Így mérd a talajnedvességet

Növényt termeszteni lassan már a Marson is tudunk, ám van egy elengedhetetlen alkotó elem, ami nélkül még a Földön sem tudnánk, ez pedig a víz. Minél kevesebb van belőle, annál gazdaságosabban kell bánnunk vele, ezért is nagyon fontos, hogy minél pontosabban tudjuk mérni. Azt gondolnád, hogy ezt már évtizedek óta a lehető legpontosabban tudjuk mérni, de az igazság az, hogy a talajnedvesség egzakt értékét lehetetlenség megmérni. Ellenben ozmózist, vezetőképességet vagy épp permittivitást már annál könnyebb. Azt ugyanis nem tudjuk közvetlenül megmondani, hogy egy adott talajtérfogatban hány vízmolekula található, azonban következtetni tudunk erre. Cikkünkből kiderül, hogyan tudod megmérni a legprofibban a talajnedvességet.

Mielőtt rátérnénk a talajnedvesség mérésének módszereire, először is tisztába kell tennünk a legfőbb kérdést: mi értelme van egyáltalán mérni a talajnedvességet? (Haladó gazdaként nyugodtan ugord át ezt a bekezdést.) Hisz a gazda csak látja, hogy kókadnak a növények, vagy épp áll a belvíz a földjein, nem? Persze a növények puszta életben maradásához ennyi is elég, de ha te egy picit is érdekelt vagy abban, hogy ne pazarolj túl sok vizet, és a lehető legtöbbet hozd ki növényeidből, akkor pontosan tisztában kell lenned igényeikkel és az aktuális talajnedvességgel. A növények ugyanúgy élőlények, mint mi, és bármennyire is furcsa, ők is tudnak stresszelni. Noha ez néha még előnyökkel is járhat, azt valószínűleg te is belátod, hogy egy szomjas növény rosszabb termésátlagot fog produkálni. Viszont ahogy az édesvíz értéke egyre emelkedik, egyre kevésbé engedhetjük meg magunknak azt a pazarlást, hogy rendszeres időközönként kimegyünk öntözni, ha kell, ha nem. Azért kell hát mérnünk a talaj nedvességét, hogy pontosan annyi vizet adjunk a növénynek, amennyire szükségük van. Ne többet, de ne is kevesebbet.

Annak kérdését, hogy egy talajnak mekkora a nedvességtartalma, egyből kétféleképpen lehet értelmezni. Ugyanis kétféle talajnedvesség is létezik: volumetrikus és gravimetrikus. Ha a szakszavakban kicsit jártas vagy, egyből ki is találhatod, hogy előbbinél a víz térfogati arányát, míg utóbbinál tömegarányát vizsgáljuk. Azaz például a 10%-os volumetrikus talajnedvesség azt jelenti, hogy egy talajmintából kipréselve a vizet, pont a térfogat 10%-ával megegyező mennyiséget kapunk. Ugyanígy a gravimetrikusnál, csak ott nem a térfogatát, hanem a tömegét mérjük. Fontos tudnod, hogy ez pusztán gondolatkísérlet, ugyanis a valóságban nagyon nehéz kiszorítani az összes vizet, ezért inkább párologtatást használnak. Először lemérik a talaj tömegét vagy térfogatát, majd beteszik egy sütőbe, ahol kipárolog belőle a víz. Ezután újra lemérve a kipárolgott mennyiséget lehet meghatározni, amiből vissza lehet számolni a talajnedvességet. Elég körülményes, igaz?

Mindkét mérési forma egyaránt elterjedt, de ha választani kell, a gravimetrikus elvű mérések tekinthetők szabványosabbnak. Normál esetben (ha a mintában sem térfogatát, sem tömegét tekintve nincs több víz, mint amennyi talaj) egyik érték sem haladja meg a 100%-ot, viszont a volumetrikus méréskor figyelembe kell venni a talajban levő levegőt is.

Tenziométer

A volumetrikus mérésre egy picit bonyolultabb példa az egyik legelterjedtebb talajnedvesség mérési eszköz, a tenziométer. A tenziométer nem más ugyanis, mint egy olyan cső, melyben alacsony nyomás uralkodik, és aminek az alján általában egy agyagsapka található. Ezen keresztül tud a víz be- és kiáramlani a csőbe. Az alacsony nyomás úgy jön létre, hogy a tenziométert feltöltik vízzel, és ahogy behelyezik a földbe, az egyből elkezdi felszíni a vizet. Ha a talaj száraz, akkor egyértelműen több vizet fog felszívni, mint egy nedvesebb talaj. Így kevesebb is marad a csőben. Azonban a helyére nem tud bemenni a levegő, így vákuum jön létre, aminek nagysága arányos a talaj nedvességtartalmával. Már a működési elvből is érezheted, hogy itt nem egy mérőszalaghoz hasonló egyszerűségű, lineáris eszközről van szó. Több tényező (mint például a talaj tömörödöttsége, fajtája, de akár a tenziométer tömítettsége) is befolyásolja a mérés pontosságát. A legtöbb tenziométer tetején egy nyomásmérő helyezkedik el, ami a kialakuló vákuum nagyságát egy mutatón jelzi, így valamivel könnyebb értelmezned a kapott eredményeket.

És ezzel meg is érkeztünk egy fontos kérdéshez: mi a talajnedvesség mértékegysége? Persze a százalék lenne a legkézenfekvőbb, hisz az megmondaná, hogy pontosan mennyi víz van százalékos arányban a talajban. De a tenziométerrel mért érték például egy nyomásérték lesz (0 és 100kPa között). Minél kisebb ez a szám, annál nedvesebb a talaj. De a skála, ahogy olvashattad, nem lineáris. Értelemszerűen az utolsó csepp vizet kiszívni a tenziométerből sokkal nagyobb "munkát" igényel a talaj részéről is, mint az elsőt. Ezért is szoktak a tenziométereket gyártói egyszerű színskálát alkalmazni, mert az átváltásra nem léteik egzakt képlet.

Talajellenállás mérő

Egy másik elterjedt megoldás a talaj ellenállásának mérése. Talán mondanunk sem kell, hogy a nedvesebb talaj jobban vezeti az áramot, hiszen a benne levő víz több oldott iont tartalmaz. Ekkor evidensen adódik, hogy a talajnedvesség mértékegysége akár az elektromos ellenálláséval, azaz az Ohm-mal is megegyezhetne. Ám a tenziométernél még kevésbé bízhatunk meg ebben a módszerben, ezért Ohm-ban kizárólag a talaj vezetőképességét szabad kifejeznünk. Noha a vezetőképesség és a nedvességtartalom között egyértelmű kapcsolat áll fenn, annak aránya nagymértékben függ a talaj sótartalmától. Egy kevésbé sós talajban nagyobb vízmennyiség szükséges ugyanannak a vezetőképességnek az eléréséhez, amit a sósabb talajban kevesebb vízzel is elérhetünk.

Léteznek persze más, izgalmas módszerek is, mint a neutron szórásos, gipszblokkos, vagy TDR talajnedvesség mérés. A talán leginkább űrtechnikának tűnő nedvességmérési megoldáshoz képest az előzőek mindegyike szinte gyerekjáték. Ugyanis létezik egy egészen érdekes módszer, amikor gyorsneutronokat lőnek a talajba, amik a hidrogén atomokon visszapattanva érnek el egy érzékelőt. A kilőtt és visszaérkezett neutronok arányában szinte atomi pontossággal lehet meghatározni, hogy mennyi vízmolekula van egy adott talajtérfogatban. Mondanunk sem kell, hogy ennél, az úgynevezett neutronszóródásos mérésnél költségesebb megoldásról még nem hallottunk.

Ezek tehát nemcsak hogy költségesek, de folyamatos mérésre különben sem alkalmasak. Létezik azonban még egy elektronikai megoldás, mely manapság egyre elterjedtebb, ez a kapacitív talajnedvesség mérés. Azért is írunk róla részletesebben, mert az Agribit szenzorrendszerek is ezt használják, így ezzel van a legtöbb tapasztalatunk is.

Kapacitív mérés esetén a talajban egy nyitott kondenzátort kell elhelyezni, aminek kapacitása változik a nedvességtartalom függvényében. Persze ezt ne úgy képzeld el, hogy bicskával felnyitunk egy kondenzátort és leszúrjuk, de működési elve mégis ezen alapul. Ha megfelelő frekvenciájú impulzusokat adunk egy ismert paraméterekkel rendelkező nyitott kondenzátorra, akkor a talaj dielektromos állandója lesz az egyetlen paraméter, amit nem ismerünk. Ne ijedj meg, ennél bonyolultabb mondat nem lesz már a cikkben. A mérés lényege annyi, hogy anélkül tudjuk megmérni a talaj nedvességtartalmát, hogy a kondenzátorfelületeink (amik fémből vannak), hozzáérnének közvetlenül a talajhoz. Ezáltal radikálisan meg tudjuk növelni egy-egy szenzor élettartamát, ugyanis a korróziót gyakorlatilag kivesszük a képletből.

Most, hogy ismered majdnem az összes módszert, valószínűleg te is örülnél neki, ha mondanánk valami abszolút legjobbat. Sajnos azonban azt kell mondanunk, hogy a talajnedvesség százalékban kifejezett értékét egyik mérési módszer sem képes visszaadni. Kivéve természetesen a laboratóriumi megoldásoka, azonban a helyszíni kivitelezhetőség kérdésénél egyből elvéreznek. A tenziométer esetén kPa értéket kapunk vissza, ami a valóságban csak azért működik, mert már lassan 100 éve vannak mérési eredményeink, ami alapján elég sok könyvet írtak.

Mi alapján válassz hát mérési módszert?

Mint írtuk, a kivitelezhetőség szempontjából lényegében a tenziométeres, a kapacitív és az ellenállásalapú mérés valósítható meg egyszerűen. Ezeket vetettük hát össze egymással az alábbi táblázatban neked több szempont alapján.

TenziométerEllenállás mérőKapacitív érzékelő
ÁrMagasAlacsonyMagas
ElterjedtségGyakoriGyakoriKevésbé gyakori
PontosságMagasMagasKözepes
StrapabíróságAlacsonyGyakoriKevésbé
BonyolultságAlacsonyKözepesMagas
ÉlettartamKözepesRövidHosszú

Nem szeretnénk neked megmondani, hogy melyiket válaszd, de alapvetően érdemesebb a táblázatban felsorolt érvek mellett még figyelembe venned, hogy ha te nem szeretnéd személyesen és rendszeresen leolvasni a méréseket, akkor a tenziométer kevésbé praktikus az elektromos megoldásokkal szemben, hisz utóbbiak akár távolról, számítógép által is leolvashatóak.

Reméljük ezek után már tiszta a kép a fejedben :)

Iratkozz fel hírlevelünkre!

Hibás e-mail cím
El kell fogadnod adatvédelmi szabályzatunkat

Előzd meg a növénybetegségeket!

Monitorozd növényeidet naponta egy kávé áráért!

Próbáld ki most

Weboldalunk teljesértékű használatához elengedhetetlen, hogy engedélyezd a sütiket. Erről szóló tájékoztatónkat itt éred el.