تانسیومتر و طرز استفاده از آن

تانسیومتر چیست و چه کارآیی دارد؟

تانسیومتر چیست؟

گیاهان به رطوبت مشخصی در منطقه ریشه نیاز دارند. میزان رطوبت مورد نیاز در خاک به نوع گیاه و مرحله رشد آن بستگی دارد. حداکثر مقدار نگهداری آب بین ذرات خاک به ظرفیت زراعی خاک موسوم است. تفاوت بین نقطه پژمردگی دائم و ظرفیت زراعی خاک، میزان آب در دسترس نام دارد. وقتی مقدار مشخصی از آب استفاده می شود، درصدی از آن به دلیل فرونشت عمقی، تبخیر از خاک و رواناب سطحی تلف می­ شود. انداز ه ­گیری میزان رطوبت خاک در طول فصل رشد گیاه اهمیت بسیاری دارد. برای تعیین زمان مناسب آبیاری نیز می ­توان از روش ­های مختلفی استفاده کرد. تانسیومتر وسیله ایست که با آن پتانسیل ماتریک خاک را اندازه گیری می­ کنند تا بتوان زمان دقیق آبیاری را مشخص کرد. تانسیومتر، مکش خاک را اندازه ­گیرى می کند. این دستگاه براى اولین بار به وسیله (ریچاردز وگاردنر ۱۹۳۶) طرح و پیشنهاد شد.

تانسیومتر عبارتست از یک لوله غیر مویین پر از آب جوشیده که از یک تنش سنج و از طرف دیگر به یک خلاءسنج که به یک کلاهک متخلخل سرامیکی بدون لعاب پخته ختم می ­شود. در ساخت کلاهک سرامیکی از خاک چینی یا رس کائولین استفاده می­شود که خاصیت انقباض و انبساط اندکی دارد. برای اندازه­گیری پتانسیل ماتریک خاک، کلاهک سرامیکی تانسیومتر در خاک قرار می­گیرد. چون کلاهک به آب و املاح تراواست، لذا تنها عامل انتقال آب به بیرون، پتانسیل ماتریک خاک و پتانسیل ثقلی ستون آب داخل تانسیومتر است. با خروج آب از تانسیومتر، خلاء در بالای لوله تانسیومتر ایجاد می ­شود که توسط فشارسنج یا خلاءسنج اندازه­گیری می­شود. اگر تانسیومتر کوتاه باشد، اثر پتانسیل ثقلی آب داخل تانسیومتر در مقایسه با پتانسیل ماتریک خاک برای خروج آب از تانسیومتر ناچیز است. ولی اگر طول تانسیومتر زیاد باشد، بایستی اثر پتانسیل ثقلی از اثر پتانسیل ماتریک خاک در ایجاد مکش یا خلاء در تانسیومتر مجزا شود.

پتانسیل خاک چیست؟

پتانسیل ماتریک به نیروی جذب سطحی ماتریکس خاک مربوط است. نیروئى که توسط آن، آب به گیاه یا سطح ذرات خاک چسبیده است (به‌ وسیله نیروى جذب سطحى یا  صعود شعریه‌اى)، این جاذبه‌ها فقط از طریق اعمال نیروى دیگرى مى‌توان خنثى کرد. همین نیرو باعث حرکت آب به سمت ریشه گیاه و در نتیجه موفقیت آمیز بودن آبیاری می ­شود. بنابراین مقدار آن همواره منفى است و در محیط های غیر اشباع رخ می ­دهد. پتانسیل ماتریک را می­ توان با تانسیومتر اندازه­ گیری کرد.

[alert type=”success”]اهداف آبیاری[/alert]

طریقه نصب تانسیومتر در مزرعه:

الف) برای نصب آن در خاک­های نرم، با استفاده از فشار دست تانسیومتر را به طور عمودی در خاک فرو می­ بریم تا کلاهک سرامیکی به عمق مورد نظر که قصد تعیین پتانسیل آن را داریم، برسد. در حین فرو کردن تانسیومتر در خاک ممکن است در کنار تانسیومتر شیاری در خاک ایجاد شود. این شیار سبب می ­شود که موقع آبیاری، آب اطراف تانسیومتر جمع شده و به سرعت وارد آن شده و پیش از آنکه کل خاک خیس شود، اطراف کلاهک را اشباع کند. لذا پس از فرو کردن تانسیومتر در خاک، اطراف آن را توسط خاک پر و محکم کرده تا کمی بالاتر از سطح زمین باشد.

ب) برای نصب تانسیومتر در خاک­های سخت و متراکم، ابتدا توسط یک لوله توخالی پلیکا یا فلزی (با قطر اندکی کمتر از قطر لوله تانسیومتر) که سر آن تیز و بصورت مورب در آمده است، خاک را تا عمق مورد نظر برش داده و آن را خالی می­کنیم. سپس برای تماس بهتر کلاهک سرامیکی و خاک، مقداری خاک نرم در کف گودال ریخته و تانسیومتر در داخل آن نصب می ­شود.

ج) در آبیاری کرتی، تانسیومتر به صورت عمودی در خاک نصب می ­شود. در آبیاری شیاری یا جوی –پشته توصیه می­ شود تانسیومتر با زاویه ۴۵ تا ۹۰ درجه نسبت به افق و به فاصله عمودی ۱۵ تا۲۰ سانتیمتر از کف جوی در خاک پشته نصب شود.

تانسیومترها اندازه­ های (طول­ های) مختلفی دارند. از نظر تئوری دامنه اندازه­گیری پتانسیل ماتریک با تانسیومتر ۰ تا ۱۰۰ – سانتی بار است ولی در عمل این وسیله تنها قادر است پتانسیل ماتریک خاک بین ۰ تا ۸۰ – یا ۸۵- را ندازه­گیری کند. می ­دانیم که این دامنه بخش کوچکی از آب قابل استفاده بین نقطه پژمردگی دائم و ظرفیت زراعی تشکیل می ­دهد. ولی خوشبختانه برای تولید بهینه اکثر گیاهان زراعی، بایستی آبیاری در پتانسیل ماتریک بیشتر از ۸۵- سانتی بار صورت گیرد.

[alert type=”info”]کانال های آبیاری[/alert]

تعیین زمان آبیاری به کمک تانسیومتر:

برای تعیین زمان آبیاری، توصیه می ­شود از دو تانسیومتر استفاده شود: اولی در منطقه حداکثر فعالیت ریشه و دومی نزدیک پایین­ترین عمق فعالیت ریشه نصب شود. برای اغلب گیاهان زمان مناسب آبیاری وقتی است که تانسیومتر فوقانی پتانسیل ماتریک ۳۰۰- تا ۵۰۰- سانتیمتر و تانسیومتر تحتانی شروع کاهش پتانسیل را نشان داد. در سیستم آبیاری خودکار، خلاءسنج تانسیومتر به یک شیر حساس به خلاء وصل می شود که وقتی پتانسیل ماتریک به مقدار مورد نظر رسید، این شیر سبب فعال شدن سیستم آبیاری می­ شود.

بر اساس تجربه ثابت شده است که اگر پتانسیل ماتریک خاک بیش از ۲۰۰ – سانتیمتر (۲/۰- بار) باشد، انتقال آب به اطراف ریشه محدود کننده نیست. به عبارت دیگر در چنین وضعیتی، هدایت هیدرولیکی غیر اشباع خاک قادر است نیاز آبی گیاه را تأمین کند.