為什么要測量 EC?
灌溉土地占我們食物供應(yīng)的 40%,而鹽分會影響這些土地中約五分之一的產(chǎn)量。所有灌溉水都至少含有一些鹽分。如果鹽分在作物根區(qū)周圍積聚,它們會傷害植物、降低產(chǎn)量,甚至改變土壤結(jié)構(gòu),從而對土地本身造成長期損害。為了保持灌溉土地的生產(chǎn)力,了解如何管理鹽分很重要。
管理鹽分的步驟是:
測量當(dāng)前土壤中的鹽含量
確定通過灌溉添加了多少鹽
在灌溉期間持續(xù)監(jiān)測以管理鹽分
電導(dǎo)率 (EC) 是進(jìn)行這些測量的關(guān)鍵。純水不導(dǎo)電,但大多數(shù)水,即使是自來水,都有足夠的溶解鹽來導(dǎo)電。由于水中鹽分的濃度直接影響其電導(dǎo)率,因此電導(dǎo)率的測量是一種非常有效的測量土壤水中鹽分濃度的方法。
鹽和植物:有什么問題?
大多數(shù)人都有過過度施肥的經(jīng)歷,也許是偶然的,殺死了草或其他植物。人們常說肥料“燒毀”了植物,但一般來說,造成損害的并不是養(yǎng)分本身。通常是它們對水的影響。植物吸收水分,但它們不會吸收任何可觀數(shù)量的鹽分。當(dāng)通過施肥和灌溉將鹽添加到土壤中時(shí),它會集中在那里。鹽可能會給植物帶來各種問題。例如,Na+ 可能達(dá)到對植物有毒的濃度,即使植物沒有吸收任何可觀的數(shù)量。鹽還會吸水,使植物更難從土壤中吸收水分。有些植物對土壤中的鹽分比其他植物更敏感。例如,如果土壤飽和提取物 EC 超過 2 dS/m,豆類產(chǎn)量將受到影響,而大麥可以種植而土壤飽和提取物的產(chǎn)量不會降低至 16 dS/m。然而,最終,高鹽含量會影響所有植物。
EC常用單位
電導(dǎo)率的 SI 單位是西門子,因此電導(dǎo)率的單位為 S/m。舊文獻(xiàn)中使用的單位是 mho/cm(mho 是歐姆的倒數(shù))。土壤 EC 通常以 mmho/cm 為單位報(bào)告。1 mmho/cm 等于 1 mS/cm,但由于 SI 不鼓勵(lì)在分母中使用約數(shù),因此將該單位更改為分西門子每米 (dS/m),在數(shù)值上等同于 mmho/cm 或 mS/cm。
電阻 – 歐姆
電導(dǎo) – 1/ohm
mho – 現(xiàn)在是西門子
舊單位 – mmho/cm
現(xiàn)代單位 – mS/cm 或 dS/m
不止一種測量EC的方法
測量土壤中EC 的方法有 3 種:測量孔隙水 EC、本體 EC 或飽和提取 EC。這三個(gè)都是相關(guān)的,但是有一些工具可以將一個(gè)轉(zhuǎn)換為另一個(gè)。為了了解測量數(shù)據(jù),了解正在測量的 EC 類型非常重要。
孔隙水 EC:許多研究人員認(rèn)為他們正在測量的內(nèi)容
孔隙水 EC 或土壤水 EC ( σ w ) 是土壤孔隙中水的電導(dǎo)率。研究人員經(jīng)常將土壤 EC 傳感器的值誤認(rèn)為是孔隙水 EC。在原位簡單地測量孔隙水的電導(dǎo)率將是理想的。然而,試著想象這將如何運(yùn)作。必須將微型傳感器插入充滿水的微小孔隙中。顯然,不可能以這種規(guī)模測量水的 EC。事實(shí)上,測量孔隙水 EC 的方法是提取土壤水樣并測量該樣品的 EC。
大體積 EC ( σ b ) 是大體積土壤(土壤、水和空氣)的電導(dǎo)率。安裝在土壤中的土壤濕度傳感器都可以測量體積 EC。經(jīng)驗(yàn)或理論方程可用于從測量的整體 EC 值確定孔隙水 EC 和飽和提取 EC ( σ e )。批量 EC 是可以原位連續(xù)監(jiān)測的 EC 措施。
飽和提取EC:傳統(tǒng)方法
飽和度提取 EC ( σ e ) 準(zhǔn)確地說明了土壤中的鹽含量,并可將其轉(zhuǎn)換為土壤鹽度。這是測量EC的傳統(tǒng)方法。它的測量方法是取土壤樣品,制成土壤和去離子水的飽和糊狀物,提取水,然后測量提取溶液的 EC。文獻(xiàn)中報(bào)道的已發(fā)表 EC 值幾乎總是飽和提取 EC。
將本體 EC 轉(zhuǎn)化為孔隙水 EC
如前所述,原位傳感器測量傳感器周圍大塊土壤的電導(dǎo)率 ( σ b )。已經(jīng)進(jìn)行了大量研究來確定σ b與孔隙水的電導(dǎo)率(σ w)之間的關(guān)系。利用土壤體介電常數(shù) ( ε b ) 和σ w之間的線性關(guān)系。