและขัดขวางการขนส่งสารอาหาร

4. ส่งผลต่อการดูดซึมธาตุอาหารของพืช

- ธาตุอาหารในดินมักมีสถานะละลายและพืชดูดซับธาตุอาหารเหล่านี้ผ่านระบบราก

- การเปลี่ยนแปลงของความชื้นในดินส่งผลต่อความสามารถในการละลายและอัตราการแพร่กระจายของสารอาหาร ซึ่งจะส่งผลต่อการดูดซึมธาตุอาหารของพืช

- เมื่อความชื้นในดินอยู่ในระดับปานกลาง ความสามารถในการละลายธาตุอาหารจะอยู่ในระดับปานกลางและอัตราการแพร่กระจายจะรวดเร็ว ซึ่งเอื้อต่อการดูดซึมธาตุอาหารพืช

- เมื่อปริมาณน้ำในดินสูงหรือต่ำเกินไป ความสามารถในการละลายของสารอาหารอาจลดลงหรืออัตราการแพร่กระจายอาจช้าลง ส่งผลให้พืชขัดขวางการดูดซึมสารอาหาร

5.ส่งผลต่อความต้านทานของพืช

- ความชื้นในดินปานกลางช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของพืช ช่วยให้พืชสามารถรับมือกับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย เช่น ความแห้งแล้งและอุณหภูมิสูงได้ดีขึ้น

- เมื่อความชื้นในดินอยู่ในระดับปานกลาง ความสมดุลของน้ำในพืชจะคงอยู่ ซึ่งเอื้อต่อกิจกรรมทางสรีรวิทยาตามปกติของพืช

- เมื่อปริมาณน้ำในดินต่ำเกินไป พืชอาจลดความยืดหยุ่นเนื่องจากขาดน้ำ และมีความเสี่ยงต่อความเครียดจากสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

โดยสรุป ปริมาณน้ำในดินมีผลกระทบสำคัญต่อการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช การสังเคราะห์ด้วยแสง การคายน้ำ การดูดซึมสารอาหาร และความทนทานต่อความเครียด ดังนั้นในการผลิตทางการเกษตร การชลประทานควรได้รับการชลประทานอย่างมีเหตุผลตามความต้องการการเจริญเติบโตของพืชและสภาพดิน เพื่อรักษาปริมาณน้ำในดินที่เหมาะสม และจัดให้มีสภาพแวดล้อมที่ดีสำหรับการเจริญเติบโตของพืช

เอกสารข้อมูลเซ็นเซอร์ความชื้นในดิน:

1. เอกสารข้อมูลเซ็นเซอร์ความชื้นอุณหภูมิดินNBL-S-THR

NBL-S-THR-Soil-temperature-and-moisture-sensors-Instruction-Manual-V4.0.pdf

2. เอกสารข้อมูลเซ็นเซอร์ECความชื้นอุณหภูมิดินEC

NBL-S-TMC-Soil-temperature-and-moisture-conductivity-sensor.pdf

3.เอกสารข้อมูลเซ็นเซอร์ความชื้นอุณหภูมิดินNBL-S-TM

NBL-S-TM-Soil-temperature-and-moisture-sensor-Instruction-Manual-4.0.pdf

4.NBL-S-TMCSอุณหภูมิดินความชื้น, เซ็นเซอร์รวมความนำไฟฟ้าและความเค็ม

NBL-S-TMCS-Soil-Temperature-Humidity-Conductivity-and-Salinity-Sensor.pdf