วิธีการวัดความชื้นในดิน

วิธีการวัดความชื้นในดิน

ดินเป็นหนึ่งในทรัพยากรธรรมชาติที่มนุษย์ต้องพึ่งพาเพื่อความอยู่รอดและเป็นพื้นฐานในการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช สถานะของสภาพแวดล้อมในดินมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการอยู่รอดและการสืบพันธุ์ของสังคมมนุษย์ นอกจากพืชไฮโดรโปนิกส์แล้ว น้ำในดินยังเป็นแหล่งการดูดซึมน้ำหลักของพืชอีกด้วยการละลายและการดูดซึมของปุ๋ยต่างๆ ในดิน ตลอดจนการสลายตัวและการเปลี่ยนแปลงของอินทรียวัตถุมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปริมาณน้ำในดิน

การวัดความชื้นในดินคือปริมาณความชื้นในดิน ซึ่งเป็นเปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักน้ำต่อน้ำหนักดิน การกำหนดปริมาณน้ำในดินและความต้องการน้ำของพืชมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตทางการเกษตรปัจจุบัน วิธีการวัดความชื้นในดิน ได้แก่ วิธีการชั่งน้ำหนักแบบแห้ง วิธีเทนซิโอมิเตอร์ วิธีต้านทาน วิธีนิวตรอน วิธีรังสีอาร์ วิธีอัตราส่วนคลื่นนิ่ง วิธีออพติคอล โดเมนเวลาสะท้อนกลับ (TDR) และวิธีการสั่นด้วยความถี่สูง (FDR) เป็นต้น ในบรรดาวิธีเหล่านั้น วิธีที่ใช้กันทั่วไปและง่ายกว่าคือวิธีการทำให้แห้งและวิธีการต้านทาน

วิธี TDR:

ชื่อภาษาจีนของ TDR คือ Time Domain Reflectometry ซึ่งเป็นวิธีการวัดความชื้นในดินที่พัฒนาขึ้นในช่วงปี 1980 วิธีนี้พบได้บ่อยมากในต่างประเทศ ในประเทศจีน เพิ่งเปิดตัวในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ได้รับความสนใจจากหน่วยงานต่างๆ ทันทีหลังจากเปิดตัว การส่งผ่านโดเมนเวลา TDR เป็นวิธีทั่วไปในการตรวจสอบความชื้นในดินอย่างรวดเร็วหลักการคือรูปคลื่นบนสายส่งที่ไม่ตรงกันจะถูกส่ง และรูปคลื่นที่จุดใดๆ บนสายส่งจะเป็นการซ้อนทับของรูปคลื่นดั้งเดิมและรูปคลื่นที่ส่ง เวลาตอบสนองของอุปกรณ์ตามหลักการ TDR คือประมาณ 10-20 วินาที ซึ่งเหมาะสำหรับการวัดแบบเคลื่อนที่และการตรวจสอบจุดคงที่

TDR มีความเป็นอิสระอย่างมาก และโดยพื้นฐานแล้วผลลัพธ์ไม่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ชนิดของดิน ความหนาแน่น และอุณหภูมิ นอกจากนี้ยังมีจุดสำคัญอีกประการหนึ่งคือ TDR สามารถวัดความชื้นในดินภายใต้การแช่แข็งซึ่งไม่มีวิธีการอื่นเทียบได้ นอกจากนี้ TDR สามารถตรวจสอบปริมาณน้ำในดินและเกลือได้ในเวลาเดียวกัน และแทบไม่มีความแตกต่างระหว่างผลลัพธ์ของการวัดทั้งสองก่อนและหลังความแม่นยำของการทดสอบนี้ชัดเจน

วิธี FDR:

ชื่อภาษาจีนของวิธี FDR คือวิธีการสั่นความถี่สูง และเวลาเกิดของ FDR จะช้ากว่า TDR เล็กน้อย ในตอนแรก เนื่องจากอุปกรณ์ TDR มีราคาสูง บริษัทต่างชาติ เช่น AquaSPY และ Sentek จึงพัฒนา FDR เพื่อหาวิธีที่ง่ายกว่า TDR ในการวัดค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของดิน FDR ไม่เพียงแต่ราคาถูกกว่า TDR เท่านั้น แต่ยังมีเวลาการวัดที่สั้นกว่าอีกด้วยหลังจากการสอบเทียบดินโดยเฉพาะ ความแม่นยำในการวัดจะสูงและไม่จำกัดรูปร่างของโพรบ สามารถวัดความลึกได้หลายระดับในเวลาเดียวกัน และการได้มาซึ่งข้อมูลทำได้ง่ายขึ้น

วิธี FDR ใช้หลักการทำงานของพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้า และวัดค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่ปรากฏของดินตามความถี่การแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวกลาง ดังนั้นจึงได้ปริมาณน้ำตามปริมาตรของดิน

วิธีการทำให้แห้ง:

วิธีการทำให้แห้งเป็นวิธีการทั่วไปและเป็นมาตรฐานในการกำหนดความชื้นในดิน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง: นำดินจำนวนหนึ่งจากทุ่งนาไปใส่ในเตาอบที่อุณหภูมิ 105 ° C แล้วรอให้แห้ง มาตรฐานของการอบแห้งคือการชั่งน้ำหนักสองครั้งก่อนและหลังจะคงที่ ความชื้นที่สูญเสียไปหลังจากการอบแห้งคือปริมาณความชื้นในดินสูตรการคำนวณคือปริมาณน้ำในดิน = W/M*100%, M คือน้ำหนักดินก่อนการอบแห้ง, W คือน้ำหนักของความชื้นในดิน นั่นคือ ความแตกต่างระหว่าง M และน้ำหนักดิน M'หลังจากการอบแห้ง

วิธีการต้านทาน:

วิธีการต้านทานไฟฟ้าใช้ความต้านทานไฟฟ้าของยิปซั่ม ไนลอน ใยแก้ว ฯลฯ และปริมาณน้ำ

เมื่อตัวกลางบวกอิเล็กโทรดเหล่านี้ถูกวางในดินชื้น และหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ปริมาณความชื้นของสิ่งเหล่านี้จะเข้าสู่สภาวะสมดุล

เนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างความต้านทานและปริมาณน้ำ ก่อนหน้านี้เราได้ปรับเทียบความสอดคล้องบางอย่างระหว่างความต้านทานและเปอร์เซ็นต์ จากนั้นด้วยส่วนประกอบเหล่านี้ เราจึงสามารถอ่านค่าความชื้นได้ในช่วง 1 ถึง 15 บรรยากาศของการดูด