188363. lajstromszámú szabadalom • Eljárás talajnedvesség helyszini méréséhez
1 188 363, 2 A találmány tárgya eljárás talajnedvesség helyszíni méréséhez, ahol ismert átlagfajsúlyú talajból vett minta egységnyi mennyiségét térfogatra kalibrált mérőedénybe helyezzük. Ismeretes, hogy a talaj pillanatnyi nedvességállapotának mérése a talaj nedvességforgalmának ismerete a hatékony mezőgazdasági termelés előfeltétele, hiszen csak optimális növényi vízellátás esetén várható a többi termelési tényező (így pl. a műtrágyázás) kalkulált, megfelelő hozamnövelő hatása. A talaj mindenkori nedvességtartalmának ismerete, tehát a növénytermesztés, a meliorizáció és a mezőgazdasági vízgazdálkodás egyik alapparamétere gyanánt vehető figyelembe. A talajnedvesség méréséhez számos eljárást fejlesztettek ki, amelyeknek több-kevesebb hiányosságuk van. A technika állása szerinti fontosabb ismert megoldások a következők. A talajnedvességet talajmintavétellel, szárítószekrényben határozzák meg. Hiányossága, hogy csupán laboratóriumban használhatják, és a talajminta vételt követően két nap múlva állapítható meg a mérés eredménye. Mérik továbbá a talajnedvességet a talaj elektromos vezetőképességének meghatározása útján. Hiányossága, hogy a talaj sótartalma és fizikai jellemzői a mért talajnedvességi értéket számottevően torzíthatják, továbbá az, hogy a méréshez előzetes kalibráció szükséges. Az ún. tenzióméteres talajnedvességmérésnél a talaj nedvességpotenciáljával arányos mennyiséget határoznak meg. Hiányossága, hogy csupán a talaj úgynevezett alacsony tenziótartományában (a szántóföldi vízkapacitás mértékéig) használható. A neutronszóródásos nedvességmérésnél a mérési eredményt a kis atomsúlyú elemek jelenléte, a talaj szerkezete jelentősen befolyásolja. Az eljárás további hiányossága, hogy telepítését radioaktív sugárvédelmi előírások betartásával oldhatják meg és előzetes kalibráció szükséges hozzá. A Y-sugár abszorpciós eljárás hiányossága, hogy a talaj szerkezete, sűrűsége nagymértékben befolyásolja a mérési eredményeket, továbbá az, hogy az eljáráshoz előzetes kalibráció szükséges. A kapacitív talajnedvességmérésnél a mérési eredményeket a talaj anyagi minősége, hőmérséklete, sótartalma jelentősen befolyásolja, továbbá a mérést előzetes kalibrációval végzik. A száraz és nedves talaj fajsúlyának mérésén alapul az a laboratóriumban végezhető eljárás, amelyet a „Rukovodsztva k laboratomo prakticseszkim zanjatíjam pö zemledeliju” c. 1951-ben megjelent kiadványban ismertetnek. A fajsúly meghatározását piknométerrel végzik. A talajmintát a légzárványoktól forralással, vagy vákuum ekszikátoros kezeléssel mentesítik. A talajmintát laboratóriumi szárítószekrényben szárítják, terepen nem alkalmazható az eljárás. Valamennyi hivatkozott eljárást jelentős munka- és költségráfordítás révén alkalmazhatják és a mérési eredményt általában napok múltán regisztrálhatják. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz a talajnedvesség helyszíni méréséhez alkalmazott eljárás tökéletesítése, amelyet lényegesen jobb hatásfok jellemez, mint az ismert megoldásokat. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat megoldódik, ha a talajnedvesség mérését helyszíni, szabadföldi körülmények között a talajminta szabad (vízmentes) pórusterét megállapítva határozzuk meg. A kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett helyszíni talajnedvesség mérési eljárásnál úgy oldottuk meg a találmány szerint, hogy a mintát tartalmazó mérőedényt kalibrált folyadékadagolóból vízzel folyamatosan feltöltve a talajmintát keveréssel pépesre dolgozzuk, légbuborékokat eltávolítjuk és a talajminta nedvességét a feltöltésnél hozzáadott víz térfogatát mérve állapítjuk meg. Célszerű az olyan foganatosítási mód, hogy a talajminta nedvességét mérési táblázatokkal határozzuk meg. A találmány szerinti eljárást a továbbiakban foganatosítási példa segítségével a jobb megértés céljából rajzzal (1. ábra) szemléltetve ismertetjük. A talajból talajmintavevővel kivett mintát a mérlegen meghatározott súlyra (100 g) bemérjük és a 3 mérőedénybe helyezzük. Az előzőleg vizzel feltöltött 1, 2 folyadékadagolóból a talajmintát tartalmazó 3 mérőedényt vízzel folyamatosan, mintegy feléig feltöltve a talajmintát keveréssel pépesre dolgozzuk és a légbuborékokat eltávolítjuk. Amint a talajmintát buborékmentesítettük (a „buborékgyöngyözés” megszűnt), az osztott kivitelű szélesszájú 3 mérőedényre a felfelé szűkülő keresztmetszetű, harangalakú, a mérőedényben jól záródó, szintjelzéssel ellátott, felül nyitott felsőrészt ráhelyezzük. Az 1, 2 folyadékadagolóból annyi vizet engedünk a 3 mérőedénybe, hogy a 3 mérőedény felső részének szintjelzését elérjük. Az 1, 2 folyadékadagoló beosztásán leolvassuk a feltöltésnél fogyott víz mennyiségét. A folyadékadagoló térfogatbeosztásán leolvasott vizszint (egyetlen független változó) függvényében a berendezéshez mellékelt kalibrációs görbe alapján a talajnedvességet közvetlenül megállapíthatjuk. A talajminta nedvességtartalmát az alábbi összefüggéssel számíthatjuk ki: Y-<KA-(C-X)E-1)IO(l-ah01 Y = a talajminta súlyszázalékos nedvességtartalma, A=a talajminta súlya (g), meghatározott menynyisége 100 g C=a mérőedény térfogata (cm3), ismert E = a víz fajsúlya (20 °C-on 0,998 g/cm3) X = a talajmintát tartalmazó 3 mérőedény feltöltéséhez szükséges víz térfogata (cm3) A találmány szerinti mérési eljárásnál figyelembe vettük azt, hogy nagyszámú reprezentatív talajminta-anyag fajsúlyának meghatározásából jó közelítéssel becsülhető a talaj fajsúlyának átlagértéke. Az 1. sz. táblázatban egyetlen átlagos talajfajsúlyt feltételezve tüntettük fel a talajnedvesség-értékekben megjelenő hiba nagyságát. A víz fajsúlyát szintén állandónak vettük, minthogy annak hőfokfüggése elhanyagolható. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
