گزارشکارآزمایشگاه خاکشناسی
نمونه ساده:اگر هر یک از نمونه های برداشت شده جداگانه مورد تجزیه قرار دهیم به آن نمونه ساده گویند .
نمونه مرکب:اگر تعدادی نمونه ساده را مخلوط کرده ویک نمونه برداریم به آن نمونه مرکب گویند.
نمونه دست نخورده: اگر نمونه حالت وساختارطبیعی خاک را برای ما حفظ کند.
نمونه دست خورده: اگر نمونه حالت وساختارطبیعی خاک را برای ما حفظ نکند.
زمان نمونه برداری: موقعی که خاک ما رطوبت گاورو را داشته باشد یا رطوبت ظرفیت زراعی مزرعه باشد معمولاًنمونه ها را در پاییز بعد ازبرداشت محصول ودر بهار قبل از کاشت انجام می دهند.
روش کار:
ابتدا سیلندر استوانه ای را بر روی سطح خاک که از خار و خاشاک پاک شده قرار می دهیم. سپس بوش مخصوص سیلندر را بر روی سیلندر قرار داده و با فشار یکنواخت پا به داخل خاک فرو می بریم. سپس با بیلچه خاک اطراف سیلندر را کنار زده و کاردک را به آرامی در زیر سیلندر قرار داده و آن را بیرون می آوریم.
سپس سیلندر را در داخل نایلون پلاستیکی قرار داده ( برای جهت حفظ رضوبت و جلوگیری از ریزش خاک داخل سیلندر ) و به آزمایشگاه منتقل می کنیم.
گزارش کار آزمایشگاه خاکشناسی
موضوع آزمایش : آماده کردن نمونه خاک
وسایل مورد نیاز : خاک مرکب تهیه شده ، الک 10 مش ، هاون چینی یا چکش پلاستیکی ، سینی ( برای پهن کردن خاک ) ، قوطی پلاستیکی
مقدمه :
انواع نمونه: ساده ,مرکب ,دست نخورده ,دست خورده.
نمونه ساده:اگر هر یک از نمونه های برداشت شده جداگانه مورد تجزیه قرار دهیم به آن نمونه ساده گویند .
نمونه مرکب:اگر تعدادی نمونه ساده را مخلوط کرده ویک نمونه برداریم به آن نمونه مرکب گویند.
نمونه دست نخورده: اگر نمونه حالت وساختارطبیعی خاک را برای ما حفظ کند.
نمونه دست خورده: اگر نمونه حالت وساختارطبیعی خاک را برای ما حفظ نکند.
زمان نمونه برداری: موقعی که خاک ما رطوبت گاورو را داشته باشد یا رطوبت ظرفیت زراعی مزرعه باشد معمولاًنمونه ها را در پاییز بعد ازبرداشت محصول ودر بهار قبل از کاشت انجام می دهند.
روش کار:
ابتدا استوانه را بر روی خاک قرار می دهیم وبا پتک پلاستیکی به آن ضربه وارد می کنیم وبه درون زمین می رود سپس در پوش را قرار می دهیم وکناره های ظرف را خالی می کنیم بیلچه را در زیر استوانه قرار می دهیم ودست خود را روی در پوش قرار می دهیم وظرف را بر می گردانیم هر نمونه ای که از سر زمین بر می داریم داخل کیسه های پلاستیکی ریخته ومشخصات کامل محل، زمان جمع آوری،عمق نمونه برداری ونام شخص نمونه بردار را در یک کارت تشریح می نویسیم ودر داخل نایلون قرار می دهیم وسپس در آزمایشگاه در سینی های پلاستیکی ریخته ودر جای خشک بدور از نور خورشید خشک قرارمی دهیم (به دلیل اینکه نور میکرارگانیسم را از بین می برد وبعضی فعالیتهای فیزیکی وشیمیایی روی خاک انجام می گیرد) بعد از خشک شدن با خودکار پلاستیکی پودر کرده واز الک mm2 عبور می دهیم. در خاکشناسی ما به ذرات کوچکتر از mm 2، خاک می گوییم وآزمایشها را در ظرفهای mm 2 انجام می دهیم. بعد نمونه ها را درون ظروف چوبی یا پلاستیکی قرار می دهیم ودرش را می بندیم ودر جای خشک وتاریک وبدور از آفتاب نگهداری می کنیم.اگراین نمونه ها برای تجزیه های شیمیایی وفیزیکی باشد حداکثر برای یک تا دو سال می توانیم نگه داریم اما برای تجزیه های بیولوژیکی باشد ما بایستی داخل یخچال در دمای c4حداکثر به مدت 6 ماه نگه داری کنیم نتایج حاصل در مورد جمعیت درست نخواهد بود.
موضوع آزمایش : نمونه برداری
مهمترین بخش در خاکشناسی ، نمونه برداری است.
نمونه برداری ، آنالیز و تفسیر اقسام خاکشناسی است. تمام عولمل طبیعی از نظیر تپه ، رودخانه و ... از هر کدام جداگانه نمونه برداری می کنیم.
یکی از وسایل نمونه برداری اگر ( Auger ) ، دارای 3 گروه می باشد هر فاصله ی هر گره از یکدیگر 30 سانتی متر می باشد.
اگر آمانی ساده و اگر استوانه ای یا مخروطی است.
برای درختان از عمق 30 و 60 سانتی متری نمونه برداری می کنیم ولی برای گیاهان زراعی از عمق 20 تا 30 نمونه برداری بر میداریم.
روش های نمونه برداری :
1) مورب
2) زیگزاگی : با فواصل یکسان نمونه برداری می کنیم.
3) شطرنجی : با فواصل یکسان نمونه برداری میکنیم
4) نمونه برداری تصادفی : بیشتر برای زمین های کج و قناص مورد استفاده قرار می گیرد.
بهترین روش برای نمونه برداری روش زیگزاگی می باشد عمق نمونه برداری در مرتع و چراگهها 5 تا 10 سانتی متر است و تعداد نمونه برداری 35 تا 45 است.
بین 15 تا 25 نمونه در زمین ها ( نمونه فرعی )
نکات مهم در نمونه برداری :
1) خارو خاشاک در سطح خاکرا کنار می زنیم. (چون ممکن است در pH خاک یا در خاک تاثیر بگذارد )
2) در نمونه برداری از خاک نباید از زمینی نمونه برداری کنیم که کود به آن زمین داده باشند. قیل از کشت نمونه برداری میکنیم.
3) از حاشیه زمین یا رودخانه نمونه برداری نمی کنیم. از یک متر یا دو متری زمین نمونه برداری می کنیم.از پرچین یا دیوارها نمونه برداری نمی کنیم.
4) بهترین رطوبت ، زمانی است ک رطوبت در حد گاورو باشد ( FC) ظرفیت زراعی.
مقدمه:
مثلث بافت خاک :
مثلثي است متساوي الاضلاع که هر ضلع آن مربوط به 3 غنصر اصلي هر خاک يعني ماسه، سيلت و رس است.
براي اينکه بدانيم نمونه خاک در چه محدوده بافتي قرار مي گيرد، اگر مقادي 3 گروه اصلي اجزاء تشکيل دهنده خاک را شامل شن (درشت و ريز) – سيلت و رس مي باشد با تجزيه مکانيکي اندازه گيري نماييم مي توانيم به نوع بافت خاک پي ببريم.
بافت در خاک تا حدودي نمايشگر محيط هاي تشکيل آن، رژيم آبي خاک ، ظرفيت نگهداري آب در خاک، نفوذ پذيري و تخلخل (مقدار خلل و فرج خاک که به وسيله اب يا هوا اشغال مي شود) و نقطه پژمردگي گياه است.
تقسيم بندي بافت خاک :
در روش مدرن، مثلث بافت خاک از دوازده کلاس تشکيل يافته است که اجزاء متشکله آن به قرار زير مي باشد :
1- شني (sand) : حداقل مقدار شن 85 درصد20
۲- شني – لومي (loamy – sand) : شن بين 70 تا 90 درصد
3 – لومي – شني (sandy – loam) : رس کمتر از 20 درصد يا خاک هايي که مقدار شن آنها بين 24 تا 52 درصد باشد و مقدار رس شان کمتر از 7 درصد و سيلت شان نيز کمتر از 50 درصد است خاک لومي و شني ناميده مي شوند.
4 – (loam) لوم : مقدار رس بين 7 تا 27 درصد و سيلت 28 تا 50 درصد و شن کمتر از 52 درصد است.
5 – لومي – سيلتي (silt – loam) : مقدار سيلت بيش از 50 درصد و رس بين 12 تا 27 درصد بوده و يا مقدار سيلت بين 50 تا 80 درصد نوسان داشته و مقدار رس نيز کمتر از 12 درصد است.
6 – سيلت (silt) مقدار سيلت کمتر از 80 درصد و مقدار رس کمتر از 12 درصد است.
7 – لوم رسي – شني (sandy – clay – loam) : اينکه 20 تا 35 درصد رس داشته و مقدار سيلت آن 28 درصد کمتر و شن آن نيز بيش از 45 درصد مي باشد.
8- لومي ورسي (clam –loam) مقدار رس تا 27 تا 40 درصد و مقدار لوم کمتر از 20 درصد تا 45 درصد در نوسان است.
9- لوم رسي – سيلتي (silty – clam – loam) مقدار رس 27 تا 40 درصد و مقدار شن نيز از 20 درصد کمتر است.
10- رسي و شني (sandy – clay) مقدار رس و شن آن از 35 تا 45 درصد بيشتر است.
11 - رسي و سيلتي (silty – clay) مقدار هر يک از رس و سيلت آن به ترتيب بيش از 40 درصد است
12- رسي (clay) مقدار رس بيش از 40 درصد و مقدار شن و سيلت آن به ترتيب از 45 تا 40 درصد کمتر است.
براي تعيين بافت خاک (تجزيه گرانولومتري) متدهاي متعددي پيشنهاد گرديده است . اصول متدهاي فوق بر مبناي قانون استوکس پايه گذاري شده است. طبق نظريه استوکس سرعت سقوط ذرات متناسب با قطر آنها مي باشد، يعني در تجزيه گرانولومتري، سرعت سقوط ذرت را طبق معادله زير تعيين مي نمايند:
تعيين بافت خاک به روش صحرايي يا لمسي:
بافت خاک را در صحرا بدين ترتيب معين مي کنند که مقداري از خاک را مرطوب کرده بين انگشتان شصت و سبابه فشار مي دهند. از احساسي که به حس لامسه دست مي دهد و از طرز تشکيل نوار خاک مرطوب بين انشگتان مي توان به بافت خاک پي برد. ذرات شن زبر و خشن بوده و در زير انگشتان حس مي شوند. ذرات سيلت در حالت خشکي آردي و شبيه پودر مي باشند. رس در حالت خشکي سفت و سخت و در حالت مرطوب چسبنده و شکل پذير است.
رفتار خاک هاي سبک :
خاک هاي سبک خاک هايي هستند که بيش از 80% وزن خاک را شن تشکيل داده و مقدار رس کمتر از 12 درصد و يا مجموع رس و سيلت آن ها کمتر از 20 درصد است. رطوبت قابل استفاده در هر متر از عمق خاک کمتر از 125 ميلي متر است. زهکشي آنها آزادانه و به طور طبيعي صورت گرفته و با پيدايش يک دوره خشکي رطوبت خود را به سرعت از دست مي دهد. در معرض فرسايش بادي قرار دارد و بارخيزي آنها ناچيز است. ساختمان خاک در اين اراضي بسيار سست و شکننده بوده و با فشاري متلاشي شده و به ذرات اوليه تبديل مي شود. اگر در حالتي که خاک مرطوب است عمليات شخم و غيره انجام شود، سطح خاک متراکم شده ولي درز و ترکي در آن پديدار نمي شود در نتيجه نفوذ آب در خاک مرطوب است گرفته و جوانه زدن بذر و انتقال هواي خاک از هوا به درون خاک و يا بالعکس دچار وقفه ي شود. اين عوامل به حاصلخيزي ناچيز خاک دامن مي زند. وجود سنگ ريزه و فراواني آن نيز از بارخيزي خاک کاسته و استهلاک ادوات کشاورزي نيز در مدت کوتاهي به وقوع مي پيوندد. رطوبت قابل استفاده گياه در اين خاک ها ناچيز بوده و آبياريبايستي به تناوب بيشتري صورت گيرد. آبشويي (leaching) املاح و کودهاي شيميايي نيز قابل توجه است و تلفات و ضايعات کودي بيشتر از ساير خاکها است.
رفتار خاک هاي سنگين :
خاک هاي سنگين يا رسي محتوي بيش از 28 درصد رس بوده و چسبندگي آنها زياد است.ساختمان خاک در صورتي که مواد آلي خاک ناچيز باشد از پايداري مطلوبي برخوردار بوده و سطح خاک در اثر تناوب خشکي و رطوبت، ايجاد درز و ترک مي کند که به انتقال آب و هوا به درون خاک کمک مي کند. رطوبت قابل استفاده گياه در اين خاکها از کليه خاک هاي ديگر بيشتر بوده و زهکشي آن نيز دشوارتر است چون در رطوبت هاي کمتري از اشباع نفوذ پذيري خاک بسيار ناچيز است لذا اين خاک ها به مدت طولاني مرطوب باقيمانده و بروز خشکي هوا در عملکرد گياه چندان مؤثر نمي باشد. نکته ديگر اينکه رطوبت خاک هاي رسي در حد خميرايي کاهش يابد. بنابراين انتخاب زمان شخم اهميت به سزايي در بهبود يا تخريب ساختمان خاک دارد. بارخيزي در اين خاک ها نيز به علت ظرفيت تبادل کاتيوني قابل توجه آن، در حد مطلوبي بوده و تناوب آبياري در اين خاک ها کمتر از ساير گروه هاي بافتي است.
آزمايش شماره1:
براي تعيين بافت خاك به روش صحرايي (لمسي)
ابتدا نمونه خاك مورد نظر را با الك 2ميلي متري الك كرده و سپس آن را مرطوب كرده به طوري كه به مقدار كمي چسپندگي داشته باشد و براي تعيين بافت خاك بايد خصوصيات خاك مورذ نظر را برسي كرد كه به طور مختصر به چگونگي پي بردن به خصوصيات بافت مي پردازيم
1-مقدار شن(زبري):خاك مرطوب شده را بين انگشت شصت و اشاره لمس كرده و ميزان زبري آن را برسي ميكنيم.
2-قابليت تشكيل لوله:مقداري از خاك ورطوب شده را برداشته و بين كف دو دست لوله كرده و خصوصيات آن را برسي مي كنيم.
3-حالت چسپندگي:در اين مرحله خاك مرطوب شده را به هم مالش داده و ميزان چسپنگي آن را مشخص ميكنيم.
4-قابليت تشكيل نوا:در اين مرحله براي تشخيص قابليت تشكيل نوار خاك مرطوب شده را لوله كرده و سپس بين دو انگشت قرار داده و آن را تخت مبكنيم به اين ترتيب قابليت تشكيل نوار را تشخيص مي دهيم .
5-حالت صابوني:اين مرحله مانند مقدار زبري آزمايش ميشود ولي بايد خاك مرطوب شده را بيشتر لمس كرد تا ذرات درشت تر آن كنار بروند
در آزمايشي كه بر روي خاك مرطوب شده در تاريخ 28/1/91درساعت 7-8انجام شد تمام مراحل بالا بر روي مي باشد clay loam, خاك مورد نظر برسي شد و از نوع
آزمايش شماره(2):
در اين آزمايش به برسي خصوصيات شن-سيلت-رس به كمك ميكروسكوپ بينوكولار مي پردازيم
در ابتدا به طور خلاصه با ميكروسكوپ بينو كولار اشنا ميشويو و سپس به توضيح آزمايشات مي پردازيم
بینوکولار - Binocular
آنچه در آزمایشگاه آن را بعنوان بینوکولار میشناسید ، در واقع نوعی میکروسکوپ دو چشمی است که در زمین شناسی و فسیل شناسی از آن استفاده میشود. اما اجزای آن مانند هر میکروسکوپ دیگری است.
اجزای ان عبارتند از :
1- پایه ، 2- بدنه ، 3- لوله ،4- عدسی های چشمی ،5- عدسی های شیئ ای ،6- پیچ های تنظیم 7- صفحه یا میز بینوکولار که نمونه روی ان قرار میگیرد. 8- منبع نور.
نمونه را روی میز بینوکولار قرار میدهیم . با گیره بینوکولار آن را نگه میداریم ، منبع نور را روشن میکنیم و با حلقه مخصوص تنظیم که در نزدیکی منبع نور قرار دارد ، میزان نور دیافراگم آن را تنظیم میکنیم.
بیوکولاری که در اختیار دارید ، دارای یک پیچ روی پایه و نزدیک بدنه است که جهت نور را تنظیم میکند .
با پیچ هایی که روی بدنه آن قرار دارد میتوان ارتفاع بدنه آن را تنظیم کرد.
عدسی های چشمی هم قابل تنظیم هستند .
بزرگترین حلقه تنظیمی که روی بدنه بینوکولار قرار دارد برای تنظیم وضوح تصویر است.
در روی یکی از عدسی های بینوکولار درجه بندی وجود دارد که به آن رتیکول میگویند ، که برا ی اندازه گیری ابعاد ذرات زیر بینوکولار بکار میرود.
با استفاده از یک خط کش که زیر بینوکولار قرار میدهیم ، میتوانیم مقیاس رتیکول بینوکولار را تعیین کرده و اندازه واقعی ابعاد مورد نظر را ثبت کرد.
آماده سازی نمونه:
برای تهیه نمونه ها ی دانه های شن –سيلت – رس ، نیاز به الک برای جداسازی نمونه ها در اندازه های مختلف داریم.
الک ها ، دارای شبکه های توری فولادی هستند و آنها را برحسب اندازه سوراخ های الک که به آنها در اصطلاح چشمه الک میگویند ،طبقه بندی میکنند. مثلا" الک یک اینچ یعنی الکی که اندازه هر چشمه الک در آن 1 inch ×1 inch باشد.وقتی ابعاد الک کوچکتر میشود ، نشان دادن اندازه آن با واحد اینچ ، اعداد پیچیده ای میدهد . بنابراین از اعداد خاصی بنام مش Mesh ، استفاده میکنند. که در طبقه بندی بهتر الک ها به ما کمک میکند. تعداد تقسیم بندی در یک اینچ طول شبکه فولادی الک را عدد مش میگویند.بر اساس همین عدد مش الک ها طبقه بندی میشوند : 10 ، 20 ، 30 ، 40 ، 50 ، 60 ،80 ، 100 .
پس مراحل آماده سازی و مشاهده نمونه ها بترتیب عبارتند از:
1- گذراندن نمونه ها از الک و جدا سازی نمونه های با اندازه های مختلف.
2- بعد حدود 10گرم از هر نمونه را بر روی یک پتری-دیش تمیز جوری قرار میدهیم که فقط یک لایه شن در در کف آن باشد و دانه ای شن روی یکدیگر قرار نگرفته باشند و در زير آن يك الك ديگر قرار داده ذراتي كه در الك دومي ميمانند سيلت و ذراتي كه از هر دو الك رد ميشوند رس ميباشند .
3- آنها را روی پتری دیش فیکس میکنیم.
4- نمونه آماده شده را زیر بینوکولار قرار دهید .
5- بوسیله پیچ های تنظیم بینوکولار ، میدان دید خود را طوری تنظیم کنید که حداقل 100 دانه را ببینید.
6- حال میتوانید خصوصیات تعریف شده در مورد ذرات شن –سيلت – رس را بررسی کنید
7- گاهی لازم است که برای بررسی بعضی پارامتر ها ،بیشتر دقت کنید و بزرگنمایی را افزایش دهید ، اما دوباره آن را بحالتی در آورید که همان 100 دانه را در میدان دید خود داشته باشید.
#-در سه نمونه داز بافت خاك به همين روش اقدام ميكنيم و نتايج بدست آمده به صورت زير ميباشد
#-نتيجه گيري از مشاهده ذرات شن در زير نيبوكولار:در اين نتيجه گيري مشاهده ميشود كه ذرات شن زياذ زاويه دارند وهمچنين رنگ متنوع دارند و نظم منظمي ندارند و حالت تخت مانند دارند
#-نتيجه گيري از مشاهده ذرات سيلت در زير نيبوكولار: در اين مشاهده ذرات سيلت تقريبا با ذرات شن يكي ميباشد اما تفاوتايي هم دارند كه از آن جمله ذرات سيلت كروي تر به نظر ميرسند و نسبت سطح حجم سيلت نسبت به شن كمتر است
#-نتيجه گيري از مشاهده ذرات رس در زير نيبوكولار: در مشاهده ذرات رس اين نتيجه به دست آمد كه ذرات رس حالت كروي دارند نه به آن صورت كه به صورت سچمه اي ديده شوند بلكه داراي زاويه هاي خيلي كوچك و دندانه دارند
مقدمه:
قانون استوکز :
شرح کامل قانون استوکز به ما می گوید که سرعت یک ذره در حال ته نشینی در داخل یک سیال به طور مستقیم در ارتباط با نیروی ثقل (g)، تفاوت بین چگالی ذرات و چگالی آب (D1-D2) و توان دوم شعاع ذره می باشد. سرعت ته نشینی به طور عکس در ارتباط با گرانروی یا ضخامت سیال و یا همان ویسکوزیته مایع (η) می باشد. با این توصیفات قانون استوکز را می توان به صورت زیر نوشت.
v=2gr2 (D1-D2)/9η
در این فرمول :
V: سرعت ته نشینی ذره بر حسب سانتی متر بر ثانیه
G: شتاب گرانش، که معادل 980 سانتی متر بر مجذور ثانیه در نظر گرفته می شود
R: شعاع ذره ای که در مایع ته نشین می شود بر حسب سانتی متر
1D: وزن مخصوص حقیقی خاک، که 2.65 گرم بر سانتی متر مکعب در نظر گرفته می شود
D2: چگالی آب، که برابر یک گرم بر سانتی متر مکعب است
Η: ویسکوزیته مایع که برای آب معادل 0.01 پواز (0.01 g/cm.sec) در نظر گرفته می شود
در نهایت با قرار دادن مقادیر بالا در فرمول، معادله استوکز به صورت زیر خلاصه می شود.
V= 34700 r 2Cm/Sec
برای اثبات قانون استوکز می بایست فرضیات زیر را در نظر گرفت، که عبارتند از :
1) ذرات باید کروی، سخت و جامد فرض شوند
2) اندازه ذرات نسبت به اندازه مولکول های مایع بایستی بزرگ باشد تا بتوان محیط را یک محیط همگن تلقی کرد. به عبارت دیگر، ذرات نباید از خود حرکت براونی نشان دهند. این پدیده عمدتا در ذرات کوچکتر از 0.0002 میلی متر اتفاق می افتد. لذا معادله استوکز می تواند فراوانی ذرات را از Very Fine Sand تا Coarse Clay تعیین کند.
3) سقوط ذرات بایستی آزاد باشد. اگر غلظت ذرات در حدود 3 تا 5 درصد باشد درنتیجه قطر استوانه محتوی مایع اقلا بایستی ده برابر قطر بزرگترین ذره خاک باشد تا امکان سقوط آزاد فراهم گردد.
4) ذرات خاک بایستی وزن مخصوص یکسانی داشته باشند.
5) ظرف محتوی مایع و ذرات معلق در آن، باید در حال سکون باشد. و جریان مایع غیر متلاطم باشد (ذرات بزرگتر از 0.4 میلی متر موجب تلاطم در محیط گردیده و قانون استوکز را غیر قابل استفاده می سازد)
تفكیك ذرات وعوامل اتصال:
1-مواد الی=اب اضافه میكنیم
2-نیروی بین ذرات رس =اب
3-یون های دوظرفیتی كلسیم=یون های سدیم
4-اهك اكسیدها fe-al=اسید
آزمایش هیدرومتری
هدف: دانه بندی مصالح زیر الک نمره 200 یا الک نمره (100)
در روش هیدرومتری نمونه ای از خاک در آب پخش و پراکنده می شود. در حالتی که در آب پخش می شوند یکی یکی رسوب می کنند . فرض می شود که دانه های خاک کروی شکل باشند . سرعت متوسط دانه ها به وسیله قانون استوکس بدست می آید . همانطور که ذرات خاک در آب پخش می شوند یک هیدرومتر در آب بصورت معلق قرار می گیرد که بوسیله آن وزن مخصوص خاک و آب معلق در یک عمق L تعیین میشود و با داشتن این عمق قطر ذراتی که سقوط می کنند بدست می آیند.
.روش هیدرومتری مشابه روش پیپت اساس آن اندازه‌گیری چگالی سوسپانسیون خاک و آب است که به تدریج بر اثر رسوب مواد کاهش پیدا کرده و هیدرومتر بیشتر در مایع فرو میرود (روش اندازه گیری بافت خاک در آزمایشگاه).
اعداد قراﺋت شده روی هیدرومتر متناسب با حجم مایع جابجا شده خواهد بود.
وسایل مورد نیاز : خاک نرم ، قوطی پلاستیکی درب دار يا بشر ، آب مقطر ، محلول هگزا متافسفات سدیم 5 %
( کالگون 5% ) ، Shaker ، سیلندر استوانه ای یک لیتری ، هیدرومتر ، کرنومتر ، دما سنج یا ترمومتر
روش کار :
25 گرم خاک نرم را در داخل قوطی پلاستیکی يا بشر ریخته 50 سی سی محلول کالگون 5 % و حدود 250سی سی آب مقطر به ان اضافه می کنیم سپس درب قوطی را بسته و به مدت 15 دقيقه بر روی شیکر قرار می دهیم يا به صورت دستي هم ميزنيم سپس محتویات قوطی يا بشر را در داخل سیلندر استوانه ای یک لیتری بطور کامل شستشو می دهیم سپس سیلندر را به حجم می رسانیم سپس با هم زن دستی به مدت یک دقیقه ( حدودا 10 مرتبه ) مخلوط را هم می زنیم همزمان با خارج کردن هم زن کرنومتر را روشن نموده و هیدرومتر را بعد از 20 ثانیه به آرامی در داخل مخلوط ( سوسپانسیون ) شناور می کنیم.
پس از 40 ثانیه اولین قرائت هیدرومتر را انجام می دهیم در این مدت شن ته نشین شده و آنچه در مخلوط باقی مانده رس و سیلت می باشد بنابراین قرآئت اول هیدرومتر مقدار رس و سیلت را در مخلوط به ما نشان می دهد.
قرائت اول :25= a = مقدار رس و سیلت
دما را نیز در قرائت اول اندازه گیری می گیریم = T =22
نکته : دمای قرائت اول را بعد از 40 ثانیه یادداشت می کنیم.
نتیجه
دو تصحیح در این اعداد انجام می دهیم :
1- مربوط به غلظت کالگون=9 36%- 25 a’ = ، b’ = b-%36
2- مربوط به دما : به ازای هر درجه که از 20 بیشتر باشد %36 به عدد قرائت شده اضافه می کنیم و به ازای هر درجه دمایی که از 20 درجه کمتر باشد %36از عدد قرائت شده کم می کنیم.
نكته:
روش كار ما براساس 40 ثانیه 1 ساعت 2ساعت می باشد كه 40 ثانیه مربوط به سیلت ریزودرشت ورس 1 ساعت مربوط به سیلت ریز و رس و2ساعت مربوط به رس می باشد برای بدست اوردن وزن شن نیز سیلت ورس رااز كل كم میكنیم.
کاربرد آزمایش
تنها کاربرد این آزمایش تعیین درصد رس مواد ریزدانه است که برای بدست آوردن 1 خاک در سد سازی مورد نیاز می باشد.
مقدمه:
وزن مخصوص ظارهی خاک عبارتست از وزن واحد حجم خاک.با استفاده از فرمول زیر می توان وزن مخصوص ظاهری خاک را محاسبه نمود:
که واحد این کمیت گرم بر سانتی متر مکعب می باشد.
وزن مخصوص ظاهری خاک مشخص می نماید که چه مقدار خاک در
واحد حجم خاک وجود دارد.
برای اندازه گیری وزن مخصوص ظاهری خاک نقش هر سه فاز خک یعنی فارهای جامد، مایع و گاز مهم
می باشند. اگرچه وزن ذرات جامد خاک که جزء فاز های آلی و معدنی هستند جزء وزن مخصوص ظاهری بشما می روند اما این فاز خاک غیر قابل تغییر می باشد. به همین دلیل برای محاسبه وزن مخصوص حقیقی فقط جزء جامد خاک استفاده می گردد. زمانیکه میزان ماده آلی خاک افزایش یابد،نقش فاز جامد خاک نیز در میزان وزن مخصوص ظاهری خاک مشخص می گردد.
استفاده های وزن مخصوص ظاهری خاک:
اندازه گیری وزن مخصوص ظاهری خاک ، پارامتر بسیار مهمی برای اندازه گیری بعضی خصوصیات بسیار مهم خاک مزرعه می باشد. خصوصیات مختلف خاک تحت اثر نیرو های مختلف در مزرعه می باشد که مهمترین آن نیروی وارده از طریق ماشین آلات کشاورزی به خاک می باشد. در اثر استفاده از ماشین آلات سنگین در مزرعه به علت وزن سنگین آنها، حجم خاک کاهش
می یابد. که با توجه به فرمول در این صورت وزم مخصوص ظاهری افزایش می یابد و خلل و فرج دارای نظم جدیدی می گردند. که این نظم جدید بر روی خصوصیات خاک بسیار موثر هستند.
وزن مخصوص ظارهری خاک قادر به مشخص نمودن نکات ذیل می باشد:
• پیش بینی نسبی نظم ذرات خاک
• میزان زیاد وزن مخصوص ظاهری مشخص می نماید بیش از اندازه از ادوات کشاورزی در مزرعه استفاده گردیده است.
• می توان خصوصیات مختلف خاک اعم از خصوصیات فیزیکی ، شمیمیایی و بیولوژکی خاک را پبش بینی نمود.
• می توان محصولاتی را که متناسب با شرایط موجود هستند به خصوص با توجه به شرایط ریشه پیشنهاد نمود.
?هدف:
هدف از این آزمایش تعیین وزن مخصوص ظاهری خاک است که بر روی خصوصیات فیزیکی ،شممیایی و بیولوژیکی خاک بسیاز موثر خواهد بود و عملکرد خاک و گیاه را تحت تاثیر قرار می دهد.
این پارامتر در مشخص نمودن میزان نیرو هایی که در مزرعه به کار می روند همچون استفاده از ماشین آلات کشاورزی را مشخص می نماید. زیرا به علت چنین نیروهایی ساختمان خاک جدید خواهد بود.
تحت چنین شرایطی خلل و فرج ریز خاک افزایش یافته و خلل و فرج درشت کاهش می یابد و برروی خصوصیات فیزیکی ، شیمیایی وبیولوژیکی خاک تاثیر می گذارند.
بنابراین با تعیین وزن مخصوص ظاهری خاک می توان روش های مناسب برای کشت محصولات در مزرعه ارائه نمود.
مواد و وسایل مورد نیاز آزمایش:
v کلوخه خاک (کلوخه ای که در دمای 105 درجه سانتیگراد خشک گردیده)
نخ نازک
پارافین
ترازو
بشر
روش کار:
برای تعیین وزن مخصوص ظاهری خاک دو روش مرسوم است:
1- استفاده از سیلندر
2- استفاده از پارافین
در آزمایش که در آزمایشگاه صورت گرفت از روش دوم یعنی استفاده از پارافین عمل کردیم . بدین ترتیب که ابتدا کلوخه ای را برداشته آن را وزن کرده و آن را به نخی نازک متصل می نمائیم.
Jحال کلوخه و نخ را بر روی ترازو گذاشته و وزن می کنیم. (وزن بدست آمده وزن کلوخه یا خاک خشک است) (نکته: دراین قمست از وزن نخ صرف نظر می کنیم)
K سپس نخ و کلوخه را وارد پارافین کرده و چند بار این کار را تکرار می کنیم تا همه ی منافذ کلوخه توسط پارافین اشباع گردیده و از نفوذ آب به داخل آن جلوگیری به عمل آید. نکته مهمی که در این قمست باید رعایت گردد است که کلوخه ای که به پارافین آغشته شده زمانی آماده است که با ورود به ظرف پارافین حباب از آن خارج نگردد.
L حال کلوخه ی آغشته به پارافین را وزن کرده وزن بدست آمده شامل وزن کلوخه + وزن پارافین است از کم کردن وزنی که در این قسمت بدست آمده از وزنی که در مرحله ی قبل بدست آوردیم وزن خالص پارافین مشخص می گردد.
M با مشخص وزن مخصوص پارافین که 9/0 است و با بدست آوردن وزن پارافین از مرحله قبل با استفاده از فرمول زیر حجم پارافین بدست می آید:
(محاسبات به طور کامل در قمست بعدی آمده)
N حال کلوخه آغشته به پارافین را وارد بشر که
حاوی مقدار مشخصی آب کرده و مقدار آن را وزن ميكنيم
نتایج و بحث:
U وزن خاک کلوخه خشک: = 9.11
Wوزن کلوخه + پارافین:= 10.02
Wوزن کلوخه – (وزن کلوخه+پارافین) 0.91= 9.11 - 10.02
وزن کلوخه پارافینی در آب=4.04
وزن مخصوص پارافين= 0.9گرم بر سانتي متر مكعب
وزن مخصوص آب=1گرم بر سانتي متر مكعب
0.91=9.11-10.0=وزن كلوخه در هوا - وزن كلوخه پارافيني=وزن پارافين
=وزن كلوخه پارافيني در آب-وزن كلوخه پارافين در در هوا= كاهش وزن كلوخه در آب
5.98 =4.04-10.02
نتیجه:
• هرچه بافت درشت تر باشد. حجم بزرگتر و کسر کوچکتر می شود.
• هرچه ساختمان خاک بهتر باشد، منافذ بیشتر است و جرم مخصوص ظاهری کمتر است.
• خاک یک منطقه در سطح الارض و تحت الارض متفاوت است.
• هرچه مواد آلی خاک بیشتر باشد خاک مطلوب تر است.
• هرچه وزن مخصوص ظاهری بیشتر باشد ، مقدار خلل و فرج بیشتری دارد.
• در اثر استفاده از ادوات کشاورزی، در اثر وزن این ماشین آلات خاک فشرده شده و خلل و فرج درشت کاهش یافته و خلل و فرج ریز افزایش می یابد.
اندازه گیری وزن مخصوص حقیقی توسط پیکنومتر
چکيده:
خاک قشري از زمين است که محل استقرار ريشه گياهان و تامين کننده آب و عناصر غذائي گياه بوده و آب بعنوان عامل در دسترس قرار دادن عناصر غذائي براي گياه، دو فاکتور مهم براي ايجاد محيطي پويا و زنده جهت رشد وتوسعه گياهان ونهايتا بستر اصلي توليد غذا مي باشند . باتوجه به محدوديت اين منابع و رشد روز افزون جمعيت جهاني بديهي است که بشر امروز نه تنها بايد به فکر استفاده اصولي با جلوگيري از هدر رفت طبيعي و غير طبيعي اين منابع نمايد بلکه با تمام علم و توان خود سعي در حفظ و ارتقاء کيفيت و بهره وري اين دو منبع نيز داشته باشد و اين مهم ميسر نخواهد شد مگر با شناخت منابع خاک و آب و بهره برداري اصولي از آنها و اعمال مديريت صحيح جهت پيشبرد اهداف و برنامه ريزيهاي کشاورزي پايدار با حفظ و غني سازي منابع طبيعي کشور که از طريق شناسايي خصوصيات فيزيکي و شيميايي و بيولوژيکي خاک و آب و گياه امکان پذير خواهد شد(www.azaranrc.ir).
براي بيان وزن مخصوص خاک دو اصطلاح بکار برده مي شود. يکي وزن مخصوص حقيقي که در واقع وزن ذرات جامد خاک است و ديگري وزن مخصوص ظاهري يا وزن مخصوص خاک در حالت طبيعي و همراه خلل و فرج .
اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي صرفا براساس وزن ذرات جامد است بنابر اين وزن مخصوص حقيقي در يک نوع خاک همواره ثابت بوده و با تغيير مقدار خلل و فرج خاک تغييري پيدا نمي کند. اين نوع وزن مخصوص عبارت است از وزن ذرات جامد در واحد حجم و معمولا بر حسب گرم بر سانتيمتر مکعب بيان مي گردد. وزن مخصوص حقيقي در اکثر خاکها به طور وتوسط در حدود 6/2 گرم بر سانتيمتر مکعب بوده و تغييرات آن در خاکهاي مختلف به اثتثناي مواردي که مقدار زيادي ماده آلي يا انواع بخصوصي از کانيها وجود دارد ناچيز مي باشد( فوت، هنري د. مباني خاک شناسي. ترجمه شهلا محمودي، مسعود حکيميان. تهران: انتشارات دانشگاه تهران، 1386).
مقدمه:
وزن مخصوص حقيقي خاک عبارت است از وزن مخصوص جزء جامد خاک به عبارت ديگر وزن مخصوص ظاهري وزن مخصوص همه فازهاي خاک يعني فاز جامد، مايع و گاز را مشخص مي نمايد اما همان گونه که ذکر گرديد با اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي فقط وزن ذرات جامد خاک در واحد حجم مشخص مي گردد. بنابراين اين خصوصيت بسيار مربوط به مواد اوليه هستند که سبب تشکيل خاک مي گردند اگر چه وزن مخصوص حقيقي به اندازه وزن مخصوص ظاهري نمي باشد اما داراي استفاده هاي جالبي مي باشد.
با توجه به خصوصيات مواد آلي که جزء کلوئيد هاي خاک محسوب مي گردند هر چه ميزان مواد آلي خاک افزايش يابد از ميزان وزن مخصوص کاسته مي گردد چون کلوئيد هاي آلي داراي خصوصيات خاص خود مي باشند که در ادامه بيان خواهد شد.
نسبت به وزن خود داراي حجم بيشتري هستند در نتيجه نسبت به ذرات معدني خاک داراي وزن مخصوص ظاهري و حقيقي کمتري اند. مواد آلي بسيار متخلخل و يا خلل و فرج فراوان و در نتيجه داراي قابليت جذب رطوبت فراوان هستند. همچنين به علت ظرفيت تبادل کاتيوني خود علاوه بر منبع بسيار قوي بافر که سبب نگاه داشتنpH خاک مي گردد. به عنوان مثال منبع غذايي بسيار ارزشمندي براي گياه و ميکروب هاي خاک محسوب مي گردند. بنابراين افزايش مواد آلي خاک سبب کاهش جرم مخصوص حقيقي نيز مي گردد به همين خاطر است که استفاده از ماده آلي يک روش مناسب براي بهبود خصوصيات خاک مي باشد.
معمولا وزن مخصوص حقيقي خاکها به طور متوسط در حدود 6/2 گرم بر سانتيمتر مکعب مي باشد که در مقايسه با وزن مخصوص ظاهري عدد بيشتري مي باشد چون شامل فازهاي مايع و گاز نمي شود.
با اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي مي توان ميزان خلل و فرج خاک را مشخص نمود. البته حتما لازم است که وزن مخصوص ظاهري خاک نيز اندازه گيري گردد که در آزمايشات گذشته طريقه اندازه گيري آن انجام گرديد. نسبت وزن مخصوص ظاهري به وزن مخصوص حقيقي ميزان خلل و فرج خاک را معلوم مي کند. به عنوان مثال اگر وزن مخصوص ظاهري برابر 1/1 گرم بر سانتيمتر مکعب و وزن مخصوص حقيقي خاک نيز برابر 2/2گرم بر سانتيمتر مکعب باشد ميزان خلل و فرج برابر 50% مي باشد، که از نسبت اين دو وزن مخصوص قابل محاسبه مي باشد. در خاک مفروض 50% حجم مربوط به فاز جامد خاک و 50 % ديگر به فازهاي مايع و گاز خاک مربوط مي گردد.
بنابراين براي آناليز دقيق خصوصيات فيزيک خاک که بسيار بر روي خصوصيات شيميايي و بيولوژي هم موثر مي باشد وزن مخصوص حقيقي نيز اندازه گيري گردد.
وزن مخصوص حقيقي ميزان خلل و فرج خاک را مشخص مي نمايد اما اندازه نسبي خلل و فرج را فقط مي توان با پارامتر بافت خاک مشخص مي گردد. مجموعه پارامترهاي بافت خاک، ساختمان خاک، وزن مخصوص ظاهري و وزن مخصوص حقيقي جهت مشخص نمودن خصوصيات فيزيک خاک مي باشد. به عبارت ديگر جهت ايده داشتن درباره نظم فضايي و چند بعدي خاک مي بايستي همه اين پارامترها اندازه گيري گردند که بتوان متعاقبا روش هاي مناسب جهت استفاده از خاک مربوطه را براي کشاورزي و در نتيجه براي افزايش راندمان توليد محصول پيشنهاد نمود. بنابراين باتوجه به مطالب لزوم اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي هم مشخص مي گردد.
هدف: اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي يعني وزن ذرات جامد خاک يا فاز جامد خاک در واحد حجم مشخص مي گردد. با اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي مي توان ميزان خلل و فرج خاک را مشخص نمود. به عبارت ديگر وزن مخصوص حقيقي يکي از پارامترها جهت مشخص نمودن خصوصيات فيزيک خاک مي باشد.
لوازم مورد نیاز:
پيکنومتر
آب مقطر
چند گرم خاک
ترازو
بحث:
طبق قانون ارشميدس هر جسمي داخل آب قرار گيرد به اندازه حجم آن آب بالا مي آيد. پس علت اندازه گيري وزن آب جابه جا شده به خاظر اين قانون است و براي اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي لازم مي باشد.
مراحل کار عبارتنداز:
يک عدد پيکنومتر را برمي داريم و با آب مقطر پرمي کنيم و توسط ترازو وزن مي نماييم.
آب مقطر را به نصف کاهش مي دهيم و دوباره توسط ترازو وزن آب مقطر و پيکنومتر را اندازه گيري مي کنيم.
چند گرم خاک خشک را وزن نموده و به مجموعه پيکنومتر اضافه مي کنيم.
بعد از دوباره پيکنومتر را از آب مقطر پر مينماييم و توسط ترازو وزن مي کنيم.
محاسبات مرحله اول
وزن پیکنومتر نیمه از آب-وزن پیکنومتر نیمه از آب و خاک=وزن خاک
(وزن پیکنو متر پر از آب-وزن پیکنومتر پر از آب و خاک)-وزن خاک=وزن آب جابجا شده
وزن آب جابجا شده÷وزن خاک خشک=وزن مخصوص حقیقی
محاسبات مرحله دوم
نسبت وزن مخصوص ظاهري به وزن مخصوص حقيقي ميزان خلل و فرج خاک
خاک بايستي خلل و فرج مناسبي براي آب و هوا داشته باشد اگر رسي باشد ميکروپورها زياد و آب زياد و هوا کم است و اگرشني باشد ماکرپورها زياد و هوا زياد و آب کم مي باشد. اندازه گيري خلل و فرج نشان مي دهد که آيا وضع آب و هواي خاک خوب است يا نه ؟
بنابراين درصد حجم خاک که بوسيله مواد جامد اشغال شده برابر است با حاصل تقسيم وزن مخصوص ظاهري بر وزن مخصوص حقيقي ضرب در 100 . که خاک خوب بايد حجم مواد جامدش حدود 45 درصد باشد. اگر شرايط تشکيل خاکدانه وجود نداشته باشد حجم کل منافذ خاک به 10% حجم نمي رسد. زيرا حجم منافذ ماکرو و ميکرو به طرز قرار گرفتن ذرات خاک يعني خاکدانه ها بستگي دارد و همچنين خاکدانه ها منافذي ايجاد مي کنند که لوله هاي کاپيلاري يا شرائين يا موئين ناميده مي شود
بنابراين براي آناليز دقيق خصوصيات فيزيک خاک که بسيار بر روي خصوصيات شيميايي و بيولوژي هم موثر مي باشد وزن مخصوص حقيقي نيز اندازه گيري گردد.
با داشتن وزن مخصوص ظاهری و وزن مخصوص حقیقی میتوان پروژیته خاک را محاسبه کرد
100×حجم خاک÷حجم خلل و فرج=درصد خلل و فرج
CC100 =آب+خاک
12=88-100
48=100×25÷12=درصد خلل و فرج
=حجم استوانه
V ÷ M =وزن مخصوص ظاهری
1.7= 9.23÷ 15.79= وزن مخصوص ظاهری
خطاها:
1) خطا در هنگام استفاده از پيكنومتر جهت بدست آوردن دانسيته ى تئورى ، در صورتى كه پيكنومتر كاملا تميز نباشد و يا از قبل خيس باشد.
2 ) خطای دستگاه های اندازه گیری مانند ترازو
3 ) خطای دید هنگام استفاده از پیکنومتر و مشاهده ی سطح آب
نتايج :
وزن مخصوص حقيقي تقريباً ثابت است چون اغلب کاني هاي موجود در خاک داراي وزن مخصوص در همين محدوده مي باشند. فقط در صورت وجود بعضي از کانيها مثل تورمالين، ماگنتيت و يا هورن بلند ممکن است وزن مخصوص حقيقي اين خاکها به بيش از 75/2 هم برسد علاوه بر اين چون مواد آلي سبک تر از مواد معدني خاک است. بنابراين خاک هاي که محتوي مقدار نسبتاً زيادي مواد آلي است داراي وزن مخصوص حقيقي کمتر است و روي همين اصل وزن مخصوص حقيقي خاک هاي سطح الارض هميشه کمتر از خاک هاي تحت الارض است.
همان گونه که ذکر گرديد با اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي فقط وزن ذرات جامد خاک در واحد حجم مشخص مي گردد. بنابراين اين خصوصيت بسيار مربوط به مواد اوليه هستند که سبب تشکيل خاک مي گردند اگر چه وزن مخصوص حقيقي به اندازه وزن مخصوص ظاهري نمي باشد اما داراي استفاده هاي جالبي مي باشد.
با اندازه گيري وزن مخصوص حقيقي مي توان ميزان خلل و فرج خاک را مشخص نمود.
تعيين درصد رطوبت اشباع و نسبی خاك
هدف از آزمايش :
هدف از اين آزمايش, تعيين ضريب يا درجه يا درصد وزني رطوبت در خاك نسبت به دانه هاي خشك(به روش گرم كردن وتوزين) مي باشد.
وسايل آزمايش :
ظروف درب دار ضد خوردگي +نمومه خاك به مقدار مناسب+گرمخانه + ترازو با دقت 0.1 گرم
و1گرم .
تئوري مسأله :
در اكثر آزمايش هاي مكانيك خاك, لازم است درصد رطوبت خاك تعيين گردد.اين آزمايش براي درصد وزني رطوبت سنگ نيز به كار مي رود. البته اين آزمايش نمي تواند درصد رطوبت واقعي مصالحي را كه داراي مقدار قابل توجهي كاني هاي هالوزيت, مونت موريلونيت و گچ است,به دست آورد. همچنين در مصالحي كه آب درون منافذ آنها داراي مقدار زيادي املاح محلول مثل كلرورسديم(كه در رسوبات دريايي وجود دارد) و يا مواد آلي هستند, درصد رطوبت به دست آمده حقيقي نيست. در موارد فوق الذكر بايد روش ديگري اتخاذ شود كه نتايج حاصل متناسب با هدف آزمايش باشد.
در بسياري از خاكها درصد رطوبت طبيعي يكي از خواص فيزيكي مهم است كه رفتار خاك را در مقايسه با حدود اتربرگ بيان مي كند و بيشتر به صورت حجمي به كار مي رود. در خاكهاي ريزدانه (چسبنده ) پايداري و مقاومت خاك بستگي به درصد رطوبت آن دارد. در اين حال رطوبت طبيعي خاك با نشانه هاي حد رواني و حد خميري مقايسه مي شود و در نتيجه حالت رواني و سفتي خاك شمخص مي شود. آب موجود در خاك را مي توان به سه دسته :
1. ثقلي (Gravitatinal)
2. مويينه اي(Cappillary)
3. هيگرو سكوپيك(Hygroscopic)
تقسيم نمود. بايد توجه داشت كه در مهندسي ژئو تكنيك, رطوبت خاك, آن قسمت از آب آزاد است كه فضاي بين دانه ها را پر مي كند و «آب منفذي» يا ثقلي ناميده مي شود, نه آنكه در ساختمان كريستالي كاني به كار رفته يا در سطح آن جمع شده است (آب هيگروسكوپ و آب مويينه اي). بنابراين اگر در ساختمان خاك مقدار زيادي آب كريستالي وجود داشته باشد, نبايد اين آب به عنوان رطوبت خاك به حساب آيد. در ضمن لازم است ذكر شود كه اصطلاح ذرات جامد در مهندسي ژئوتكنيك به كانيها يا مواد طبيعي گفته مي شود كه در آب غير محلولند.
رطوبت خاك به صورت درصدي از وزن خشك آن بيان ميشود و به صورت زير تعريف مي گردد:
: وزن آب موجود در خاك.
: وزن حشك خاك.
شرح آزمايش:
1. وزن ظرف خالي به همراه درب آن را اندازه مي گيريم.
2. نمونه خاك مرطوب را در ظرف مورد نظر قرار مي دهيم. وزن ظرف به همراه خاك مرطوب را اندازه گيري مي كنيم.
3. بعد از وزن كردن ظرف به همراه نمونه مرطوب, در پوش را بر مي داريم و نمونه به مدت48ساعت در گرمخانه قرار داده مي شودتا خشك شود. زمان خشك شدن نمونه خاك نيز بستگي به نوع مصالح, اندازه دانه ها و ظرفيت گرمخانه دارد. در بسياري از حالات, مدت زمان18ساعت براي خشك كردن نمونه كافي است. در ضمن دماي مورد نياز در حدود 60درجه سانتی گراد مي باشد. بعد از 48ساعت نمونه را بیرون آورده و وزن میکنیم به این ترتیب وزن خشک خاک به دست می آید
4. هنگامي كه نمونة كاملاً خشك شد, قوطي نمونه را از گرمخانه خارج كرده, سرپوش آن را مي گذاريم تا مانع جذب رطوبت هوا توسط نمونه گردد وپس از سرد شدن, قوطي محتوي نمونه را توزين كرده, در برگه گزارش يادداشت مي كنيم
محاسبات:
درصد رطوبت خاك را از رابطه زير بدست مي آيد:
: درصد رطوبت خاك. = 13 گرم
: وزن خالي ظرف (g). = 103.15 گرم
: وزن ظرف + گل اشباع (g). = 118.69
W3: وزن گل اشباع = 103.15 - 118.69 =15.54
نتیجه و بحث:
در آین آزمایش و در نمونه خاک مورد نظر در صد رطوبت اشباع خاک نزدیک به سه برابر درصد رطوبت نسبی می باشد همچنین در این آزمایش اختلاف کمی بین وزن رطوبت خاک و وزن خاک خشک جود دارد که نشان مشدهد نمونه خاک مورد نظر رطوبت بسیار کمی دارد و به خشک بودن نمونه بسیار نزدیک است
مقدمه:
ظرفیت زراعی
اطلاع از وضعيت حدود رطوبتی ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی دايم، در برنامه‌ريزی‌های
آبياری می‌گيرد، ليکن اين کار معمولاً وقت‌گير بوده، و در عين حال امکانات مورد نياز آن در همه
آزمايشگاه‌ها يافت نمی‌شود. بنابراين، با تخمين اين حدود از روی برخی ويژگی‌های فيزيکی و
شيميايی خاک، میتوان اطلاعات مفيدی از توانايی نگهداری رطوبت خاک به دست آورد. در اين
مطالعه 23 نمونه خاک از نقاط مختلف استان‌های اصفهان و چهارمحال و بختياری تهيه گرديد. در
انتخاب نمونه‌ها سعی شد دامنه وسيعی از انواع خاکهای موجود برداشت گردد. پس از انتقال
خاکها به آزمايشگاه، درصد اندازه ذرات، درصد مواد آلی، ظرفيت تبادل کاتيونی، FC و PWP
خاکها با روش‌های مناسب اندازه‌گيری شد، و به کمک روش‌های رگرسيون يک متغيره و
چندمتغيره (همراه با گزينش متغير به صورت مرحله به مرحله)، رابطه FC و PWP با ساير
نتايج نشان داد که FC با درصد شن، درصد ماده آلی و ظرفيت تبادل کاتيونی خاک رابطه قوی
وارد نمی‌گردند. همچنين، PWP نيز با درصد سيلت، ماده آلی و ظرفيت تبادل کاتيونی رابطه
با درصد شن، سيلت و رس رابطه معنی‌دار دارد، ليکن هنگام استفاده از مدل چند متغيره تنها شن
PWP اين خاکها می توان از ساير ويژگی‌های خاک استفاده نمود.
نقطه پژمردگی
یک قسمت از آب نگهداری شده در خاک به تدریج توسط ریشه گیاهان مصرف می شود که بخش اعظم آن صرف تعرق از طریق اندامهای هوایی آنها می گردد و قسمتی دیگر از سطح زمین تبخیر و از دسترس خاک خارج می شود. جذب آب توسط گیاهان تا مقداری از آب کاپیلاریته که با نیرویی کمتر از نیروی کمتر از نیروی مکشی ریشه گیاهان در خاک نگهداری شده است ادامه می یابد و هنگامی که درصد رطوبت خاک به حدی تنزل نماید که شدت وابستگی آب باقی مانده به خاک بیش از نیروی مکشی مزبور باشد جذب آب توسط ریشه ها متوقف می شود. گیاه مقداری از آب مزبور در اندامهای هوایی خود را تعریق می نماید. یاخته حالت تورم خود را از دست می دهند و بالاخره حالت پژمردگی در گیاه ظاهر می شود.
نقطه پژمردگی را به صورت درصدی از رطوبت نسبت به وزن خشک یا حجم ظاهری خاک نشان می دهند که مقدار آن به موجودیت فیزیکی و به ویژه بافت خاک بستگی دارد. برای یادآوری حدود تغییرات رطوبت خاک در این نقطه می توان گفت که رطوبت نقطه پژمردگی در خاک های شنی در حدود 1 تا 5/3 درصد و در خاک های لیمونی 5 تا 15 درصد و در خاک های رسی 15 تا 20% وزن خشک خاک است.
تعیین دقیق رطوبت در نقطه پژمردگی مشکل است چرا که علاوه بر موجودیت فیزیکی خاک – گیاه نیزبنا به چگونگی حساسیت خود در بروز حالت پژمردگی دخالت می نماید. تأثیر وجود سفره آب و در فاصله یی نسبتاً کم از سطح خاک بر حرکتی که از نیروی کاپیلاریته ناشی می شود و حائز اهمیت زیاد است. چرا که حرکت آب تحت نیروی مزبور از نقطه ای با رطوبت زیاد به طرف نقطه با رطوبت کمتر انجام می گیرد و وجود چنین سفره آب در خاک همواره در سطح خود یک ورقه از خاک با رطوبت زیادتر از خاک لایه های فوقانی ایجاد می نماید. بدین ترتیب حرکت آب در خاک تحت تأثیر نیروی کاپیلاریته تا فاصله ای از سفره آب زیر زمینی در کنترل و نفوذ این سفره قرار می گیرد
شرح آزمایش
تعیین نقطه پژمرذگی pwp
ابتدا 6 لیوان خالی را انتخاب کرده و وزن میکنیم و سپس داخل لیوانها را به مقدارمشخصی خاک جا
کرده و وزن میکنیم سپس 3 لیوان را به دلخاه انتخاب نموده و در هر لیوان 2 دانه آفتاب گردان می
کاریم و تا موقعی که دانه سبز شد و لپها بیرون آمدند به آب دادن ادامه می دهیم تا اینکه دانه سبز شد
از آب دادن صرف نظر میکنیم و صبر میکنیم تا گیاه پژمرده شود و وقتی که گیاه پژمرده شد خاک
را وزن میکنیم و از فرمول زیر نقطه پژمردگی خاک را ب دست می آوریم
وزن لیوان 1: 65/2
وزن لیوان و خاک : 05/309
وزن خاک خشک: 4 /306= 65/ 2 - 05/309
وزن لیوان و خاک در شرایط pwp= 345.12
وزن خاک در شرایط pwp: 342.47= 2.65 - 345.12
وزن لیوان2: 57/2
وزن لیوان و خاک خشک : 252.74
وزن خاک خشک : 250.17= 2.57- 252.74
وزن لیوان و خاک در شرایط pwp= 295.30
وزن خاک خشک در شرایط pwp: 292.73= 2.57 - 295.30
وزن لیوان 3: 2.69
وزن لیوان و خاک خشک : 309.57
وزن خاک خشک : 306.88 = 2.69-309.57
وزن لیوان و خاک در شرایط pwp : 355
وزن خاک در شرایط pwp: 352.31 = 2.69-355
منابع خطا:
1_وجود برخی از علف های هرز که ممکن است باعث تعرق گردند.
2-نمونه های خاک در ظرفهای بدون در بود که این باعث می شود تا بردن نمونه به آزمایشگاه نمونه در معرض هوا قرار گیرد و مقداری از آب ان تبخیر شده و وزن آن کمتر شود.
3-خطای ترازوی دیجیتال
4-دقیق نبودن وزن ظرفهای نمونه برداری
5-خطا در اندازه گیری اعداد اولیه بدست امده از نمونه گیری خاک
نتیجه گیری:
با توجه به نتایج بدست امده در ابتدا خاک ما به صورت اشباع بوده و اب موجود در ان برای گیاه قابل استفاده نمی باشد زیرا در این حالت امکان تنفس گیاه و جذب فعالانه آب وجود ندارد .به تدریج و با گذشت زمان و نتایج بدست امده می بینیم که در (روز دوشنبه) به تدریج آب ثقلی از خاک خارج شده و در نتیجه آن از رطوبت خاک کاسته می شود و شرایط برای جذب آب توسط گیاه فراهم می شود. مناسب ترین وضعیت برای استفاده گیاه از رطوبت خاک حد ظرفیت زراعی است که در اینجا با گرفتن میانگین از دو رطوبت اخری که به هم نزدیک اند بدست می آید و با گذشت زمان بیشتر رطوبت خاک به نقطه پژمردگی نزدیک می شود که در این زمان نیاز به ابیاری مجدد می باشد.
تعیین درصد ظرفیت زراعی Fc
حال برای به دست آوردن ظرفیت زراعی خاک 3 لیوان دیگر را برداشته و آنها را از آب اشباه
میکنیم و سر لیونها را با عایق میبندیم و بعد از 48 ساعت لیوانها را وزن کرده و به این ترتیب
میتوانیم ظرفیت زراعی خاک را به دست آورد
وزن لیوان 1: 2.59
وزن لیوان و خاک خشک : 286.91
وزن خاک خشک : 284.33 = 2.59 - 286.91
وزن لیوان و خاک در شرایط Fc :345.58
وزن خاک در شرایطFc : 342.99 = 2.59- 345.58
لیوان2: 2.54
وزن لیوان و خاک خشک : 299.16
وزن خاک خشک : 296.71 = 2.45 - 299.16
وزن لیوان و خاک در شرایط Fc : 361.42
وزن خاک خشک در شرایط Fc : 358.97 = 2.45 - 361.42
وزن لیوان 3 : 2.73
وزن لیوان و و خاک خشک : 274.49
وزن خاک خشک : 271.76 = 2.73 - 274.49
وزن لیوان و خاک در شرایط Fc : 329.42
وزن خاک در شرایط Fc : 326.69 = 2.73 - 329.42
منابع خطا:1
-خطای ترازوی دیجیتال
2-دقیق نبودن وزن ظرفهای نمونه برداری
3-خطا در اندازه گیری اعداد اولیه بدست آمده از نمونه گیری خاک
نتیجه گیری :
.اما پس از آن که 3 لیوان دیگر را از آب پر کردیم و سر آن را برای جلوگیری از تبخیر پوشاندیم چون گیای وجود ندارد ک آب موجود در خاک را استفاده نماید مشاهد میشود که در نمونه خاک مورد نظر چون خاک هر سه لیوان از یک نمونه است اعداد مربوط به ظرفیت زراعی نزدیک به هم بدست آمده است
موضوع آزمایش: تعیین Ec و PH و عصاره اشباه خاک
مقدمه:
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکهای شور و سدیمی تابع مقدار و نوع نمک می باشد. اگر چه استفاده از حس گرها یا سنسورها جهت اندازه گیری شوری در مزرعه به طور روزافزون متداول می شود، ولی اندازه گیری قابلٌیت هدایت الکتریکی (ECe) عصارۀ اشباع هنوز هم روش رایح در سراسر جهان است که در این جا به آن اشاره شده است.
اولین روش تعیین میزان املاح محلول، استفاده از تبخیر حجم معینی آب و یا عصارۀ خاک و اندازه گیری وزن موٌاد باقیمانده است به مقدار مواد باقیمانده اختصاراً TDS گفته می شود و بر حسب میلی گرم در لیتر یا گرم در لیتر بیان می گردد. اگر چه این روش هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد، ولی معمولاً به جای آن از اندازه گیری EC استفاده می شود. قابلٌیت هدایت الکتریکی محلول،متناسب با غلظت یونها در محلول می باشد. یکی از واحدهای متداول هدایت الکتریکی در مسایل شوری خاک mmhos می باشد که برابر با یک هزارم mhos است.
در سیستم بین المللی واحدها از واحد زیمنس (S) استفاده می شود اندازه گیری هدایت الکتریکی توسط دو الکترود صورت می گیرد. این دو الکترود موجود در محفظه یا سلول قرار دارند. با استفاده از جریان الکتریسیته ای که بین الکترودها برقرار می کنند، مقاومت محلول موجود بین دو الکترود اندازه گیری می شود. در پتانسیل الکتریکی ثابت، شدٌت جریان با مقاومت محلول رابطه عکس دارد و می تواند آن را به وسیله یک پل مقاومت اندازه گیری کرد.هدایت عکس مقاومت می باشد. نتایج حاصله را معمولاً در ثابت محفظه یا سلول ضرب نموده، نتایج را به صورتECیا (هدایت الکتریکی در واحد حجم از محلول بر حسب زیمنس بر متر)، گزارش می دهند. به عنوان مثال اگر مقاومت محلول 2000 اهم باشد، هدایت الکتریکی آن 2000/1 (عکس اهم) یا 0005/0 موس است. مقدار زیمنس در خاکشناسی بسیار بزرگ است و در نتیجه از واحد میلی زیمنس بر سانتی متر mS/cm استفاده می کنند.اما به علٌت اینکه واحد طول سیستم بین المللی متر است. واحد توصیه شده برای EC دس زیمنس بر متر (d s m-1) می باشد.
مفهوم PH
اسیدهای ضعیف یون+Hکمی آزاد می سازند، و فعالیت یون+H (که به صورت مول در لیتر اندازه گیری می شود) ممکن است در حدود0.0001M یا حتی کمتر باشد.نوشتن چنین مقداری از فعالیت یون+H می تواند مشکل باشد بنابراین سورنسون (Sorenson) شیمیدان سوئدی، مفهوم pH را ابداع کرد که لگاریتم عکس فعالیت یون+H می باشد. (بهترین روش برای درک این مفهوم، آماده سازی محلول های 0.0001 و 0.00001 مولار HCL و تعیین pH آنها با دستگاه pH متر است. مقادیر pH اندازه گیری شده بسیار نزدیک به مقادیر تئوری 4 و 5 می باشد).
آب در شرایط آزاد دارای PH=8 میباشد.
برای تعیین PHخاک باید گل اشباع تهیه کرد که خمیری از خاک و آب مقطر است. این خمیر را 24 ساعت در جایی می گذاریم تا املاح اجازه ی حل شدن داشته باشند.وبه کاتیون ها و آنیون های سطح ذرات رس اجازه تبادل و تعادل بدهیم.کاتیون های موجود دردر محلول بیرونی با کاتیون های موجود در محلول درونی تبادل انجام داده و به تعادل برسد.
شرایط گل اشباع:
ü سطح آن براق باشد
ü به آرامی جریان پیدا کند
ü به اجسام خارجی مانند قاشق کمتر بچسبد.
ü در صورت ایجاد شیار به آؤامی واز انتها بسته شود
سپس با دستگاه PHمتر ، PH آن را اندازه می گیریم.
PHخاک به چه عواملی بستگی دارد؟
PH خاک در ارتباط با غلظت یون هیدروژن آزاد در زمینه خاک است. یون های هیدروژن در خاک توسط تجزیه آب، فعالیت های شیمیایی ریشه و بیشتر واکنش های هوازدگی شیمیایی به وجود می آیند. غلظت یون های هیدروژن تعیین کننده PH خاک است. خاک های با غلظت های بالای یون هیدروژن تمایل به حالت اسیدی دارند. خاک های آلکالن(قلیایی) غلظت نسبتا پایینی از یون هیدروژن را دارند.
از عوامل دیگر میتوان نوع سنگ‌های اولیه یا سنگ مادر نام برد.املاح موجود در خاک نیز بر PH خاک موثرند.
در این آزمایش ما گل اشباع را درست کرده و از صافی که روی بشر به صورت قیفی قرار داده عبور داده و سپس سنسورهای مربوط به ph سنج را در داخل محلول آماده قرار داداه و مقدار آن برابر است با: ph= 7.93
پوشش گیاهی قالب هرمنطقه و نوع و ترکیب مواد آلی حاصل از باقیمانده های گیاهی که مرتباً به خاک افزوده می شوند و فعالیت موجودات زنده تأثیر به سزایی در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک دارند.
عناصر موجود در خاک
عناصر غذایی مثل فسفر فقط در PH ، 6- 5.5 جذب میشود چون در ph کمتر به صورت فسفات آهن و آلومینیم از دسترس گیاه خارج می شود.
پتاسیم در PH ،6 الی 7 بیشترین جذب را دارد.
در PHهای اسیدی کاتیون های Al,H,Ma,Fe موجود است.
عناصر کم مصرف در خاک: عناصر Fe.Mn.Zn,Cu,Ss به مقدار خیلی کم مورد نیاز است
تعیین هدایت الکتریکی خاک EC
EC با مقاومت رابطه عکس دارد.
E 1/R
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 در این آزمایش ما گل اشباع را درست کرده و از صافی که روی بشر به صورت قیفی قرار داده عبور داده و سپس سنسورهای مربوط به Ec سنج را در داخل محلول آماده قرار داداه و مقدار آن برابر است با: Ec = 2.61
انواع گزارشکار 
