نمونه برداری خاک

نمونه برداری خاک:

هدف:تجزيه وشناخت خاک و در نتيجه مورد استفاده قرار دادن آن است

1.تقسيم بندی زمين:بر اساس نوع زمين ونوع گياه وشيب يا مسطح بودن

2.نمونه برداری:

روشهای نمونه برداری:

الف: روش محور مختصات      ب: روش شبکه بندی     

ج: روش چند ضلعی:چند ضلعی نا مشخص را در نظر گرفته ومحل تلاقی را علامت می زنيم 

د: روش زيگزاگی:

براس گياهان زراعی وصيفی(گل وگياه) از عمقcm 30-0  نمونه برداری می کنيم ولی برای درختان از عمق   cm120-0  نمونه برداری می کنيم.

تعداد نمونه ها در 3-1 هکتار برابر با 25-20  نمونه بايد باشد (هر نمونه kg 5/1-1 )

انواع نمونه: ساده ,مرکب ,دست نخورده ,دست خورده

25-20 نمونه را با هم مخلوط کرده وسپس به ميزان   kg  5/1 -1  نمونه برداشته

نمونه ساده:اگر هر يک از نمونه های  برداشت شده جداگانه  مورد تجزيه قرار دهیم به آن نمونه ساده گویند

نمونه مرکب:اگر تعدادی  نمونه ساده را مخلوط کرده ویک نمونه برداريم به آن نمونه مرکب گويند

نمونه دست نخورده: اگر نمونه حالت وساختارطبيعی خاک را برای ما حفظ کند

نمونه دست خورده: اگر نمونه حالت وساختارطبيعی خاک را برای ما حفظ نکند

زمان نمونه برداری: موقعی که خاک ما رطوبت گاورو را داشته باشد يا رطوبت ظرفيت زراعی مزرعه باشد معمولاًنمونه ها را در پاييز بعد ازبرداشت محصول ودر بهار قبل از کاشت انجام می دهند.

وسايل نمونه برداری: بيل و بيلچه(برای نمونه دست خورده)استوانه های نمونه برداری، سوند يا       ا وگر Augerيا آ لر(نمونه دست نخورده،عمق نمونه برداری بيشتر)

روش کار:       

ابتدا استوانه را بر روی خاک قرار مي دهيم وبا پتک پلاستيکی به آن ضربه وارد مي کنيم وبه درون زمين می رود سپس در پوش را قرار مي دهيم وکناره های ظرف را خالی مي کنيم بيلچه را در زير استوانه قرار می دهيم ودست خود را روی در پوش قرار می دهيم وظرف را بر می گردانيم هر نمونه ای که از سر زمين بر مي داريم داخل کيسه های پلاستيکی ريخته ومشخصات کامل محل، زمان جمع آوری،عمق نمونه برداری ونام شخص نمونه بردار را در يک کارت تشريح می نويسيم ودر داخل نايلون قرار می دهيم وسپس در آزمايشگاه در سينی های پلاستيکی ريخته ودر جای خشک بدور از نور خورشيد خشک قرارمی دهيم (به دليل اينکه نور ميکرارگانيسم را از بين می برد وبعضی فعاليتهای فيزيکی وشيميايی روی خاک انجام می گيرد)

بعد از خشک شدن با خودکار پلاستيکی پودر کرده واز الک mm2 عبور می دهيم. در خاکشناسی ما به ذرات کوچکتر از mm 2، خاک می گوييم وآزمايشها را در ظرفهای mm 2 انجام می دهيم.

بعد نمونه ها را درون ظروف چوبی يا پلاستيکی قرار می دهيم ودرش را می بنديم ودر جای خشک وتاريک وبدور از آفتاب نگهداری می کنيم.اگراين نمونه ها برای تجزيه های شيميايي وفيزيکی باشد حداکثر برای يک تا دو سال می توانيم نگه داريم اما برای تجزيه های بيولوژيکی باشد ما بایستی داخل يخچال در دمای c4حداکثر به مدت 6 ماه نگه داری کنيم  نتايج حاصل در مورد جمعيت درست نخواهد بود.

تعيين بافت خاک بروش لمسی: بافت خاک يکی از خصوصيات فيزيکی خاک می باشد همچنين از خصوصيات ثابت است و کم تغييرپذير است.

عواملی که تحت تاثير بافت خاک می باشند: نفوذ پذيری ، زه کشی ، تهويه، سله بندی خاک و.....

بافت خاک: فراوانی نسبی ذرات رس، شن، سيلت است.   شن mm 05/0» x> 2                سيلت mm 002/0>x » 05/0         رس mm 002/0 x <        کلوئيد  mm 0002/0

 

 

x

هر چه ميزان شن بيشتر ، نفوذپذيری بيشتر، زه کشی بيشتر، تهویه بيشتر، مواد غذايي کمتر خواهد بود

هر چه ميزان رس بيشتر ، نفوذپذيری کمتر، زه کشی کمتر، تهويه کمتر، مواد غذايي بيشتر خواهد بود   

مخلوطی از رس وشن برای خاک مناسب است.

بعضی از قلمه ها در خاکهای شنی وسيب زمينی بيشتردر زمين های شنی حاصل می دهد(به دليل سبک بودن شن غده سيب زمينی خوب رشد کرده وبزرگ می شود)

انواع خاک بر اساس نوع  رسی ، شنی و سيلتی:

1-sand     2-loamy sand     3- sandy loam    4-loam           5-silty loam                6-silt    7-sandy clay loam                   8-clay loam                 9-silty clay loam      10-sandy clay              11-silty  clay             12-clay          روش کار: بعد از اينکه خاک مورد نظرمان را از محوطه دانشگاه به وسيله استوانه فلزی (نمونه دست نخورده)يا به وسيله سوند يا اوگر يا آ لر(نمونه دست خورده) تهيه کرديم  بايد کمی آب برداشته و باgr 50 خاک ( دست خورده) مخلوط کرده تا گِلی که در حد فيلت کپسيته باشد درست کنيم بعد از اينکه به حالت خميری در آمد طبق جزوه عمل می کنيم ونوع خاک را تشخيص می دهيم.

در استوانه فلزی بايد وزن استوانه وخاک وقطروارتفاع  استوانه را به وسيله ترازو وکوليس محاسبه کنيم.

وزن استوانه بدون در: gr186

وزن در استوانه: gr 4/8

وزن کل استوانه حاوی خاک دست نخورده: gr 7/164

قطر ظرف استوانه:cm 5/5

ارتفاع ظرف استوانه:cm 3/3

تعيين بافت خاک به روش هيدرومتری:

هيدرومتر:چگالی سنجی است که از سه بخش تشکيل شده است                                                                          اولين بخش شاخک که از 60-0 درجه بندی شده است.

دومين بخش:حبابی شکل     سومين بخش:جسم سنگينی که از سرب پر شده است

هيدرومتر در دمای c20کاليبره شده است وغلظت را بر حسب gr/lنشان می دهد.

تعيين در صد شن، رس، سيلت:( به روش فيزيکی يا شيميايي) خاکدانه ها را از بين می بريم وذرات کوچک باقی می ماند. روش فيزيکی مثل: الک کردن وکوبيدن ياهم زدن، روش شيميايي مثل:استفاده از نمک سديم که در آن از نمک هگزا متا فسفات سديم استفاده میشود.    ph=8/5بدست آمده در آزمايش.

  روش کار:ابتدا سوسپانسيون خاک را تهيه می کنيمgr50 خاک برداشته وداخل ارلن يا بشری می ريزيم سپس حدودcc250 آب به آن اضافه می کنيم و  مخلوط می کنيم علاوه بر مخلوط کردن وهمزدن به وسيله دست به صورت دورانی نيز هم می زنيم سپس حدود cc100 نمک هگزا متا فسفات سديم  ( ده در صد ) می ريزيم ودو باره هم می زنيم حداقل بايد12ساعت نمونه را به همان حال قرار داده تا آماده برای استفاده باشد بعد از مدت تعيين شده نمونه را در يک استوانه يک ليتری می ريزيم وبا آب مقطر به حجم يک ليترمی رسانيم.

برای حذف اثر نمک يک استوانه شاهد نيز تهيه مي کنيم بدین صورت که اين استوانه شاهد حاوی cc 100 نمک هگزا متا فسفات سديم است که به حجم يک ليتر رسانديم که غلطت نمک را به ما نشان می دهد.سپس با استفاده از همزن ميله ای شيشه ای کاملاً سوسپانسيون را به هم زده وبه محض بيرون آمدن همزن کرومتر را می زنيم سر چهل ثانيه بايد غلظت داخل سوسپانسيون خوانده شود همزمان با قرائت هيدرومتر با دماسنج دما را نيز اندازه می گيريم اگر دما بيشتر يا کمتر از       c 20باشد بايد تصحيح دمايي صورت گيرد.

بعد از دوساعت نيز دمای سوسپانسيون را اندازه گيری کرده و با هيدرومترغلظت را اندازه می گيريم.

در مدت s40(اندازه گيری اول)فقط ذرات شن رسوب می کنند پس ازدو ساعت (اندازه گيری دوم)رس وسيلت رسوب می کندو با استفاده از مثلث بافت خاک ودراختيارداشتن در صد رس وشن وسيلت می توان نوع خاک را تعيين کرد.                                         

تعيين رطوبت خاک :

آب نگهداری شده در داخل منافذ خاک را آب خاک يا رطوبت خاک می گويند.

يکی از مهمترين نقشی که آب در خاک ايفا می کند تامين رطوبت برای گياه است. اگرخاک را در آون به مدت24 ساعت در دمای c 105 قرار دهيم آن خاک را خاک خشک آون می گويند.

روش کار:برای انجام اين آزمايش وبدست آوردن در صد رطوبت جرمی خاک، ابتدا حدود           gr50-40خاک را بر می داريم داخل بوته چينی که قبلاً وزن آنرا بدست آورده ايم می ريزيم،سپس بتدريج آب را با پيست اضافه می کنيم ورطوبت ظرفيت زراعی واشباع را تهيه می نماييم، رطوبت ظرفيت زراعی حالتی است که خاک حالت خميری به خود می گيرد ولی وقتی بين دو انگشت قرار می دهيم به انگشتانمان نمی چسبد.

خاک اشباع: خاکی است که وقتی، سطح آن را نگاه می کنيم حالت براق وصيقلی دارد.همچنين وقتی با کاردک بر می داريم با کمی کج کردن کاردک گل به آرامی مي ريزد وسوم اينکه اگر شياری درگل اشباع ايجاد بکنيم اين شيار به تدريج بسته شود.

سپس نمونه ها را درداخل آون قرار می دهيم بعد از بيرون آوردن  صبر می کنيم خاکمان خنک شود و دوباره خاک را وزن می کنيم اختلاف وزن اوليه وثانويه، وزن آب را نشان خواهد داد وزن خشک آون را با کم کردن وزن بوته چينی از وزن ثانويه بدست می آوريم نتيجه می گيريم که حجم آب با جرم آب برابر است     .

برای بدست آوردن حجم کل خاک با استفاده از استوانه های نمونه برداری که قبلاً قطر وارتفاع آنها را با کوليس اندازه گرفتيم محاسبه می کنيم شايان ذکراست که وزن استوانه ودر پوش آن نيز قبل ازنمونه برداری بايد اندازه گيری شود حجم استوانه را بدست می آوريم نمونه های برداشت شده با استوانه را بلافاصله با ترازو وزن کرده وسپس در داخل آون قرار داده می شوند پس از خشک شدن دوباره وزن ثانويه اندازه گيری مي گردد ازاختلاف وزن اوليه و ثانويه جرم آب و در نتيجه حجم آب بدست مي آيد. بنابراين                             

تعيين  B.dجرم مخصوص ظاهري خاک :

براي انجام اين آزمايش با استفاده از استوانه های نمونه برداری که نياز به نمونه دست نخورده  است بدين صورت که، ابتدا قطر داخلی و ارتفاع استوانه های نمونه برداری را اندازه مي گيريم سپس سر  زمين رفته پس از صاف نمودن و حذف پوشش گياهي از سطح خاک با استفاده از استوانه ها،نمونه دست نخورده را بدست می آوريم ( بايد استوانه روی سطح زمين قرار داده وبوسيله پتک ضربه وارد کنيم وقتي هم سطح زمين شد ضربه زدن را متوقف می کنيم چون ممکن است خاک داخل ظرف متراکم  شود) سپس به مدت 24 ساعت در دمای c 105 داخل آون قرارمي دهيم تا کاملا خشک شود .   

دستگاه آون يا اتووoven   : دستگاهي است که دماي آن از صفر  تا200 درجه قابل تنظيم است معمولاً برخي از انها به سيستم تهويه اي يادستگاه خشک کننده متصل هستند که اين سيستم  به خشک شدن سريع نمونه خاک کمک مي کند خشک کردن خاک به مدت 24 ساعت و دماي c105 صورت مي گيرد و اگر سيستم تهويه اي داشته باشد حدود 10 تا 12 ساعت براي خشک کردن کافی می باشد نقطه  مورد نظراين است که بعد از خشک شدن نمونه ها بعد از 24 ساعت نبايد نمونه ها را بلافاصله خارج کرد(بعلت دارا بودن پتانسيل ماتريک bar 10000- زيرا رطوبت راسريعاً جذب می کند) برای همین نمونه ها را بايد داخل دسيکاتور قرار دهيم                 و معمولاً داخل آن يک جاذب رطوبت مثل سيليکاژن(که در دوربين عکاسی کاربرد دارد)يا سولفات مس قرار می دهيم  بعد از اينکه نمونه ها خنک شدند آنها را وزن می کنيم  و چون قبلا وزن استوانه ها را داشتيم  بنابراين می توان وزن خاک خشک را بدست بياوريم.                             

نمونه برداری با استوانه های نمونه برداری در خاکهای گلی و شنی  امکان پذير نمی باشد و معمولا در خاکهای سطحی که رطوبتشان کم می باشد هنگام نمونه برداری مقداری رطوبت اضافه می کنيم اما اگر از عمق های پايينتر نمونه ها را بدست بياوريم زمین را بصورت پله پله در آورده و نمونه ها رااستخراج می کنيم.

روش های تعيين جرم مخصوص حقيقی خاک:(Bd)

1-  اختلاف حجم در داخل استوانه: در اين روش بااستوانه حجم مشخصی آب برداشته سپس بر روی آن جرم مشخصی خاک خشک آون ريخته اختلاف حجم در داخل استوانه به ماحجم خاک خشک را نشان خواهد داد.(این روش، روش دقيقی به شمار نمی آيد)

زيراممکن است حبابهای هوا بين ذرات باقی بماند.

2-پيکنومتر: یک بالون شیشه ای کوچک که درپوش آن در قسمت وسط دارای یک سوراخ می باشد این مجرا یا سوراخ برای خروج آب اضافی است تا حجم آب داخل شیشه همیشه ثابت بماند.در این روش ابتدا پیکومتر و درپوش بدقت وزن می کنیم سپس حدود   gr10  خاک خشک آون را برداشته و داخل پیکومتر می ریزیم و دوباره پیکنومتر و درپوش را وزن می کنیم سپس قطره قطره با آب مقطر به خاک آب اضافه کرده تا چند لایه آب روی خاک قرار بگیرد سپس پیکنومتر را روی شعله قرار داده تا حباب های موجود داخل آن خارج شود نمونه نبایستی بجوشد .سپس پس از چند دقیقه پیکنومتر را گذاشته تا سرد بشود و پس از خنک شدن به حجم می رسانیم بعد از آن پیکنومتر را به همراه آب و خاک وزن می کنیم.سپس کلیه محتویات داخل پیکنومتر را خالی کرده و پیکنومتر را کاملا شسته و نهایتا با آب مقطر پر می کنیم سپس سطح بيرونی پیکنومتررا خشک کرده و دوباره وزن می کنیم

تعیین رنگ خاک:                                                                           

روش کار: ابتداcm 10  کاغذسفید رنگ انتخاب کرده و حدود gr 10 خاک روی ان می ریزیم و سپس بالای دفترچه مانسل قرار داده یکی یکی صفحه ها را برگردانده خاک ما رنگش نزدیک به هر صفحه باشد آن صفحه را انتخاب کرده سپس chip که نزدیک رنگ خاک ما است انتخاب کرده و هیو و کروما را یادداشت کرده و سپس مقداری رطوبت به این خاک  اضافه کرده پس از اضافه کردن رساندن به ظرفیت زراعی دوباره رنگ خاک را اندازه گرفته که در این حالت ولیو کاهش ، کروما کاهش یا افزایش می یابد و دوباره فرمول رنگ را ثبت می کنیم و همچنین نام علمی آن را یادداشت می کنیم بیشتر خاکهای کشور ما و آذربایجان فهوه ای رنگ است.

اندازه گیری PH خاک:

یکی از مهمترین خصوصیات شیمیایی خاک است که اهمیت آن مربوط به اسیدی یا قلیایی بودن محیط است محدودهPH بين 14- 0  متغیر است .7 حالت خنثی است و بالاتر از 7 قلیایی و پایین تر از 7 اسیدی به حساب می آید  PH بیانگر میزان يا شدت بازی یا اسیدی بودن محیط های آبی می باشد. PHخاک نشان دهنده نوع کاتیون های جذب شده در سطح کلوئید ها نیز می باشد.برای اندازه گیریPH دو روش موجود است یکی مقایسه رنگ توسط برخی از معرف ها یا کاغذ تورنسل و دومی دستگاه PH متر است.

PH متر : وسیله ای است که دارای یک الکترود شیشه ای است که این الکترود به غلظت   حساس است اساس دستگاهPH متر الکتروشیمیایی است این دستگاه در نوک الکترود که جنس آن از سیلیکات سدیم می باشد اگر غلظت هیدروزن در داخل و خارج الکترود یکسان نباشد این اختلاف را به صورت اختلاف پتانسیل به دستگاه  گزارش می دهد و همچنین بر حسب PH نشان می دهدکه قبل از کار با دستگاه باید کالیبره (تنظیم) شود، در خاکهای اسیدی با تامپون های شماره 7-4 کالیبره می کنیم در صورتی که در خاکهای قلیایی با تامپون های 9-7 کالیبره مي کنیم.

روش کار: ابتدا  حدود gr100 خاک برداشته وگل اشباع تهيه می کنيم پس از تهيه گل اشباع  آن را حدود 10-5 دقيقه به حال خود رها کرده ،پس از آن ابتدا به وسيله کاغذهای تورنسل ياPH متر،PHخاک را  به صورت تقريبی بدست می آوريم سپس با قرار دادن الکترود PH متر ، در گل اشباع PHرا تعيين می کنيم.       

اندازه گيری کربن آلی:(مواد آلی خاک)

برای اندازه گيری مواد آلی، از دو طريق استفاده می کنيم:احتراق به روش تر ، احتراق به روش خشک.

در احتراق به روش خشک، نمونه را در کوره قرار می دهيم ومی سوزانيم اختلاف کاهش وزن نشانگر سوختن کربن آلی است که به صورت CO2خارج می شود اما روش معمول سوزاندن به روش تر است در اين روش ميزان ماده آلی خاک را با بی کرومات پتاسيم در مجاورت اسيد سولفوريک اکسيد می شود باقيمانده بي کرومات و دی کرومات با فروآمونیوم سولفات از طريق نيتراسيون در مجاورت معرف ارتو فنان ترولين اندازه گيری و با محاسبه مقدار دی کرومات مصرف شده برای اکسيداسيون کربن آلی مقدار آن را در خاک محاسبه می کنيم در اين آزمايش کربن آلی به CO2 يا گاز کربنيک تبديل می شود                                  .

روش کار:  ابتدا مقداری از خاکمان را بر می داريم ودر آون چينی می کوبيم سپس حدود يک گرم از نمونه خاکمان را بر می داريم و در ارلن ماير cc250 می ريزيم وبه آرامیcc 10 دی کرومات پتاسيم به آن اضافه می کنيم سپس cc10 اسيد سولفوريک غليظ به آن اضافه می کنيم اين مرحله را زير هود انجام میدهيم (بخاطر وجود بخارات اسيد وCO2) سپس ارلن را از زير هيتر يا چراغ الکلی به مدتmin 20حرارت می دهيم پس از حرارت بايد دقت کرد دما ازc165 تجاوز نکند ،سپس نمونه  را از روی هيتر برداشته واجازه می دهيم خنک شود پس از خنک شدن حدود cc100تاcc150آب مقطر به آن اضافه می کنيم و نمونه را با فرو آمونيوم سولفات تيتر می کنيم به محض  اينکه  به رنگ سبز لجنی در آمد تيتر را قطع کرده وحجم مصرفی فرو آمونيوم سولفات را بدست می آوريم هميشه در اندازه گيری کربن آلی از نمونه شاهد يا blankاستفاده می کنيم به اين صورت که همه محلولها يا عصاره هايي را که گفتيم می ريزيم.

به محض رويت رنگ سبز لجنی در آمد تيتر را قطع کرده وحجم مصرفی را يادداشت می کنيم نهايتاً درصد ماده آلی را از کربن آلی بدست می آوريم.

وزن خشک خاک به مقدار يک گرم

عدد88/0 ضريب تبديل درجه اکسيداسيون مواد آلی است .

اندازه گيری هدايت الکتريکیEC خاک:     Soil electrical  conductivity               هدايت الکتريکی در محيط های آبی ،مثل آب آبياری يا آب خاک  بيانگر مقدار املاح معدنی محلول مي باشدو معيار دقيقی از ميزان املاح وشوری در خاک وآب است به طوری که کيفيت و طبقه بندی آب وخاک از نظر شوری از روی EC مشخص می شود ECبوسيله دستگاهی بنام EC سنج اندازه گيری می شود کار دستگاه  بر مبنای قانون اهم است وشکل زير اساس دستگاه ECسنج می باشد که حاوی يک مقاومت سنج ، يک منبع جريان يا نيروی محرکه،يک الکترود شيشه اي مي باشد.

الکترود شيشه اي ساحتمان  ساده ای دارد که ته آن باز مي باشد.

در انتهای الکترود شيشه ای دو صفخه پلاتينی روبروی هم قرار گرفته اند به فاصله يک سانتيمتری که يکی به قطب مثبت وديگری به قطب منفی متصل می باشد اين الکترود را تا حدی داخل محلول قرار می دهيم که سطح پلاتين ها کاملاً پوشانده شود.همچنين سطح پلاتين يک سانتيمتر مربع می باشد.

برای شروع کار با ECسنج ، آن را کاليبره کرده برای اين کار از محلولهای استاندارد KCLبا غلظت های زير دمای c25 استفاده کرد. بايستی توجه کرد که اين دستگاه در دمای 25cکاليبره شده است واگر دما بيشتر يا کمتر از آن باشد تصحيح را بايد انجام دهيم.

روش کار : ابتدا مقدارgr50 خاک را وزن کرده وداخل بوته چينی ريخته وسپس گل اشباع  را تهيه می کنيم سپس بعد از 24 ساعت  توسط دستگاه سانتريفوژ يا قيف بوخنر عصاره خاک را جدا مي کنيم سپس زير الکترود دستگاه ECسنج که قبلاً کاليبره شده است قرار داده وميزان ECرا     می خوانيم.

تهیه های محلول های مولار ، مولال ، نرمال:

  10% ، به ميزان 10گرم وزن کرده درون بالون ریخته و 100cc آب اضافه می کنيم.

مولاریته یک مولار : برای بدست آوردن محلول یک مولار هر ماده ای کافی است جرم مولکولی ماده را بدست آورده به همان مقدار نمک وزن کرده و در بالون یک لیتری ریخته و حجم آن را به یک لیتر می رسانیم . ( برای 0/1مولال جرم مولکولی تقسيم بر ده  )

مولالیته : يک مولال: اگر حجم مولکولی نمک یا ماده را بدست بیاوریم و داخل آن به حجم 1000ccآب بریزیم به آن مولالیته یا يک مولال می گوییم .

يک نرمال : برای بدست آوردن محلول يک نرمال کافی است اکی والان گرم هر ماده ای را بدست آورده همان مقداراز ماده را وزن کرده و به حجم یک لیتر برسانیم .