기여자

연구자가 실험실이나 현장에서 토양 수력학적 특성을 측정할 때는 그림의 일부만 볼 수 있습니다. 실험실 시스템은 통제된 조건으로 인해 매우 정확하지만 실험실 측정은 토양 수문학에 영향을 줄 수 있는 뿌리, 균열 또는 웜홀과 같은 현장의 가변성을 고려하지 않습니다. 또한 연구자가 현장에서 실험실로 샘플을 채취할 때 샘플링 과정에서 토양 거대 기공을 압축하여 토양의 수리학적 특성을 변경하는 경우가 많습니다.

현장 실험은 연구자들이 변동성과 실시간 조건을 이해하는 데 도움이 되지만, 정반대의 문제도 있습니다. 현장 실험은 통제되지 않는 시스템입니다. 물은 증발, 식물 흡수, 모세관 상승 또는 깊은 배수를 통해 토양 프로필을 통해 이동하므로 다양한 깊이와 위치에서 많은 측정이 필요합니다. 현장 연구자들은 또한 예측할 수 없는 날씨에 대처해야 합니다. 강수량으로 인해 현장에서는 여름 내내 건조 실험을 해야 하는 반면, 실험실에서는 일주일이면 충분합니다.

큰 그림-초대형

연구자가 실험실과 현장 기술을 모두 사용하면서 각 방법의 장점과 한계를 이해하면 토양 프로파일에서 일어나는 일에 대한 이해도를 기하급수적으로 높일 수 있습니다. 예를 들어, 실험실에서 연구자는 정확한 토양 조직 데이터를 얻기 위해 PARIO 토양 텍스처 분석기를 사용하여 전체 입자 크기 분포를 포함한 정확한 토양 텍스처 데이터를 얻을 수 있습니다. 그런 다음 이러한 데이터를 다음과 같이 결합할 수 있습니다. HYPROP-생성된 토양 수분 방출 곡선과 결합하여 해당 토양 유형의 수력학적 특성을 이해할 수 있습니다. 그런 다음 연구자가 실제 현장 조건을 이해하기 위해 고품질 현장 데이터를 추가하면 갑자기 더 큰 그림을 볼 수 있게 됩니다.

아래에서는 실험실과 현장 기기에 대해 살펴보고, 연구자가 이러한 기기를 결합하여 토양 프로필에 대한 이해를 높일 수 있는 방법을 살펴봅니다. 각 주제에 대한 자세한 내용을 보려면 링크를 클릭하세요.

입자 크기 분포와 이것이 중요한 이유

토양 유형과 입자 크기 분석은 토양과 그 고유한 특성을 파악할 수 있는 첫 번째 창입니다. 모든 연구자는 데이터를 벤치마킹하기 위해 자신이 작업하고 있는 토양의 유형을 파악해야 합니다. 연구자가 토양 유형을 이해하지 못하면 수분 함량을 기반으로 토양 수분 상태에 대한 가정을 할 수 없습니다(즉, 식물과 함께 작업하는 경우 식물이 사용할 수 있는 물이 있는지 여부를 예측할 수 없습니다). 또한 토양 지평선의 토양 유형이 다르면 연구자의 측정 선택, 센서 선택 및 센서 배치에 영향을 미칠 수 있습니다.

입자 크기 분석은 토양을 구성하는 거친 물질과 미세한 물질의 비율을 정의합니다. 이 지식을 통해 연구자는 특정 토양이 물을 얼마나 강하게 붙잡는지 추정할 수 있습니다. 입자 크기 분석은 단순한 토양 유형의 정의를 넘어서는 것입니다. 입자 크기 분석은 모래, 미사, 점토 분획에 걸쳐 입자 크기의 고유한 분포를 보여주는 토양 지문과 같은 역할을 합니다. 이 정보는 지질 공학 엔지니어가 수축 팽창 토양이 시간이 지남에 따라 어떻게 반응하는지 이해하는 데 도움이 될 수 있으며, 재배자의 관개 결정에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 입자 크기 분포는 토양이 어떻게 형성되었거나 앞으로 어떻게 형성될지에 대한 통찰력을 제공할 수 있으며, 포화 수리 전도도(재료가 거칠수록 물이 더 쉽게 이동할 수 있음)에 영향을 미칩니다.

과거에는 연구자들이 리본 테스트, 피펫 방법 또는 시간이 많이 걸리는 비중계 기법과 같은 조잡한 방법을 사용해 토양 질감을 확인했습니다. PARIO 이제 토양 질감 분석 프로세스를 자동화하여 시간을 절약하고 정확도를 높입니다. PARIO 연구자들은 미세 미사, 중간 미사, 점토 및 모래의 비율을 포함한 완전한 입자 크기 분포 분석을 받을 수 있습니다. 분석 결과를 얻은 후 소프트웨어는 USDA 토양 텍스처 삼각형에서 자동으로 위치를 계산하여 토양 유형을 정확하게 식별합니다.

연구자는 측정할 다른 매개변수를 결정하기 전에 PARIO 을 사용하여 토양을 이해하는 첫 단계로 삼아야 합니다. 이를 통해 어떤 실험실 또는 현장 기기가 연구 목표에 가장 효과적인지 결정할 수 있습니다.

수분 방출 곡선은 토양의 로제타 스톤입니다.

토양 유형마다 수분 방출 곡선 (또는 토양 수분 특성 곡선)이 다릅니다. 연구자들은 수분 방출 곡선을 사용하여 특정 토양에서 시간이 지남에 따라 수분이 변화할 경우 토양과 식물이 어떻게 반응할지 이해합니다. 이 곡선은 사용 가능한 물의 양(수분잠재력)과 비교하여 물의 양(수분 함량)이 얼마나 빨리 변할지 알려줍니다.

수분 방출 곡선은 연구자들이 물의 이동 여부와 이동 경로를 예측하는 데 도움이 됩니다. 또한 방출 곡선은 시간이 지남에 따라 다양한 수분 함량에서 식물이 사용할 수 있는 물의 양을 보여줍니다. 예를 들어, 포화 상태에 가까운 모래에서는 시간이 지남에 따라 수분 함량이 빠르게 변하는 반면 수분 잠재력은 약간만 감소합니다. 이는 모래의 큰 기공과 낮은 표면적이 물을 단단히 가두지 않아 더 많은 물을 사용할 수 있기 때문입니다. 반대로 포화 상태에 가까운 점토에서는 점토의 높은 표면적과 작은 기공이 물을 더 단단히 잡아두어 식물이나 물의 이동을 위해 덜 방출하기 때문에 수분량은 더 천천히 변화하는 반면, 수분 전위는 상대적으로 빠르게 변화합니다. 수분 방출 곡선은 수분 함량과 수분 전위 사이의 관계를 보여주며 연구자들에게 토양이 어떤 조건에서 어떻게 작용할지 보여줍니다.

수분 방출 곡선을 만드는 이유와 방법에 대해 자세히 알아보기

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HYPROP토양 수분 방출 곡선 전문가

수분 방출 곡선을 만드는 가장 쉬운 방법은 실험실에서 만드는 것입니다. 는 HYPROP 는 바람/쉰들러 증발법을 사용하여 대부분의 물 이동 범위인 텐셔미터 범위의 수분 전위를 가진 토양에서 수분 방출 곡선을 생성하는 독특한 실험실 기기입니다. 두 개의 정밀 장력계를 사용하여 0 ~ -100kPa 범위에서 100개 이상의 데이터 포인트를 자동으로 생성합니다. 곡선을 완성하는 데 3~5일이 걸리지만 이 기기는 무인으로 작동합니다. HYPROP 의 범위는 장력계의 범위에 의해 제한되지만 WP4C 과 결합하여 전체 수분 범위에 걸쳐 수분 방출 곡선을 생성할 수 있습니다.

전체 수분 방출 곡선을 보려면 HYPROP 와 WP4C 을 결합하세요.

는 WP4C 는 밀폐된 챔버에서 시료 위 공기의 상대 습도를 측정하여 건조한 범위에서 수분 전위를 측정하는 실험실 기기입니다. 샘플이 WP4C의 밀폐된 챔버에서 증기와 평형을 이루면 기기는 냉각 거울 방법을 사용하여 상대 습도를 찾습니다. 이 방법은 이슬이 맺히기 시작할 때까지 챔버의 작은 거울을 차갑게 하는 것입니다. 이슬점에서 WP4C 은 0.001°C 정확도로 거울과 샘플 온도를 모두 측정합니다. 이를 통해 WP4C 는 -0.05 MPa ~ -300 MPa 범위에서 비교할 수 없는 정확도로 수전위 측정값을 제공할 수 있습니다.

WP4C 을 HYPROP 과 함께 사용하면 토양의 전체 수분 범위에 걸쳐 완전한 토양 수분 방출 곡선을 만들 수 있습니다. 어떻게 작동하는지 동영상에서 확인하세요. 이는 PARIO 에서 추출한 정보와 결합하여 토양의 수리학적 특성을 이해하는 데 강력한 도구가 될 수 있습니다.

더 많은 도구가 데이터의 교향곡을 만듭니다.

수분 함량과 같은 단일 매개변수만 측정하는 것은 연구자에게 토양을 이해하는 출발점을 제공할 수 있지만, 토양 유형, 수분 잠재력 또는 수리 전도도와 같은 다른 정보를 알지 못하면 수분 비율이 무엇을 알려주는지 이해할 수 없습니다. 토양에 대한 가장 심층적인 통찰력을 얻기 위해 연구자는 입자 크기 분포, 수리 전도도 곡선, 수분 방출 곡선을 함께 사용하여 가장 정확하고 포괄적인 정보를 얻을 수 있습니다. 두 가지 유형의 곡선을 함께 사용하면 토양이 없는 기질에서 이중 다공성 수분 방출 곡선과 같은 모호한 문제를 분리하는 데도 도움이 될 수 있습니다. 실험실과 현장 기기를 함께 사용하면 연구자에게 종합적인 정보를 제공할 수 있으며 데이터를 이해하고 시간에 따른 토양의 거동을 예측하는 데 강력한 도구로 사용할 수 있습니다.

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