Bepaling van het vochtgehalte in de bodem

de hoeveelheid water in de bodem is een belangrijk onderdeel van biologische en ecologische processen en wordt gebruikt in toepassingen zoals landbouw, erosiepreventie, overstromingsbeheersing en droogtevoorspelling.

bodems bevatten doorgaans een eindige hoeveelheid water, die kan worden uitgedrukt als het vochtgehalte van de bodem. Vocht bestaat in de bodem binnen de porieruimten tussen bodemaggregaten, de zogenaamde inter-aggregaat porieruimte, en binnen de poriën in de bodemaggregaten zelf, de zogenaamde intra-aggregaat porieruimte. Als de poriënruimte volledig door de lucht wordt ingenomen, is de bodem volledig droog. Als alle poriën gevuld zijn met water, is de grond verzadigd.

het meten van de hoeveelheid water in de bodem, of van het vochtgehalte van de bodem, is essentieel voor het begrijpen van de bodemkenmerken en de soorten planten en micro-organismen die erin voorkomen.

deze video zal de basisprincipes van het vochtgehalte in de bodem introduceren en de procedure demonstreren voor het bepalen van het vochtgehalte in het laboratorium.

in een buitenomgeving wordt water op natuurlijke wijze aan de bodem toegevoegd door regenval of opzettelijk met irrigatie van planten. Naarmate de poriën in de bodem gevuld worden met water ten koste van lucht, neemt het bodemvocht toe. Wanneer alle poriën gevuld zijn met water, is de grond verzadigd. Als de grond aan het oppervlak verzadigd is, zal overtollig water naar beneden door de poriën in diepere grond uitlopen. Uitloging gaat door tot er niet genoeg water is om alle poriënruimte te verzadigen. Op dit punt poriën bevatten wat lucht en dunne films van vocht. De waterfilms in de poriën worden vastgehouden door de oppervlaktespanning van bodemcolloïden, waardoor het uitloggen van water wordt gestopt.

nadat de uitspoeling is gestopt en het overtollige water uit de bodem is afgevoerd, wordt de bodem beschreven als zijnde op veldcapaciteit. Bodem op veld capaciteit heeft poriën die gedeeltelijk zijn gevuld met lucht, omgeven door films van vocht. Bodem op veldcapaciteit is optimaal voor plantengroei en aerobe bodemmicro-organismen, omdat zowel lucht als water beschikbaar zijn. Verzadigde grond, waar alle poriën gevuld zijn met water, zal daarentegen een anaerobe omgeving creëren die planten kan doden en aerobe bodemmicroben kan onderdrukken.

de massa van vochtige grond bestaat uit de massa van de droge gronddeeltjes plus de massa van het water in de bodem. Het drooggewicht van de gronddeeltjes is vast, terwijl de hoeveelheid water in vochtige grond kan variëren. Daarom wordt het vochtgehalte berekend op droge basis, in plaats van op basis van de totale massa, om consistentie te garanderen. Het vochtgehalte van de bodem wordt beschreven als de verhouding tussen de massa water in de bodem en de droge bodem. De massa van het water wordt bepaald door het verschil voor en na het drogen van de grond.

het volgende experiment zal aantonen hoe het vochtgehalte van de bodem in het laboratorium met behulp van deze principes kan worden gemeten.

om te beginnen moeten bodemmonsters worden verzameld en naar het laboratorium worden overgebracht. Monsters van de bodem kunnen worden verzameld in het veld met behulp van een bodem vijzel, of een troffel. Met behulp van een bodemvijzel kan de bodem worden bemonsterd tot specifieke dieptes. Breng ze naar het laboratorium. Weeg twee aluminium schalen en registreer nauwkeurig het gewicht van elk gerecht. Aliquot ongeveer 20 g van de vochtige grond in elke aluminium schotel, dan opnieuw wegen de schotel. Trek het gewicht van de lege schotel van de volle schotel af om het vochtige grondgewicht te verkrijgen.Vervolgens de grond ‘ s nachts drogen in een oven op 105 °C. De volgende dag de grondmonsters voorzichtig uit de oven halen met een tang. Plaats de bodemmonsters op de tafel om af te koelen. Wanneer de droge grondmonsters koel zijn, herweeg ze en noteer het totale gewicht. Trek het gewicht van de aluminium schaal af en registreer het droge grondgewicht.

Bereken het vochtgehalte van de bodem door het gewicht van de droge grond af te trekken van het gewicht van de vochtige grond en vervolgens te delen door het gewicht van de droge grond.

hoewel de meting eenvoudig is, is het belangrijk het vochtgehalte van de bodem te bepalen om de bodemkenmerken beter te begrijpen.

het vochtgehalte van de bodem speelt een grote rol in de milieuproblematiek, vooral wanneer wordt gekeken naar de afvoer van de bodem die meststoffen en pesticiden kan bevatten. In dit voorbeeld werd de afvoer van de bodem geanalyseerd met behulp van een gesimuleerde regenvalstudie om de retentie van een verbinding in vochtige grond te bepalen.

ureumhoudende grond werd verpakt in bodemdozen en geassembleerd onder een regenvalsimulator. De afvoer van de bodem werd opgevangen en de ureumconcentratie in het afvoerwater werd berekend. De hoeveelheid ureum in de bodemafvoer was hoger voor bodems met een hoger vochtgehalte, wat aangeeft dat ureum beter wordt opgenomen in drogere grond dan in vochtige grond.

het lot van chemische stoffen in de bodem kan ook worden geanalyseerd door middel van directe bemonstering van poriënwater met behulp van een lysimeter, zoals in dit voorbeeld wordt aangetoond. In dit experiment, lysimeters, of lange metalen buizen, werden geïnstalleerd in de bodem met turf gras om poriewater in vegetatieve bodem te analyseren.Vervolgens werd de porie water sampler geïnstalleerd en werd het water uit de lysimeter gepompt na het aanbrengen van chemicaliën op de bodem. Het verzamelde water werd vervolgens geanalyseerd en de concentratie van Toegepaste chemicaliën correleerde met bodemdiepte en vochtgehalte.

de resultaten toonden aan dat de concentratie van het herbicide mononatriummethylarsenaat, of MSMA, de hoogste was in de bovenste 2 cm van de bodem.

u hebt zojuist JoVE ‘ s introduction to soil moisture content gezien. U moet nu begrijpen hoe u het vochtgehalte van de bodem nauwkeurig kunt meten in het laboratorium. Bedankt voor het kijken!