محتوای آب و پتانسیل آب خاک
محتوای آب خاک میزان آبی را که خاک در خود نگه میدارد اندازهگیری میکند، در حالی که پتانسیل آب خاک وضعیت انرژی آن آب را اندازهگیری میکند و در مجموع هم کمیت و هم دسترسیپذیری آب در خاک را توصیف میکند.
Definition
محتوای آب خاک مقدار آب موجود در خاک است که به صورت کسر جرمی یا حجمی بیان میشود؛ پتانسیل آب خاک انرژی پتانسیل آن آب در واحد کمیت نسبت به آب آزاد است که در خاک غیر اشباع عمدتاً تحت تأثیر پتانسیل ماتریک ناشی از نیروهای مویینگی و جذب سطحی قرار دارد.
Scope
این موضوع شامل محتوای حجمی و وزنی آب، اجزای پتانسیل آب خاک (ماتریک، گرانشی و اسمزی)، منحنی نگهداری آب خاک، و نقاط مرجع زراعی ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی دائم، و آب قابل دسترس گیاه میشود. این موضوع تفاوت بین میزان آب موجود و میزان نگهداری آن را مشخص میکند.
Core questions
- محتوای آب خاک چگونه اندازهگیری و بیان میشود؟
- اجزای پتانسیل آب خاک کدامند؟
- منحنی نگهداری آب چه چیزی را به هم مرتبط میکند و چرا در خاکهای مختلف متفاوت است؟
- ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی و آب قابل دسترس گیاه به چه معنا هستند؟
Key concepts
- محتوای حجمی و وزنی آب
- پتانسیل ماتریک، گرانشی و اسمزی
- منحنی نگهداری آب
- ظرفیت زراعی
- نقطه پژمردگی دائم
- آب قابل دسترس گیاه
Key theories
- مفهوم پتانسیل آب خاک
- وضعیت انرژی آب خاک مجموع پتانسیلهای ماتریک، گرانشی و اسمزی است؛ آب از پتانسیل کل بالاتر به پتانسیل کل پایینتر جریان مییابد، و دسترسیپذیری گیاه با منفیتر شدن پتانسیل ماتریک کاهش مییابد.
- منحنی نگهداری (مشخصه) آب
- رابطه بین محتوای آب و پتانسیل ماتریک، که توسط توزیع اندازه منافذ کنترل میشود، میزان آبی را که یک خاک در یک انرژی معین نگه میدارد تعریف میکند و زیربنای ظرفیت زراعی، نقطه پژمردگی و ظرفیت آب قابل دسترس است.
Mechanisms
آب در خاک توسط نیروهای مویینگی در منافذ و توسط جذب سطحی بر روی سطوح ذرات نگه داشته میشود که هر دو در خاکهای با منافذ ریز و بافت ریز قویتر هستند. با خشک شدن خاک، آب تنها در منافذ به تدریج کوچکتر و لایههای نازکتر باقی میماند، بنابراین پتانسیل ماتریک منفیتر میشود و آب باقیمانده محکمتر نگه داشته میشود. ظرفیت زراعی محتوای آب پس از زهکشی آزاد است، نقطه پژمردگی محتوای آبی است که کمتر از آن گیاهان نمیتوانند آب را استخراج کنند، و تفاوت بین این دو، آب قابل دسترس گیاه است.
Clinical relevance
دانستن محتوای آب و پتانسیل آن به کشاورزان امکان میدهد تا آبیاری را برنامهریزی کنند، تخمین بزنند که یک محصول چقدر میتواند بین دو آبیاری دوام بیاورد، و هم از تنش خشکی و هم از غرقاب شدن جلوگیری کنند؛ همین مفاهیم راهنمای طراحی زهکشی و تفسیر حسگرهای رطوبت خاک هستند.
History
باکینگهام (Buckingham) پتانسیل مویینگی آب خاک را در سال 1907 معرفی کرد، و کارهای بعدی منحنی نگهداری آب و مفاهیم ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی را رسمی کردند و مبنای کمی برای توصیف رطوبت خاک در زراعت و فیزیک خاک فراهم آوردند.
Key figures
- Daniel Hillel
- Edgar Buckingham
- Lorenzo A. Richards
Related topics
Seminal works
- hillel1998
- brady2016
Frequently asked questions
- تفاوت بین ظرفیت زراعی و نقطه پژمردگی چیست؟
- ظرفیت زراعی آبی است که خاک پس از زهکشی بزرگترین منافذ توسط گرانش نگه میدارد، که حد بالایی آب ذخیره شده به راحتی است، در حالی که نقطه پژمردگی دائم حد خشکتری است که در آن آب باقیمانده آنقدر محکم نگه داشته میشود که گیاهان نمیتوانند آن را استخراج کنند؛ آب بین این دو، آب قابل دسترس گیاه است.
- آیا ممکن است خاکی آب فراوان داشته باشد اما همچنان گیاهان را تحت تنش قرار دهد؟
- بله. اگر آب در پتانسیل بسیار منفی نگه داشته شود، مانند خاکهای رسی خشک یا شور، گیاهان ممکن است نتوانند آن را استخراج کنند، با وجود محتوای آب قابل اندازهگیری، زیرا دسترسیپذیری به وضعیت انرژی آب بستگی دارد، نه فقط به مقدار آن.