148485. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés a talaj nedvességtartalmának és/vagy porozitásának mérésére elektromos módszerrel

2 148.485 vességtartalom nem fejezi ki, inert a nagyobb térfogatsúlyú, tehát tömörebb talajban a térfogategységben több a talaj szárazanyaga, s így ennek százalékában kifejezett vízmennyisége is. Mint ismeretes, a talaj nedvességtartalma térfogatszázalékban is kifejezhető; ez utóbbit a súlyszázalékban kifejezett értékeik a -térfogatsúllyal (Ts) történő szorzata adja. A találmány szerinti eljárásnál a talaj nedvességtartalmát az eddigi kísérletektől eltérően térfogatszázalékban kívánjuk mérni. Adott felületű és egymástól adott távolságiban levő két szondaelektróda között a talaj elektromos vezetőképessége annál nagyobb, minél nagyobb részét tölti ki az elektródák közötti térnek a víz. Ugyanez vonatkozik a víznek kapacitásmódosító hatására is, ha két fegyverzetként kiképzett szondaclcktróda között kapacitást mérünk. A találmány szerinti eljárással a talaj- nedvességtartalma kétféleképpen mérhető: egyrészt a talaj vezetőképességének, másrészt a talaj kapaeitásmódosító hatásának változása alapján. E két mérési módnak a készülék gyakorlati használhatóságának kiterjesztése szempontjából van jelentősége. Ha a talaj nedvességtartalmát vezetőképességméréssel kívánjuk meghatározni, a vezetőképességet a térfogategységben levő vízmennyiségen kívül a vízben oldott sók mennyisége és minősége, valamint az aktív talajrészecskék felületén adszorpciósan megkötött víz mennyisége is befolyásolja. Végzett kísérleteink alapján megállapítottuk, hogy a különböző talajokban különböző nedvességtartalom . mellett végzett mérések alapján a vezetőképesség és nedvességtartalom közötti összefüggést ábrázoló görbék a gyakorlatban előforduló nedvességek határain belül, azaz a légszáraz és a talaj természetes vízkapacitása -között, párhuzamosan futnak és a különböző talajoknál a két szélen elhelyezkedő görbék között állandónak vehető, 8—10% eltérés .mutatkozik. Egyébként a térfogategységben a vezetőképesség értékké gyakorlatilag kizárólag a víz mennyiségéitől függ. Ha tehát az eddigi próbálkozásoknál szokásos súlys-zázalékois mérésről áttérünk a térfogategységben levő nedvességtartalomnak ún. térfogatszázalékos mérésére, ez esetben meg tudjuk valósítani, hogy kisebb pontosságú méréseknél, amilyenek például olyan kérdések eldöntésénél, hogy szükséges-e már az öntözés, vagy nem, vagy nincs-e túlságosan kiszáradva a talaj, stb. megelégszünk a közvetlenül elérhető pontossággal és erre a célra eltekintünk a 8—10%-os maximális hibától. Ilyen módon megfelelően kialakított berendezéssel a 'műszer skáláját közvetlenül nedvességtérfogatszázalékra 'kalibráljuk és az értéket közvetlenül leolvashatjuk. Ha ennél pontosabb értékre van szükségünk, úgy az egyes talajféleségeknél az említett maximálisan 8—10%-os korrekciós értéket is figyelembe vesszük és ennek módosításával most már pontos, tudományos megfigyelések céljára is alkalmas talajnedvességméréseket is végezhetünk. A talajnedvességet korlátozott pontossággal kapacitáeméréssel is meghatározhatjuk, ugyancsaktérfogatszázalékban, körülbelül az előzőhöz hasonló pontossággal. Ennek oka azonban nem azonos az előbbiek szerinti mérésnél levő és a talaj minőségével összefüggő korrekcióval. Kapacitásmérésnél az elvi kiinduló alap lényege az, hogy a víz dielektromos állandója 80, a talajé a minőségtől függően 5—7, a levegőé pedig 1. Amint ebből látható, a levegő és talaj dielektromos állandója lényegesen kisebb befolyást gyakorol az eredő dielektromos állandóra, mint a víz dielektromos állandója. így tehát ugyancsak térfogatszázalékra kalibrált műszeren két fegyverzetként ki^ képzett elektródával, amelyek közül legalább az egyik el -van szigetelve a talajtól kapacitásmér-ést hajtunk végre, és az így kapott értékből a térfogatszázalékos nedvességtartalomra kalibrált 'műszerskálán vagy görbéken, amelyek a kapacitás és nedvesség térfogatszázaléka közötti összefüggést adják meg, közvetlenül megállapíthatjuk a nedvességtartalmat. Természetesen ez utóbbi esetben tulajdonképpen kapacitasmerés történik és lénye- gében a pontos kapacitásértéket határozzuk meg. A fentiekben vázolt két eljárás megfelelő kombinálásával rendkívül könnyen és gyorsan tudjuk elvégezni a talaj porozitásának mérését anélkül, hogy a talajból a korábbiakban vázolt mintákat kellene venni. A talaj háramfázisú rendszer, amelyben szilárd- (talaj), cseppfolyós (víz) és gáz (levegő) -halmazállapotú anyag van. E három anyag dielektromos állandója egymástól eltérő és mint már említettük, ezek nagysága egymásután 5—7, 80, illetőleg 1. Ha a fegyverzetek közötti háromfázisú anyag egyik fázisának dielektromos állandóját és mennyiségét ismerjük, a másik kettő együttes kapacitása a három fázis együtt mért kapacitásából ^számítható. Amennyiben a vízmennyiséget előzetes mérésekkel meghatározzuk és így az összkapacitásbói, azaz kapacitásmódosító hatásából a ráeső rész az -előzetesen mért térfoga ts-zázalékos nedvességtartalom alapján ismert és így számításba vehető. A maradék, kapacitás érték most már a fegyverzetek között levő talaj térfogatsúlyának függvénye, s így belőle a térfogatsúly megállapítható. A térfogatsúly ismeretében a. talaj porozitása és ebből az adott pillanatban levő levegőtartalma számítható. L % = P —• térf. %-os nedv. tartalom, ahol L a levegőtartalom térfogatszázalékban, és P a porozitás. . Fenti elvi megállapítások eljárást tesznek lehetővé, amellyel a talaj térfogatszázalékban kifejezett nedvességtartalma, valaimint porozitása gyorsan a helyszínen meghatározható. Az így nyert térfogatszázalékos értékek a mezőgazdasági gyakorlatban — legyen az száraz vagy öntözéses gazdálkodás — sokkal reálisabban is értékelhetők, mert csak így kapunk felvilágosítást' a növényzet rendelkezésére álló vízkészlet nagyságáról. Természetesen a kapott értékök alapján szükség esetén súlyszázalékos átszámítás is minden további nélkül elvégezhető. A fentiek alapján*- a találmány tárgya tehát eljárás a talaj nedvességtartalmának és/vagy porozitásának meghatározására elektromos módszerrel magában a szelvényben, a talaj természetes állapotában, és úgy járunk el, hogy a talajban elhelyezett szondaelektródák között mérjük a talaj • elektromos Q

vezetőképességét és/vagy kapacitását (ill. dielektromos állandóját) és a talaj nedvességtartalmát a mérőműszer-kitérésből térfogatszáza-