Determinazione del contenuto di umidità nel suolo

La quantità di acqua contenuta nel suolo è una componente importante dei processi biologici ed ecologici e viene utilizzata in applicazioni come l’agricoltura, la prevenzione dell’erosione, il controllo delle inondazioni e la previsione della siccità.

I suoli contengono tipicamente una quantità finita di acqua, che può essere espressa come il contenuto di umidità del suolo. L’umidità esiste in suolo all’interno degli spazi del poro fra gli aggregati del suolo, chiamati spazio interaggregato del poro e all’interno dei pori nel suolo si aggrega, chiamato spazio intra-aggregato del poro. Se lo spazio dei pori è occupato interamente dall’aria, il terreno è completamente asciutto. Se tutti i pori sono pieni d’acqua, il terreno è saturo.

La misurazione della quantità di acqua contenuta nel suolo, o il contenuto di umidità del suolo, è essenziale per la comprensione delle caratteristiche del suolo e dei tipi di piante e microrganismi che risiedono in esso.

Questo video introdurrà le basi del contenuto di umidità del suolo e dimostrerà la procedura per determinare il contenuto di umidità in laboratorio.

In ambienti esterni, l’acqua viene aggiunta al suolo naturalmente attraverso la pioggia o deliberatamente con l’irrigazione delle piante. Poiché i pori del terreno si riempiono d’acqua a scapito dell’aria, l’umidità del suolo aumenta. Quando tutti i pori sono pieni d’acqua, il terreno è saturo. Se il terreno in superficie è saturo, l’acqua in eccesso percolerà verso il basso attraverso i pori nel terreno più profondo. La lisciviazione continua fino a quando non c’è abbastanza acqua per saturare tutto lo spazio dei pori. A questo punto i pori contengono aria e film sottili di umidità. I film d’acqua all’interno dei pori sono trattenuti dalla tensione superficiale dei colloidi del suolo, quindi l’acqua smette di lisciviare.

Dopo che la lisciviazione si è fermata e l’acqua in eccesso è stata scaricata dal terreno, il terreno è descritto come a capacità di campo. Il terreno a capacità di campo ha pori parzialmente riempiti d’aria, circondati da film di umidità. Il suolo alla capacità del campo è ottimale per la crescita delle piante e i microrganismi aerobici del suolo, poiché sono disponibili sia aria che acqua. Al contrario, il terreno saturo, dove tutti i pori sono pieni d’acqua, creerà un ambiente anaerobico che può uccidere le piante e sopprimere i microbi aerobici del suolo.

La massa di terreno umido è costituita dalla massa delle particelle di terreno asciutto, più la massa dell’acqua all’interno del terreno. La massa secca delle particelle di terreno è fissa, mentre la quantità di acqua all’interno del terreno umido può variare. Pertanto, il contenuto di umidità viene calcolato su base secca, piuttosto che su una base di massa totale, per garantire la coerenza. Il contenuto di umidità del suolo è descritto come il rapporto tra la massa d’acqua contenuta nel terreno e il terreno asciutto. La massa d’acqua è determinata dalla differenza prima e dopo l’essiccazione del terreno.

Il seguente esperimento dimostrerà come misurare il contenuto di umidità del suolo in laboratorio utilizzando questi principi.

Per iniziare, raccogliere campioni di terreno e trasferirli in laboratorio. Campioni di terreno possono essere raccolti sul campo utilizzando una coclea o una cazzuola. L’uso di una coclea del suolo tiene conto il suolo essere campionato alle profondità specifiche. Trasferirli in laboratorio. Pesare due piatti di alluminio e registrare con precisione il peso di ogni piatto. Aliquota circa 20 g del terreno umido in ogni piatto di alluminio, quindi ripesare il piatto. Sottrarre il peso del piatto vuoto dal piatto pieno per acquisire il peso del terreno umido.

Quindi, asciugare il terreno durante la notte in un forno impostato a 105 °C. Il giorno successivo, rimuovere con attenzione i campioni di terreno dal forno usando le pinze. Posizionare i campioni di terreno sulla parte superiore del banco per raffreddare. Quando i campioni di terreno asciutto sono freschi, ripesarli e registrare il peso totale. Sottrarre il peso del piatto di alluminio e registrare il peso del terreno asciutto.

Calcolare il contenuto di umidità del terreno sottraendo il peso del terreno asciutto dal peso del terreno umido e quindi dividendo per il peso del terreno asciutto.

Sebbene la misurazione sia semplice, è importante determinare il contenuto di umidità del suolo per comprendere meglio le caratteristiche del suolo.

Il contenuto di umidità del suolo gioca un grande ruolo nelle preoccupazioni ambientali, specialmente se si considera il deflusso del suolo che può contenere fertilizzanti e pesticidi. In questo esempio, il deflusso del suolo è stato analizzato utilizzando uno studio di pioggia simulato al fine di determinare la ritenzione di un composto nel terreno umido.

Il terreno, contenente urea, è stato imballato in scatole di terreno e assemblato sotto un simulatore di pioggia. Il deflusso del suolo è stato raccolto e la concentrazione di urea nell’acqua di deflusso è stata calcolata. La quantità di urea nel deflusso del suolo era più alta per i terreni che avevano un maggiore contenuto di umidità, indicando che l’urea è meglio assorbita nel terreno più secco, che in umido.

Il destino delle sostanze chimiche nel suolo può anche essere analizzato mediante campionamento diretto dell’acqua dei pori, utilizzando un lisimetro, come mostrato in questo esempio. In questo esperimento, lisimetri, o tubi metallici lunghi, sono stati installati nel terreno con erba erbosa per analizzare l’acqua dei pori nel terreno vegetativo.

Il campionatore di acqua dei pori è stato quindi installato e l’acqua pompata dal lisimetro dopo aver applicato sostanze chimiche al terreno. L’acqua raccolta è stata quindi analizzata e la concentrazione delle sostanze chimiche applicate è correlata alla profondità del suolo e al contenuto di umidità.

I risultati hanno dimostrato che la concentrazione dell’erbicida monosodico metil arseniato, o MSMA, era la più alta nei primi 2 cm di terreno.

Hai appena visto introduzione di Giove al contenuto di umidità del suolo. Ora dovresti capire come misurare con precisione il contenuto di umidità del suolo in laboratorio. Grazie per la visione!