نقاط پتانسیلی مهم

موجوديت آب در خاک مربوط به توانايى خاک در نگهدارى آب مى‌باشد. اگر يک خاک را اشباع و سپس آن را به‌حال خود قرار دهيم، بخشى از آب موجود در بين ذرات خاک در اثر نيروى ثقل از آن خارج مى‌شود که به آن آب ثقلى گفته مى‌شود. بنابراين آب ثقلى آبى است که در اثر نيروى ثقل از آن خارج مى‌شود که به آن آب ثقلى گفته مى‌شود. بنابراين آب ثقلى آبى است که به ذرات خاک نچسبيده و مى‌تواند آزادانه در لابه‌لاى ذرات حرکت نمايد. زمان خروج آب ثقلى از خاک در مورد خاک‌هاى شنى ۲۴ ساعت يا کمتر و در مورد خاک‌هاى رسى ۴۸ ساعت و يا بيشتر مى‌باشد. پس از آنکه آب ثقلى از خاک خارج شد مقدار ديگرى از آب در خاک وجود دارد که فقط با نيروى بزرگتر از ثقل مثل نيروى جذب ريشه‌ها مى‌تواند از خاک خارج شود. به اين بخش از آب موجود در خاک آب کاپيلارى يا آب موئينگى گفته مى‌شود. در واقع آب کاپيلارى آبى است که مى‌تواند مورد استفاده گياه قرار گيرد. پس از خارج شدن آب‌هاى ثقلى و موئينگى هنوز هم مقدار ديگرى آب در خاک باقى مى‌ماند که با نيروى زيادى به اطراف ذرات خاک چسبيده و معمولاً با نيروهاى موجود در طبيعت از خاک خارج نمى‌شود. به اين آب اصطلاحاً آب غشايى يا هيگروسکپى گفته مى‌شود. آب هيگروسکپى را ممکن است با خشک کردن خاک در گرم‌خانه‌ها خارج ساخت ولى توسط ريشه قابل جذب نمى‌باشد. مقدار رطوبتى که پس از خارج شدن آب ثقلى در خاک باقى مى‌ماند ظرفيت زراعى و يا ظرفيت نگهدارى آب در خاک نام دارد که يکى از نمايه‌هاى مهم در طراحى سيستم‌هاى آبيارى به‌ شمار مى‌آيد.

اندازه‌گيرى پتانسيل

پتانسيل آب خاک در مزرعه توسط تانسيومتر يا بلوک‌هاى گچى اندازه‌گيرى مى‌شود. تانسيومترها فقط قادر هستند در دامنه تنش صفر تا ۸ متر کار کنند. خارج از اين دامنه خلأ شديد باعث شکسته شدن ستون آب در تانسيومتر مى‌گردد. حال آنکه در بلوک‌هاى گچى اين مشکل وجود ندارد. اشکال کار در بلوک‌هاى گچى آن است که اين بلوک‌ها مقاومت الکتريکى را اندازه‌گيرى مى‌کنند و براى بدست آوردن مقدار پتانسيل بايد به‌طور غير مستقيم از منحنى واسنجى (کاليبره) ديگرى استفاده کرد. حساسيت بلوک تابعى از مقدار گچ بکار رفته در ساختمان بلوک نيز مى‌باشد. بلوک‌ها دامنه تنش صفر تا ۱۵۰ متر آب را اندازه‌گيرى مى‌کنند ولى دقت آنها براى تمام اين دامنه يکسان نمى‌باشد. به‌همين دليل بلوک‌ها طروى ساخته مى‌شوند که يا در دامنه مرطوب بين صفر تا ۵۰ متر کار کنند يا دامنه خشک ۱۰ تا ۱۵۰ متر. ولى دقت کار بلوک‌هاى گچى در دامنه صفر تا ۸ متر به هيچ وجه مانند تانسيومترها نخواهد بود. همچنين توصيه مى‌شود که بلوک‌هاى گچى بيشتر در خاک‌هاى رسى بکار برده شود تا خاک‌هاى شني. زيرا خاک‌هاى رسى در رطوبت‌هاى معمولى کشاورزى تنش بيشترى را نشان مى‌دهند. علاوه بر اين بايد توجه داشت که بلوک گچى نسبت به شورى خاک حساس است و در چنين خاک‌هايى مى‌بايست بلوک نسبت به شورى نيز مستقلاً واسنجى شود.

در اندازه‌گيرى پتانسيل خاک توسط تانسيومتر بايد به نوع وسيله اندازه‌گيرى توجه داشت تانسيومترها ممکن است از نوع فلزى و يا جيوه‌اى باشند.

نقاط پتانسيلى مهم

هنگامى که خاک آبيارى مى‌شود رطوبت آن تا حد اشباع افزايش مى‌يابد . در نقطه اشباع پتانسيل خاک صفر و تمام منافذ خاکى از آب پر مى‌شود. البته در اين وضعيت رطوبت خاک قابل استفاده گياه نمى‌باشد زيرا در اين شرايط على‌الاصول امکان تنفس گياه و جذب فعالانه آب وجود ندارد. به‌تدريج با خارج شدن آب ثقلى از رطوبت خاک کاسته مى‌شود و شرايط براى جذب آب توسط گياه فراهم مى‌آيد. مناسب‌ترين وضعيت براى استفاده گياه از رطوبت خاک حدّ ظرفيت زراعى(Field Capacity) است که اختصاراً با علامت FC نشان داده مى‌شود.

ظرفيت زراعى مقدار رطوبتى که يک خاک اشباع شده پس از خارج شدن آب ثقلى در خود نگه مى‌دارد ظرفيت زراعى نام دارد. در خاک‌هاى زراعى اين حالت معمولاً ۲۴ تا ۴۸ ساعت پس از آنکه خاک اشباع شده به‌حال خود نگه داشته شود رخ مى‌دهد. ظرفيت زراعى تابعى از بافت و ساختمان خاک است. در کشاورزى فرض مى‌شود حد ظرفيت زراعى ثابت باشد و آن حالتى است که آب خاک تقريباً تحت تنشى معادل ۱ متر (براى خاک‌هاى شني) تا ۴/۳ متر (براى خاک‌هاى سنگين رسي) قرار گيرد. در عمليات طراحى آبيارى ظرفيت زراعى به‌طور متوسط حدود يک سوم اتمسفر يا يک سوم بار يعنى ۳۰۰ سانتى‌متر در نظر گرفته مى‌شود.

چون اکثراً لگاريتم پتانسيل خاک (برحسب سانتى‌متر) به‌عنوان نمايه‌اى در تشخيص وضعيت رطوبتى خاک مصطلح بوده و با علامت pf خاک حدود ۴/۲ مى‌باشد زيرا:

pF = log |-300|

pF = log(300) = 2.4

ظرفيت زراعى بالاترين حد رطوبت موجود در خاک براى استفاده گياه مى‌باشد. پائين‌ترين حدى که رطوبت خاک بتواند قابل استفاده گياه باشد نقطه پژمردگى است که به‌عنوان يک نقطه پتانسيلى ديگر در زير به تشريح آن مى‌پردازيم.