Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)
6. szám - Dr. Szalai György–Dr. Varga Sándor: A talajnedvesség mérésről (Hozzászól: Dr. SágiKároly és dr. Szabó László)
230 Hidrológiai Közlöny 1972. 6. sz. Dr. Szalai Gy.—dr. Varga S.: A talajnedvesség mérésről típusú műszerekkel végzett laboratóriumi méréseknél. Csak nagyon kevésszámú pontos adatunk van azonban arra vonatkozóan, hogyan viselkednek a nedvességmérők heterogén környezetben, azaz szabadföldi viszonyok között [16]. A mérési elv abban áll, bogy a vizsgálandó talajba állandó számú gyors neutront bocsátunk be, melyek a termikus neutron állapotig lelassulnak a különböző atommagokkal való folyamatos ütközések következtében. A lelassulás annál jelentősebb, minél kisebb a különbség az összeütköző atommag és neutron tömege között, tehát a hidrogénnek van a legnagyobb „lassulási koefficiense". Ez az oka, hogy mivel a talaj víztartalma a legfőbb forrása a hidrogénnek, a termikus neutronok sűrűsége gyakorlatilag a talaj nedvességtartalmának függvénye. A termikus neutronok 95°/ ( )-a egy gömbben (az ún. hatásgömbben) oszlik szét, amelynek térfogata fordítottan arányos a talaj térfogategységében foglalt vízmolekulák számával, vagyis a térfogatszázalékban kifejezett nedvességtartalommal. Valamennyi berendezéstípus egy szondából (amely magában foglalja a neutronforrást) és egy termikus neutron detektorból áll, amely utóbbi a termikusok neutronok sűrűségét méri. Ezt közvetítő kábel köti össze egy számlálóval, ami az impulzusszámot regisztrálja. A berendezésnek szabadföldi mérésekhez történő hitelesítéséhez az egyéb eljárásoknál szokásos szárítószekrényes módszer nem alkalmas, mivel a) a nedvességmérő a különböző anyagok felépítésében résztvevő hidrogén víz-egyenértékét (agyagásványok kristályvize, organikus anyagok biológiailag kötött vize, stb.) nem választja külön a 105 °C-on történő szárítással meghatározott nedvességtől és b) a mérésnél érintett talajtérfogat a többi mérési módszerhez képest lényegesen nagyobb. A különleges eljárást igénylő hitelesítés pontossága általános esetben i 2%. Egyszerű használatán kívül e műszertípus legfontosabb előnyei közé tartozik, hogy újra és újra azonos helyen végezhető a mérés, meghatározott szelvényben, ami lehetővé teszi a talajban levő víz dinamikájának pontos tanulmánoyzását. Maga a „hatástömb" két következménnyel jár: a) lehetetlen meghatározni a talaj felső rétegeinek nedvességtartalmát. A mérést az eltűrhető hibától függő mélységben kell kezdeni. Ez mezőgazdasági vízgazdálkodási feladatoknál kb. 20 cm kezdő mélységet jelent, b) a műszer csupán egy talajtömb közepes nedvességtartalmát méri. Ez utóbbi következmény egyébként csökkenti a talaj heterogenitásából adódó különleges hibalehetőségeket. 3.4. A talaj elektromos ellenállásának mérésén alapuló módszer Ez a módszer a mért érték gyors megállapításával és rendkívülien nagy mérési tartománnyal tűnik ki, amelyből nagyfokú érzékenység várható. Az irodalmi közlések, de ezekkel egybehangzó saját tapasztalataink szerint is, a talajnedvesség-mérés műszeres megoldásai közül ez a módszer szolgáltatja a legegyszerűbben hozzáférhető, leghasználhatóbb eredményeket. E kétségkívül lényeges előnyök mellett a módszerrel kapcsolatosan mindig fellépő technikai nehézségekről, valamint ezek kiküszöbölésének módjáról, illetve lehetőségeiről is szólnunk kell. Ezek a következők: a) A talajba behelyezett két fémelektróda között mérhető ellenállásnak, mint a víztartalom jellemzőjének meghatározására világszerte igen elterjedten valamilyen híd kapcsolást alkalmaznak (Wheatstone, Thomson, Wien stb.). A hidat tápláló áramforrásként csak váltóáram jöhet szóba (polarizáció!), a leggyakrabban 2—3 kjfz-es hangfrekvencia. Kézenfekvő az igény, hogy a vizsgált talajnak a holtvízhez (HV) közeli nedvességállapotától a természetes vízkapacitás (VK) állapotáig terjedő szakaszát kísérhessük figyelemmel. A mérhető ohm értékek természetesen alapvetően a talajba helyezett mérőelektródák egymástól való távolságától, valamint az elektródák felületnagyságától függenek. E távolságot és felületet konstansnak véve, a különböző nedvességtartalmak hatására mérhető ellenállásértékek változása (a két határ, a VK és HV között) oly széles skálájú, hogy a fentebb említett hídkapcsolások alkalmazása során csak méréshatár átkapcsolással, két vagy három méréshatárban mérhetők. Ez természetesen a műszer kezelését bonyolulttá teszi. b) Hasonlóképpen állandó jellegű probléma, hogy a vezetőképesség (ill. ellenállás) a nedvességen kívül függ a hőmérséklettől és különösen sós talajoknál a talajoldat töménységétől. A sóhatás kiszűrése állandó vizsgálat tárgya, a hőmérséklet függéssel kapcsolatosan az a szokásos gyakorlat, hogy a kalibrálás során mért ohmértékeket standard hőmérsékletre számítják át (Európában 15, ill. 20 °C-ra). c) A vezetőképesség függ ezen kívül a talaj pórust ér fogatától is, mely, különösen a felső rétegekben, a tenyészidő során is változhat, miáltal a kalibrálási görbék módosítására lehet szükség. d) A műszerrel kapcsolatos további kényelmetlenség, hogy a kalibrációs görbe előállítása után, a mért és korrigált ohmértékeknek megfelelő nedvességtartalmat ez utóbbiról kell leolvasni. e) A módszer egyik legfontosabb feltétele: a mérőelektródáknak a talajjal való, időben állandó, szoros érintkezése. Ami a külső fizikai módosító hatásokat illeti, ezek közül a sóhatás a leglényegesebb. Laboratóriumi körülmények között többen vizsgálták, hogy milyen mértékben változtatják meg a kalibrálási állandókat a pótlólagosan hozzáadott só, illetve trágyaadagok homoktalajon (2. ábra és 1. táblázat). Ha a talajban az 1. táblázatban feltüntetett nagyságrend szerint a sótartalomban helyi vagy időbeli ingadozások lépnek fel, a talajnedvességnek az elektromos ellenállás mérése útján történő megállapításakor olyan hibák adódhatnak, amelyek a nedvességállapotnak megfelelően i 0,5 és több, mint + 10 súly% között vannak. A hiba a talaj nedvességtartalmával és a talajoldat töménységével nő.
