روش های اندازه گیری رطوبت خاک
رطوبت خاک را با روشهای مختلفی می‌توان اندازه‌گیری کرد. بطور کلی می‌توان روش های اندازه گیری رطوبت خاک را به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم تقسیم‌بندی نمود:
۱- روش اندازه‌گیری مستقیم: در این روش رطوبت خاک به روش وزنی و از طریق خشک کردن نمونه در دستگاه اتوو با درجه حرارت ۱۰۵ درجه سانتیگراد تعیین می‌شود.
۲- روشهای غیرمستقیم: در این روش‌ها با استفاده از دستگاه‌های مختلف ، میزان رطوبت خاک تعیین می‌شود. مهمترین این روش‌ها عبارتند از:
– نوترونمتر
– بلوک گچی
– تانسیومتر
– TDR
– پرتوگاما
روش های اندازه گیری مستقیم رطوبت خاک
۱- به کمک یک ترازو، جرم یک ظرف خشک و تمیز (MC)را اندازه بگیرید. ظرف محتوی نمونه، غالباً فلزی است. شماره ظرف و جرم آن باید روی فرم اطلاعات ثبت شوند.
۲- خاک مرطوب را داخل ظرف قرار دهید. جدول ۱ حداقل وزن لازم جهت انجام آزمایش تعیین درصد رطوبت را برحسب بعد بزرگترین دانه تشریح می‌نماید.
بعد بزرگترین دانه (mm)
شماره الک مربوطه
حداقل جرم نمونه خاک مرطوب (gr) برای دقت محاسباتی
۱/۰ درصد
۱ درصد
۲£
۱/۴
۵/۹
۱۹
۱۰
۴ اینچ
۲۰ اینچ
۱۰۰
۵۰۰
۲۵۰۰
–
۲۰
۵۰
۲۵۰
جدول ۱: حداقل جرم لازم نمونه خاک برای آزمایش تعیین درصد رطوبت.
۳- به کمک یک ترازو، جرم ظرف و خاک مرطوب (Mwc) را اندازه‌گیری نمایید. سپس ظرف و خاک مرطوب را به مدت ۱۲ تا ۱۶ ساعت در آن قرار دهید و با درجه حرارت ۵±۱۱۰ درجه سانتیگراد آن را خشک کنید. درجه حرارت ۱۱۰ درجه سانتیگراد از آن جایی انتخاب شده است که کمی از نقطه‌جوش آب بالاتر است.
۴- ظرف و خاک را از آن خارج کنید و توسط یک ترازو، جرم ظرف و خاک خشک (Mdc) را اندازه بگیرید. اکثر ترازوهای جدید نسبت به تغییرات حرارتی غیر حساس هستند، لذا ظرف و خاک خشک را می‌توان مستقیماً روی ترازو قرارداد. چنانچه ترازوی مورد استفاده، به درجه حرارت حساس باشد قبل از قراردادن نمونه خاک در ترازو می‌توان از یک دسیکاتور جهت رساندن دمای خاک خشک به دمای اتاق استفاده نمود.
ج ـ محاسبات
درصد رطوبت (w ) خاک به عنوان جرم آب موجود در خاک (Mw) تقسیم بر جرم خشک (Ms) تعریف شده و بر حسب “درصد” بیان می‌شود:
که در آن
Mw= جرم آب موجود در خاک
Ms= جرم خاک خشک
Mc= جرم ظرف خالی
Mwc= جرم ظرف بعلاوه خاک مرطوب
Mdc= جرم ظرف بعلاوه خاک خشک
مقدار درصد رطوبت خاک غالباً بر حسب نزدیکترین ۱/۰ یا ۱ درصد بیان می‌شود. درصد رطوبت خاک می‌تواند بین ۰ تا ۱۲۰۰ درصد متغیر باشد. درصد رطوبت صفر بیانگر یک خاک خشک است. نمونه‌ای از یک خاک خشک، شن یا ماسه تمیز در شرایط آب‌وهوایی بسیار گرم است. خاکهای آلی بیشترین درصد رطوبت را دارند.
د ـ اشتباهات معمول
بر اساس Rollings and Rollings (۱۹۹۶) اشتباهات معمول آزمایشگاهی در مورد آزمایش درصد رطوبت بشرح زیر است:
۱- استفاده از ترازوی کالیبره نشده یا بد کالیبره شده.
۲- از دست رفتن خاک بین توزین اولیه و ثانویه.
۳- از دست رفتن رطوبت نمونه قبل از توزین اولیه.
۴- اضافه شدن رطوبت به نمونه پس از خشک کردن و قبل از توزین ثانویه.
۵- دمای نامناسب آون، نمونه خیلی کوچک یا وزن غلط ظرف.
۶- خارج نمودن نمونه از آون قبل از دستیابی به وزن خشک ثابت.
۷- توزین نمونه هنگامیکه هنوز داغ است (برای ترازوهای حساس به دما).
اشتباه معمول دیگر لبریز کردن آون با نمونه‌های خاک است. در چنین شرایطی جریان هوا محدود شده و احتمال اینکه نمونه‌ها بطور کامل خشک نشوند وجود دارد.
ه ـ جامدات محلول
بسیاری از خاکها حاوی جامدات محلول هستند. برای مثال در مورد خاکهای واقع در کف اقیانوس، آب بین ذرات جامد خاک احتمالاً دارای همان غلظت نمک آب دریا خواهد بود. مثال دیگر وجود کاتیونهای متمایل به سطوح ذرات رسی است. بهنگام خشک کردن خاک، این کانیها و یونهای محلول، جزئی از جرم جامدات (MS) می‌شوند. درمورد اغلب خاکها این اثر، حداقل تغییرات را در درصد رطوبت ایجاد می‌کند.
و ـ اثرات دما
چنانکه قبلاً ذکرگردید، دمای استاندارد جهت خشک نمودن خاک ۱۱۰ درجه سانتیگراد است. شکل شماره ۱، درصد رطوبت خاکها را در دماهای مختلف نشان می‌دهد. داده‌های آزمایش حاصل از پنج آزمایش مختلف در شکل ۳-۳ نمایش داده شده و ذیلاً هر یک بطور جداگانه مورد بررسی قرار می‌گیرند.
۱- ماسه اوتاوا: درصد رطوبت این خاک حدوداً ۲۴ درصد است.
۲- رس آبی بوستون: درصد رطوبت این خاک حدوداً ۳۳ درصد است.
۳- رس لدا: درصد رطوبت این خاک بهنگام خشک نمودن در درجه حرارت درجه ۱۱۰ سانتیگراد، ۴۵ درصد است و تحت حرارت ۲۰۰ درجه سانتیگراد تا ۴۶ درصد افزایش می‌یابد. حساسیت این خاک تحت دمای آزمایش متجاوز از۱۱۰ درجه سانتیگراد، به مقدار اندکی افزایش می‌یابد.
۴- رس مکزیکوسیتی: درصد رطوبت این خاک به دمای آزمایش خیلی حساس است. برای مثال، در دمای۱۱۰ درجه سانتیگراد، درصد رطوبت ۳۴۵ درصد است. در حالیکه تحت دمای۱۹۰ درجه سانتیگراد، درصد رطوبت ۳۸۰ درصد است. (۱۹۴۴) Rutledge خاطر نشان می‌سازد که رس مکزیکوسیتی دارای ساختار متخلخلی از کانیهای رسی، میکروفسیل‌ها و دیاتومها است. دیاتومها اساساً پوسته‌های توخالی سیلیسی هستند که حاوی آب هستند. بنابراین در دماهای بالاتر آب بیشتری از درون دیاتومها و میکروفسیل‌ها خارج می‌شود که منجر به درصد رطوبت بالاتری می‌شود.
روش های اندازه گیری غیرمستقیم رطوبت خاک
تانسیومتر اندازه گیری پتانسیل ماتریک با وسایل ساده‌ای به نام تانسیومتر انجام می‌شود تانسیومترها یا از نوع جیوه ای هستند و یا از نوع فلزی. تانسیومتر جیوه ای ، لوله ساده و خمیده ای است پر از آب که یک طرف آن منتهی به کلاهک سرامیکی است . طرف دیگر لوله وارد یک مخزن جیوه می شود . حال اگر کلاهک سرامیکی در داخل یک خاک قرار گیرد ، پس از مدتی توازن پتانسیل رطوبتی بین آب داخل تانسیومتر و آبی که در بیرون از آن در داخل خاک وجود دارد برقرار می گردد . برقراری تعادل با وارد شدن یا خارج شدن آب به داخل لوله تانسیومتر از طریق کلاهک آن که نسبت به آب نفوذپذیر است انجام می شود . اگر خاک خشک باشد ، آب را از داخل تانسیومتر به طرف خود خواهد کشید.
در این وضعیت خلا ایجاد شده در داخل تانسیومتر موجب می‌شود که در طرف دیگر لوله، جیوه صعود می‌نماید . مقدار بالا آمدن جیوه متناسب با پتانسیل آب در خاک خواهد بود. تانسیومترهای جیوه‌ای بیشتر در کارهای آزمایشگاهی و تحقیقی مورد استفاده قرار می‌گیرد و چون کاربرد آنها در صحرا مشکل است در عمل از نوعی دیگر از تانسیومترها با نام تانسیومتر فلزی استفاده می‌شود . این تانسیومترها نیز اساسا مشابه تانسیومترهای جیوه‌ای هستند با این تفاوت که در آنها به جای خلاء سنج جیوه‌ای از یک خلاءسنج فلزی استفاده شده‌است تا حمل‌ونقل آن ساده باشد.
تانسیومتر فلزی از یک لوله پر آب تشکیل شده است که قسمت پایین آن از یک کلاهک سرامیکی درست شده و قسمت بالای آن مسدود است ، به طوری که اگر آب از کلاهک سرامیکی خارج شود در داخل لوله خلاء ایجاد می‌شود . به همین منظور در کنار لوله تانسیومتر ، خلاءسنجی به آن متصل است که قادر است مقدار خلاء یا فشار منفی را اندازه گیری کند . اگر کلاهک سرامیکی در داخل خاک قرار گیرد با خروج یا ورود آب به تانسیومتر تعادل پتانسیلی بین آب داخل و خارج تانسیومتر براقرار می شود.
بنابراین با تعادل پتانسیل رطوبتی بین آب داخل و خارج کلاهک ممکن است مقداری آب از لوله تانسیومتر خارج شود که این عمل باعث ایجاد خلاء و کاهش فشار در لوله می شود . مقدار خلاء یا فشار منفی توسط خلاءسنج قابل قرائت است . معمولا درجه بندی خلاءسنج بین ۰ تا ۱۰۰ بوده که هر کدام از درجات آن معادل ۱۰ سانتی متر فشار منفی است . بنابراین اگر عقربه خلاءسنج روی عدد ۲۵ باشد نشان می دهد که فشار در خلاءسنج ۲۵۰- سانتی متر است .
همانطور که گفته شد تانسیومترها در پتانسیل بالاتر از یک اتمسفر کارآیی ندارند زیرا در این پتانسیل حباب های هوا وارد تانسیومتر گردیده و عدد قرائت شده صحیح نخواهد بود . برای اطمینان از اینکه تانسیومتر تا این پتانسیل به خوبی کار خواهد کرد لازم است تانسیومترها را قبل از استفاده آزمایش کنیم . برای تست تانسیومتر ابتدا کلاهک را به مدت چند ساعت داخل ظرف آبی قرار دهید تا کاملا اشباع شود سپس در حالی که کلاهک داخل آب قرار دارد لوله تانسیومتر را به کمپرسور هوا وصل کرده و بتدریج فشار هوا را افزایش دهید .
هنگامیکه فشار به ۸/۰ تا ۹/۰ اتمسفر رسید حبابهای هوا در داخل ظرف از کلاهک بیرون خواهند آمد . در این صورت تانسیومتر خوب کار خواهد کرد . چنانچه حباب هوا در فشار کمتر از ۸/۰ اتمسفر ظاهر شد آن تانسیومتر برای استفاده مناسب نخواهد بود .
برای استفاده از تانسیومتر با مته ای که قطر آن به اندازه قطر لوله تانسیومتر یا کمی کمتر از آن باشد چاهکی را تا عمق مورد نظر حفر کنید . قبل از گذاشتن تانسیومتر کمی خاک نرم و مرطوب در چاهک بریزید . حال تانسیومتر را داخل چاهک قرار دهید و اطمینان حاصل کنید که با لگد کردن اطراف آن خاک کاملا به کلاهک و لوله اطراف آن چسبیده و تماس داشته باشد . با خاک در اطراف تانسیومتر برآمده گی کوچکی بسازید تا از تجمع آب در اطراف لوله تانسیومتر و نفوذ عمودی آن در طول لوله تانسیومتر جلوگیری شود . چون در خاکهای شنی حدود ۸۰ درصد آب قابل استفاده در مکش ۸۵/۰- اتمسفر قرار دارد .
لذا تانسیومترها در خاکهای شنی بیشتر قابل استفاده است . برای ساختن تانسیومتر می توان به شرح زیر عمل نمود :
یا پلکسی گلاس به قطر ۱ سانتی متر انتخاب کرده و دو انتهای باز آن را با سوهان صاف کنیدpvc1.یک لوله ازجنس
در فاصله ۱۰ سانتی متری از انتهای بالای لوله سوراخی تعبیه کنید .۲
۳.در صورتی که خلاءسنج فلزی در اختیار باشد آن را به سوراخ تعبیه شده پیچ کرده و آب بندی نمایید . در غیر اینصورت یک لوله مسی به طول ۴ سانتی متر را که قطر خارجی آن کمی کوچکتر از قطر داخلی سوراخ تعبیه شده می باشد وارد سوراخ نموده و با چسب اطراف آن را محکم کنید . این لوله بعدا به فشارسنج جیوه ای یا فلزی متصل گردد .
۴.کوزه متخلخل سرامیکی با مخلوط کردن اجزاء زیر و سپس قالب ریزی در قالب مخصوصی که از گچ درست شده است ساخته می‌شود.
_ ۷۵% رس ایلیت
_ ۲۰% کوارتز
_ ۵% کربنات کلسیم
_ کمی سیلیکات سدیم و پروسلین
_ آب
پس از قالب کوزه را در مجاورت هوا قرارداده تا خشک شود و سپس در حرارت ۱۰۰۰ درجه آن را بپزید . ۵
کوزه را با چسب به لوله اصلی متصل کنید .۶
با درب بند لاستیکی انتهای بالایی لوله را مسدود کنید .۷
بلوک گچی
یکی دیگر از روشهای ساده برای اندازه گیری رطوبت خاک استفاده از قالب یا بلوکهای گچی است که به نام بلوکهای مقاومت نیز معروفند . برای ساختن بلوک گچی قالب مکعبی شکل به ابعاد ۵/۱*۳*۴ سانتی متر را تهیه کنید ، سپس دو قطعه تور سیمی از فولاد ضد زنگ به ابعاد ۲*۱ سانتی متر انتخاب کرده و به هر کدام یک سیم را لحیم کنید.
این صفحات را که الکترود می نامیم به فاصله کمی از هم به طور موازی در داخل قالب قرار دهید و با قاب یا بست پلاستیک آنها را محکم کنید . پس از آماده شدن قالب و الکترودها گچ دندان‌پزشکی را به نسبت ۱ به ۱ با آب مقطر به خوبی مخلوط کرده و آن را یک دفعه اما به آرامی داخل قالب بریزد . با ضربه زدن به قالب سعی کنید هوای محبوس شده را خارج کنید . پس از آن گچ به اندازه کافی سفت شده و می توان آن را از قالب خارج کرد.
بلوکها را حداقل به مدت یک شبانه‌روز در سایه خشک کنید آنگاه آنها را داخل آب قرار دهید تا به مدت ۵/۰ ساعت اشباع شوند و در همین وضعیت مقاومت دو سر الکترود را با دستگاه مقاومت سنج اندازه‌گیری کنید ، اگر عدد قرائت شده در بعضی از بلوکها از ۵ درصد متوسط قرائت ها تجاوز کرد از آنها استفاده نکنید . بلوکهای آماده شده را داخل خاک گلدان قرار داده و پس از آبیاری مقاومت را در زمان‌های مختلف اندازه‌گیری کرده و همزمان با برداشت نمونه رطوبت خاک را به دست آورید.
با رسم منحنی تغییرات مقاومت بلوک و درصد رطوبت خاک بلوکها واسنجی می‌شوند . حال اگر این بلوکها را در خاک نصب کنیم کافی است فقط مقاومت را اندازه‌گیری کرده و از روی این منحنی‌ها می‌توان درصد رطوبت خاک را به دست آورد . در هنگام آزمایش بلوکهای گچی پس از آنکه آنها را داخل آب قرار دادید تفاوت قرائت بلوکها نباید از ۵۰ اهم بیشتر باشد.
در اینصورت بلوکها یکنواخت نخواهد بود . اگر قرائت بلوکها در داخل آب همگی صفر باشند ایده آل است اما اگر قرائت ها اعدادی تا حدود ۴۰۰ اهم را نشان دهند باز هم می توان با اعمال ضریب اصلاحی از آنها استفاده کرد ولی اگر قرائت بلوک در آب بسیار زیاد بود حتما توصیه می شود که از آن استفاده نشود . در حد ظرفیت زراعی باید قرائت بلوک حدود ۵۰۰ تا ۶۰۰ و در حد پژمردگی ۵۰۰۰۰ تا ۷۵۰۰۰ اهم باشد . البته بلوک گچی باید قادر باشد تا مقاومت ۱۰۰۰۰۰۰ و ۲۰۰۰۰۰ اهم را هم اندازه گیری کند .
برای جلوگیری از پلاریزه شدن الکترودها و امکان بروز اشتباه در اندازه گیری رطوبت توصیه می شود از مقاومت سنجهایی استفاده شود که در آنها جریان برق مستقیم باطری به جریان متناوب تبدیل می شود . برای این منظور معمولا مقاومت سنج های ۱۰۰۰ سیکلی به کار برده می شود ، زیرا با انجام این کار از عمل قطبی شدن جلوگیری شده و در اندازه گیریها کمتر اشتباه بروز می کند. مهمترین مزیت بلوکهای گچی علاوه بر سرعت اندازه گیری درجه دقت آنها در رطوبت های کم است.
علاوه بر این بلوکها ارزان بوده نترونمتر در اندازه گیری رطوبت توسط دستگاه نوترون متر لازم است ابتدا دستگاه را واسنجی نمود . البته دستگاهها در کارخانه سازنده واسنجی می شوند ولی بهتر آن خواهد بود که با توجه به نوع خاک منطقه دستگاه را تنظیم نموده و رابطه بین درصد رطوبت و تعداد نبضهای اندازه گیری شده در هر دقیقه را به صورت منحنی یا معادله به دست آورد . برای این منظور در هر اندازه گیری ابتدا تعداد تپ‌های الکتریکی قرائت شده و سپس از منطقه کره تاثیر نمونه خاک را برداشت کرده و به روش جرمی رطوبت آن سنجیده می شود . پس از چندین اندازه گیری در رطوبت های مختلف امکان به دست آوردن معادله یا منحنی واسنجی وجود خواهد داشت . منحنی واسنجی دستگاه نوترون متر غالبا به شکل خط مستقیم است که معادله آن به صورت زیر است .
معمولا قرائت استاندارد در همان محل اندازه گیری و در وضعیتی که میله نوترون متر هنوز از داخل محفظه خود خارج نشده است به دست می آید . بدین ترتیب که با روشن کردن دستگاه و انجام شمارش در همان دوره زمانی استاندارد یک دقیقه صورت گرفته و عدد به دست آمده به عنوان شمارش استاندارد در نظر گرفته می شود . توصیه می شود قرائت استاندارد ، یک بار قبل از آزمایش و بار دیگر پس از آزمایش تعیین و میانگین آنها در محاسبات لحاظ شود . پس از به دست آوردن قرائت استاندارد میله از داخل دستگاه بیرون آورده شده و در داخل خاک در موقعیت مورد نظر ، شمارش نوترونی صورت می گیرد .
با توجه به آنچه گفته شد ملاحظه می شود که دستگاه نوترون متر از نظر سرعت کار بر سایر روش‌ها ارجحیت دارد ولی نباید از نظر دور داشت که گران بودن دستگاه خطرات احتمالی ناشی از نشت تابشهای رادیواکتیو از معایبی است که بر این روش گرفته می شود . از نظر حفاظتی میله دستگاه که چشمه رادیواکتیو در آن قرار دارد در وضعیت معمولی در داخل محفظه پر از پارافین قرار می گیرد و لذا خطرات نشت تابش از آن بسیار اندک است . البته این امر خود باعث سنگینی دستگاه می شود که یکی دیگر از معایب آن به شمار می رود .
دستگاه تابش گاما یکی دیگر از روشهای تابشی برای تعیین رطوبت خاک استفاده از دستگاههایی است که تابش گاما را به داخل خاک گسیل می دهد . اگر نمونه ای از خاک را انتخاب و از یک طرف تابش گاما وارد آن کنیم ، خاک باعث می شود که از شدت تابش کاسته شود . اگر در طرف دیگر نمونه شدت تابش را اندازه گیری کنیم ملاحظه خواهد شد که از مقدار آن کاسته شده است.
کاهش شدت تابش بستگی به دانسیته و رطوبت خاک و فاصله ای دارد که تابش در خاک طی می کند دارد و اگر دانسیته خاک ثابت باقی بماند می توان گفت که تغییرات شدت تابش بستگی به رطوبت خاک دارد . از مزایای روش رطوبت سنجی با تابش گاما این است که بر خلاف روش نوترونی که در آن متوسط رطوبت خاک در حجم کره ای به شعاع تقریبی ۲۰ سانتی متر اندازه گیری می شد ، با این روش می‌توان رطوبت را در هر مقطعی از خاک تعیین کرد . البته این روش بیشتر در کارهای تحقیقاتی استفاده شده و کاربرد آن در کارهای صحرایی کم است .
در روش رطوبت سنجی گاما معمولا از یک چشمه رادیواکتیو ۲۵ میلی کوری سزیوم ۱۳۷ استفاده می شود که انرژی آن کم و در حدود ۶۶۱/۰ میلیون الکترون ولت است . چشمه رادیواکتیو در داخل محفظه سربی قرار گرفته است تا در حالت عادی خطرات ناشی از آن به حداقل برسد . پس از آنکه تابشهای تولید شده توسط چشمه از داخل خاک عبور کرد در طرف دیگر به وسیله حساس تابشهای مستهلک شده را دریافت و ثبت می نماید.
اندازه گیری رطوبت خاک با دستگاه TDR
در میان روش های متداول اندازه گیری رطوبت خاک از جمله روش وزنی، تانسیومتری، مقاومت با استفاده از مکعب‌های گچی و روش پخش نوترون، استفاده از فناوری دستگاه بازتاب زمانی امواج، روشی نسبًتا جدید، ساده و کاربردی در اندازه گیری رطوبت خاک است . تکرارپذیری، سرعت و دقت نسبتاً زیاد، اندازه گیری رطوبت در اعماق مختلف خاک، بی‌ضرر بودن کاربرد آن در مقایسه با روش نوترونمتر و امکان اندازه گیری شوری خاک از جمله مهمترین مزایای کاربرد این روش است .
اساس روش TDR تغییرات ملموس در ثابت دی الکتریک خاک بر اثر تغییر میزان آب موجود در آن است . اصول کار دستگاه نیز مبتنی بر اندازه گیری مدت زمانی است که طول میکشد تا یک پالس الکترومغناطیسی از یک موج بر یا حسگر که در زمین وارد شده‌است، عبور نماید . این دستگاه علائمی را ایجاد و آن را در طول میلههای موازی منتشر می‌نماید . علائم از میان توده خاک واقع در بین میلههای حسگر عبور کرده و از انتهای میله‌ها به گیرنده دستگاه برگشت می‌کند . دستگاه فاصله زمانی بین ارسال و برگشت پالس را اندازه‌گیری می‌کند.
به ازای طول ثابت میله، فاصله زمانی بین رفت‌وبرگشت علائم با سرعت انتشار علائم در خاک نسبت عکس دارد . از طرف دیگر، سرعت انتشار علائم نیز با مقدار ثابت دی‌الکتریک خاک که تابعی از رطوبت است، نسبت عکس دارد . در رابطه با ساخت حسگرها و ارزیابی عملکرد آنها در برآورد رطوبت خاک تحقیقات محدودی در داخل کشور انجام شده‌است.
مطالعات انجام شده توسط ستوده نیا و همکاران (۱۳۸۰) در رابطه با مقایسه لوله های PVC و TECHANAT در رطوبت سنجی توسط دستگاه TDR با هدف جایگزینی آنها و تأثیر این جایگزینی بر میزان دقت رطوبت سنجی توسط دستگاه TDR ، حاکی از همبستگی بین داده‌های حاصل از دو روش بوده است . نتایج اندازه‌گیری رطوبت خاک در لوله‌های TECHANAT و PVC و نمونه‌گیری حجمی دست نخورده برای دو نوع خاک با بافت لوم رسی سیلتی و لوم سیلتی، هر کدام با دو تکرار در عمق‌های ۱۳۰ و ۹۰ سانتی‌متر در لایه‌های متوالی به ضخامت ۲۰ سانتی‌متر، ضریب تعیین را برای لوله‌های TECHANAT برابر ۰/۸ و برای لوله‌های PVC برابر ۰/۷۵ نشان داد .
اندازه گیری رطوبت خاک با دستگاه (TDRمدل دلتا تی):
یک دستگاه TDR از یک قسمت مرکزی گیرنده و یک سنسور میلهای تشکیل شده‌است . برای اندازه‌گیری رطوبت خاک میلههای سنسور در داخل پروفیل و ترجیحا به تفکیک افقها قرار می‌گیرد. سنسور معمولا از ۴ یا ۵ میله مسی یا فلزی مشابه و هم‌اندازه تشکیل شده‌است که بصورت دایره یا کنار یکدیگر قرارگرفته است. اساس کار دستگاه TDR بر این اصل استوار است که دستگاه گیرنده علایمی را به داخل سنسور میله‌ها ارسال کرده که از میلههای اصلی ( که معمولا میله وسطی است ) این علایم خارج شده و توسط میلههای کناری دریافت می‌شوند.
هنگامی که سنسور در داخل خاک قراردارد و بین میله‌ها را خاک فرا می‌گیرد بسته به میزان رطوبت خاک، زمان عبور موج الکترومغناطیس تغییر می‌کند و دستگاه برحسب واحدهای مختلف ( بسته به تنظیم دستگاه بر روی کدام واحد ) که معمولا میلی‌ولت، درصد رطوبت و یا مجموع هر دو است میزان رطوبت را مستقیما قرائت می‌کند.
دستگاه تی دی آر و سنسور آن در حال استفاده
در هنگام استفاده از دستگاه مذکور باید موارد زیر را رعایت کرد:
۱- در خاکهای سخت قبل از فرو کردن سنسور در خاک با استفاده از میلههای هم‌اندازه سنسور اقدام به ایجاد سوراخ در نیمرخ خاک کرده تا سنسور به راحتی داخل خاک شود.
۲- تمام سطح میله‌ها را خاک فرا بگیرد زیرا اگر قسمتی از میله‌ها با هوا در تماس باشد دستگاه به اشتباه رطوبت هوا را برای آن قسمت قرائت می‌کند.
۳- میلههای سنسور با زاویه ۲۰درجه داخل خاک فرو برده شوند.
۴- در خاکهای سنگریزه‌دار به‌علت عدم امکان فرو بردن سنسور می‌توان قسمتی از خاک را خارج کرده و سپس سنسور را داخل خاک فرو برده و اندازه‌گیری خاک را انجام داد.
۵- برای یک افق حداقل ۳ بار اندازه‌گیری و معدل‌گیری شود.
معمولا برای خاکهای مرتعی اندازه‌گیری رطوبت خاک بعد از ۲۴ ساعت پس از بارندگی نشان‌دهنده میزان آب قابل دسترس برای گیاهان است.
همچنین جالب است بدانید که برخی از سیستم‌های سیستم آبیاری هوشمند یا همان آبیاری اتوماتیک دارای سنسور رطوبت خاک هستند.
