Transcript บทที่ 3 น้ำในดิน - หน้าหลักรายวิชา

ความสั มพันธ์
ของ
ดิน-พืช-นา้
1
นิเวศวิทยาของดิน พืช นา้
2
แหล่งของน้ ำที่พืชใช้ในกำรเจริ ญเติบโต
ได้ มาจาก 4 แหล่ง คือ
1. ความชื้นทีเ่ หลืออยู่ในดินหลังฤดูกาลเพาะปลูกแล้ว
เมื่อปลูกพืชครั้ งต่อไปควำมชื้ นมีปริ มำณมำกพอพืชก็จะสำมำรถ
นำไปใช้ได้ บำงแห่ งอำจจะได้รับกำรเพิ่มเติ มจำกฝนที่ ตกนอกฤดู กำล
เพำะปลูกด้วย
3
แหล่งของน้ ำที่พืชใช้ในกำรเจริ ญเติบโต
2. นา้ ใต้ ดิน
ถ้ำหำกน้ ำใต้ดินอยูใ่ นระดับที่จะซึมขึ้นมำถึงแขตรำกได้ พืชก็จะได้รับ
น้ ำส่ วนนี้ เหมือนกัน แต่น้ ำจะต้องมีคุณภำพดี ไม่มีเกลือแร่ หรื อไม่
มำกเกินไปมิฉะนั้นจะทำให้มีกำรสะสมเกลือขึ้นในเขตรำกพืช
3. ฝน
ซึ่ งพืชอำจจะนำไปใช้ได้เพียงบำงส่ วนเท่ำนั้น เพรำะส่ วนที่ซึมลงไป
เก็บไว้ในดิน
4
แหล่งของน้ ำที่พืชใช้ในกำรเจริ ญเติบโต
4. นา้ ชลประทาน
คือ ปริ มำณน้ ำที่พืชต้องกำรสำหรับกำรระเหยและกำรคำยน้ ำรวม
กับที่ตอ้ งกำรสำหรับวัตถุประสงค์อย่ำงอื่น เช่น ใช้สำหรับควบคุมควำม
เข้มข้นของเกลือในเขตรำกพืช และปริ มำณน้ ำที่สูญเสี ยไปในกำรส่ งน้ ำ
กำรให้ น้ ำ หั ก ออกด้ ว ยปริ มำณน้ ำฝนที่ พื ช ใช้ ไ ด้ เป็ นปริ มำณน้ ำ
ชลประทำนที่จะต้องให้เพิม่ เติม
5
องค์ ประกอบหลักของนา้ ในดิน
6
กำรกักเก็บน้ ำของดิน
เมื่อดินได้รับน้ ำ จะไหลซึมเข้ำไปอยูใ่ นช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดิน และยึด
ตึดกับเม็ดดินด้วยแรงยึดเหนี่ ยวระหว่ำงโมเลกุลของน้ ำและโมเลกุลของ
เม็ดดิน และแรงยึดเหนี่ยวระหว่ำงโมเลกุลของน้ ำด้วยกัน
รวมเป็ นแรงดูดซับ
ดังนั้นกำรที่จะทำให้น้ ำในดินเคลื่อนที่หรื อดูดน้ ำออกจำกดินจึงต้องใช้
แรงที่มำกกว่ำแรงดูดซับ
ขนำดของแรงที่จะใช้ดึงควำมชื้น จะขึ้นอยูก่ บั ปริ มำณควำมชื้นที่มีอยูใ่ น
ดิน
7
กำรกักเก็บน้ ำของดิน
ถ้ำดินมีควำมชื้นมำกเท่ำใดน้ ำที่เกำะอยูร่ อบ ๆ เม็ดดินก็จะหนำมำกขึ้น
โมเลกุลของน้ ำที่ อยู่ห่ำงจำกเม็ดดิ นมำกก็จะไม่ได้รับอิ ทธิ พลจำกแรงยึด
เหนี่ยวกับโมเลกุลดิน
ดังนั้นมันจะถูกทำให้เคลื่อนที่ดว้ ยแรงดึงดูดของโลก หรื อไหลไปสู่ เม็ดดิน
ที่มีน้ ำเกำะอยูใ่ นส่ วนที่บำงกว่ำได้ง่ำย
แต่เมื่อควำมชื้ นในดิ นลดลง แรงยึดเหนี่ ยวจำกโมเลกุลดิ นก็จะมี อิทธิ พล
มำกขึ้น กำรที่จะดูดน้ ำจำกดินไปใช้จึงต้องใช้แรงมำกขึ้น
8
ชนิดของน้ ำที่อยูใ่ นช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดิน
มี 4 ชนิด
คือ
1. นา้ ทีอ่ ยู่ในอนุภาคดิน (chemically combined water)
ได้แก่ ควำมชื้นที่เป็ นองค์ประกอบทำงเคมีของส่ วนที่เป็ นของแข็ง
ของดินกำรอบดินที่อุณหภูมิ 105 - 110 องศำเซลเซี ยส เป็ นเวลำไม่นอ้ ย
กว่ำ 15 ชัว่ โมง ก็ไม่สำมำรถขับน้ ำชนิ ดนี้ ออกจำกเม็ดดิ นได้ ดังนั้นดิ น
แห้งสนิทก็ยงั มีควำมชื้นชนิดนี้อยู่
9
ชนิดของน้ ำที่อยูใ่ นช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดิน
2. นา้ เยื่อ ( hygroscopic water)
ได้แก่ ควำมชื้ นที่ถูกอนุ ภำคของดินดูดยึดไว้ภำยนอก ควำมชื้ น
ประเภทนี้ จะอยู่ชิดกับอนุ ภำคดิ นมำกกว่ำควำมชื้ นประเภทอื่น น้ ำเยื่อมี
ลักษณะเป็ นเยือ่ บำง ๆ ดูดยึดกับเม็ดดินด้วยแรงดึงดูดระหว่ำงเม็ดดินกับน้ ำ
เยื่อ แรงดูดยึดที่อนุภำคดินกระทำต่อควำมชื้นประเภทนี้ สูงมำก ประมำณ
31 – 10,000 บรรยำกำศ (บำร์)
10
ชนิดของน้ ำที่อยูใ่ นช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดิน
3. นา้ ซับ (capillary water)
ได้แก่ ควำมชื้นที่ดินดูดยึดไว้ภำยนอกอยูถ่ ดั จำกน้ ำซับ ควำมชื้น
ประเภทนี้อำจปรำกฎได้ใน 2 ลักษณะ คือ
- ในลักษณะของเยือ่ ที่มีควำมหนำมำกกว่ำ 1 โมเลกุล บนผิวของ
อนุภำคดิน
- ในลักษณะที่บรรจุอยูใ่ นที่วำ่ งที่มีขนำดเล็กมำก ๆ ของดิน
ควำมชื้นประเภทน้ ำมีลกั ษณะสำคัญ คือ มีผวิ เว้ำ และอำนำจแรง
ดึงดูดของโลกไม่อำจทำให้เคลื่อนที่มำกพอที่จะสังเกตได้
11
ชนิดของน้ ำที่อยูใ่ นช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดิน
4. นา้ ซึม ( gravitational water หรือ free water)
ได้แก่ ควำมชื้ นที่ไม่อยู่ในอำนำจดูดยึดของดิน เป็ นน้ ำอิสระถูก
อิทธิ พลของแรงดึงดูดโลกดึงดูดลงไปเลยเขตรำกพืช ควำมชื้นแบบนี้ จะมี
ผิวเรี ยบ
12
แรงต่ำง ๆ ที่ทำให้เกิดกำรเคลื่อนที่ของน้ ำ
แรง adhesive คือ แรงดึงดูดระหว่ำงโมเลกุลต่ำงชนิดกัน คือ
โมเลกุลของน้ ำกับดิน
แรง cohesive เป็ นแรงดึงดูดระหว่ำงโมเลกุลชนิดเดียวกัน คือ โมเลกุล
ของน้ ำกับน้ ำ
แรงดึงดูดของโลก (gravitational force) เป็ นแรงที่ทำให้น้ ำไหลลงใน
แนวดิ่ง
แรง capillary หรื อแรงดูดซับทำให้น้ ำไหลในช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดินใน
ทิศทำงใดก็ได้
13
กำรเคลื่อนที่ของน้ ำในดิน
กำรเรี ยงตัวของอนุ ภำคดิน ทำให้เกิดช่องว่ำงที่มีขนำดและรู ปร่ ำง
ต่ำง ๆ ขึ้น ในดินเมื่อฝนตกน้ ำจะแทรกเข้ำไปอยู่ในช่องว่ำงเหล่ำนี้ และ
กำรติดอยูก่ บั อนุภำคดินด้วยแรง adhesive และ cohesive ถ้ำหำกนำน้ ำเข้ำ
ไปแทนที่อำกำศจนเต็มทุกช่องว่ำง ดินนั้นอยูต่ วั ด้วยน้ ำ (saturated) และ
น้ ำที่อยู่ในช่ องว่ำงทั้งหมดนั้นจะเป็ นปริ มำตรสู งสุ ดที่ดินเก็บกักเอำไว้ได้
ดินแต่ละชนิ ดจะมี saturate ที่ต่ำงกันเช่น ดินเหนี ยวจะดูดซับน้ ำไว้ได้
มำกกว่ำดินทรำย
14
กำรเคลื่อนที่ของน้ ำในดิน
เนื่องจำกว่ำสสำรทุกอย่ำงที่อยูบ่ นผิวโลกจะถูกแรงดึงดูดของโลก
กระทำอยูต่ ลอดเวลำรวมทั้งน้ ำที่ขงั อยูใ่ นช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดินด้วย ใน
ช่องว่ำงระดับใหญ่ แรง adhesive จะน้อยกว่ำในช่องว่ำงขนำดเล็กดังนั้น
เมื่อผลรวมของแรง adsesive และ cohesive น้อยกว่ำแรงดึงดูดของโลก
น้ ำก็จะถูกแรงดึงดูดของโลกดึงดูดให้ไหลลงสู่ที่ต่ำกว่ำ น้ ำที่ไหลลงไปใน
ดินด้วยสำเหตุน้ ีเรี ยกว่ำ น้ ำอิสระ (free water หรื อ gravitational water)
15
กำรเคลื่อนที่ของน้ ำในดิน
เมื่อฝนหยุดตกหรื อหยุดให้น้ ำแก่พืชน้ ำที่อยูใ่ นช่องว่ำงขนำดใหญ่
กว่ำจะระบำยออกภำยในเวลำ 2-3 วัน ในดินที่มีกำรระบำยน้ ำได้ free
water จะถูกระบำยออกก่อนที่จะเป็ นอันตรำยต่อพืช และจะมีอำกำศเข้ำไป
แทนที่ส่วนในช่องว่ำงขนำดเล็ก น้ ำซึ่งไม่ถูกระบำยออกด้วยแรงดึงดูดของ
โลกอำจจะมีกำรเคลื่อนที่อยูต่ ำมช่องว่ำงขนำดเล็กด้วยแรงดูดซับ (capillary
force) เรี ยกน้ ำนี้วำ่ น้ ำดูดซับหรื อน้ ำดูดซึม (capillary water) ซึ่งจะมีกำร
เคลื่อนที่ชำ้ มำกและจะเคลื่อนที่ไปสู่จุดที่แรงดึงควำมชื้นมำกที่สุดเสมอ
16
ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อกำรเคลื่อนที่ของน้ ำในดิน
1. ขนำดและควำมต่อเนื่องของช่องว่ำงระหว่ำงเม็ดดิน น้ ำอิสระจะไหลใน
ช่องว่ำงที่มีขนำดใหญ่ได้เร็ วกว่ำในช่องว่ำงขนำดเล็ก
2. ชั้นดินที่ไม่ยอมให้น้ ำซึ มผ่ำนได้ เช่น ดินดำนจะทำให้กำรไหลของน้ ำ
อิสระช้ำลงหรื อชงัก หรื อชั้นดินเหนียวอยูใ่ นชั้นของดินทรำยจะทำให้กำร
ไหลของน้ ำชงัก ไม่ต่อเนื่อง
3. รอยต่อระหว่ำงชั้นดินจะทำให้กำรเคลื่อนที่ของน้ ำหยุดชัว่ ระยะเวลำหนึ่ง
ทั้งนี้ เพรำะช่ องว่ำระหว่ำงดิ นทั้งสองชนิ ดมี ขนำดแตกต่ำงกัน ทำให้เกิ ด
ควำมไม่ต่อเนื่องในกำรไหล
17
ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อกำรเคลื่อนที่ของน้ ำในดิน
4. ควำมหนำของน้ ำที่เกำะอยูร่ อบ ๆ เม็ดดิน ถ้ำมีน้ ำมำเกำะมำก (มีควำม
หนำมำก) น้ ำก็จะเคลื่อนที่จำกเม็ดดิ นที่มีน้ ำเกำะหนำไปสู่ เม็ดดิ นที่มีน้ ำ
เกำะอยูน่ อ้ ยกว่ำ
5. ควำมร้อนในดิน ทำให้น้ ำกลำยเป็ นไอ แพร่ กระจำยออกไป และเมื่อ
กระทบกั บ ควำมเย็น มัน จะกลั่น ตัว เป็ นน้ ำกลับ สู่ ดิ น หรื อไหลออกสู่
บรรยำกำศ ในรู ปของไอน้ ำ ขณะที่น้ ำระเหยออกไป ดิ นชั้นบนจะแห้ง
และก่อให้เกิดแรงดึงควำมชื้นขึ้น น้ ำซับที่อยูต่ ่ำกว่ำซึ่งมีควำมชื้นมำกกว่ำก็
จะไหลมำแทนที่
18
ระดับควำมชื้นของดินชนิดต่ำง ๆ
ระดับควำมชื้น (moisture content) ของดินเป็ นสิ่ งที่แสดงถึง
จำนวนหรื อปริ มำณของควำมชื้ น ที่ มีอยู่ใ นดิ น จำนวนหนึ่ ง ๆ กำรแสดง
ระดับควำมชื้นของดินอำจจะกระทำได้หลำยวิธี กล่ำวคือ แสดงเป็ น
19
หน่วยของควำมชื้นในดิน
ควำมชื้นในดินสำมำรถวัด หรื อคำนวณได้ โดยมีหน่วยเป็ น
1. เปอร์เซ็นต์โดยน้ ำหนัก (percentage by weight)
2. เปอร์เซ็นต์โดยปริ มำตร (percentage by volume)
3. เปอร์เซ็นต์ควำมอิ่มตัวด้วยน้ ำ (saturation percentage)
4. ควำมลึกของน้ ำ (depth of water)
20
หน่วยของควำมชื้นในดิน
1. เปอร์เซ็นต์โดยน้ ำหนัก (percentage by weight)
เปอร์ เซ็ น ต์ควำมชื้ นโดยน้ ำหนัก ของดิ น เป็ นตัว เลขที่ แสดงถึ ง
น้ ำหนักของควำมชื้น ของดินเมื่อคิดเปอร์เซ็นต์ของน้ ำหนักของดินเมื่อดิน
แห้งสนิท ถ้ำกำหนดให้
PW
เป็ นเปอร์เซ็นต์ควำมชื้นโดยน้ ำหนักของดิน
mW
เป็ นน้ ำหนักของควำมชื้นของดิน และ
mS
เป็ นน้ ำหนักของดินขณะที่ดินแห้งสนิท
21
หน่วยของควำมชื้นในดิน
ดังนั้นตัวแปรทั้งสำมย่อยมีควำมสัมพันธ์กนั ดังต่อไปนี้
PW = (mW / mS) 100
คำว่ำ “ดิ นแห้งสนิ ท ” ในที่ น้ ี หมำยถึ ง ดิ นที่ ได้ผ่ำนกำรอบที่
อุณหภูมิ 105-110 องศำเซลเซียส จนดินนั้นมีน้ ำหนักคงที่ ซึ่งโดยปกติตอ้ ง
ใช้เวลำอบไม่น้อยกว่ำ 15 ชัว่ โมง กำรอบดินตำมวิธีกำรนี้ ทำให้ควำมชื้ น
ของดิน ยกเว้น ส่ วนที่เป็ นองค์ประกอบทำงเคมีของอนุภำคดิน หำยไปจำก
ดินอย่ำงสิ้ นเชิง แต่ไม่ทำให้สิ่งอื่น ๆ ที่ไม่ใช่ควำมชื้นสู ญเสี ยไปจำกดินแต่
อย่ำงใด ดินที่ได้ผำ่ นกำรอบตำมวิธีกำรนี้แล้วเรี ยกว่ำ oven-dry soil
22
หน่วยของควำมชื้นในดิน
เปอร์ เ ซ็ น ต์ควำมชื้ น โดยน้ ำหนัก ของดิ น เมื่ อคิ ด ตำมวิ ธี ทวั่ ไป
จะต้อ งน้อ ยกว่ ำ 100 เสมอ เพรำะ mW จะต้อ งน้อ ยกว่ ำ ผลรวม
ระหว่ำง mW กับ mS เสมอ แต่เปอร์ เซ็นต์ควำมชื้ นโดยน้ ำหนักของ
ดินเมื่อคิดตำมวิธีที่ใช้กบั ดิน อำจมำกกว่ำ 100 ได้ เพรำะว่ำเป็ นไปได้
ที่น้ ำหนักของส่ วนที่เป็ นควำมชื้นของดิน (mW) จะมำกกว่ำน้ ำหนักของ
ส่ วนอื่น ๆ ของดิน (mS)
23
หน่วยของควำมชื้นในดิน
2. เปอร์ เซ็นต์ โดยปริมาตร (percentage by volume)
เปอร์ เซ็นต์ควำมชื้นโดยปริ มำตรของดิน หมำยถึง ปริ มำตร
ของส่ ว นที่ เ ป็ นควำมชื้ น ของดิ น เมื่ อ คิ ด เป็ นเปอร์ เ ซ็ น ต์ข องปริ ม ำตร
ทั้งหมดของดิน ดังนั้น ถ้ำ PV เป็ นเปอร์ เซ็นต์ควำมชื้นโดยปริ มำตร
ของดิน VW เป็ นปริ มำตรควำมชื้นของดิน และ Vb เป็ นปริ มำตรของ
ดินทั้งหมด
PV = ( VW / Vb) 100
24
หน่วยของควำมชื้นในดิน
3. เปอร์ เซ็นต์ ความอิม่ ตัวด้ วยนา้ (saturation percentage)
เปอร์ เ ซ็ น ต์ค วำมอิ่ มตัว ด้ว ยน้ ำ ของดิ น หมำยถึ ง ปริ ม ำตรของ
ควำมชื้นของดินเมื่อคิดเป็ นเปอร์ เซ็นต์ของปริ มำตรของสิ่ งที่ไม่ใช่ของแข็ง
ของดิน ดังนั้น ถ้ำ S เป็ นเปอร์เซ็นต์ควำมอิ่มตัวด้วยน้ ำของดิน VW เป็ น
ปริ มำตรของควำมชื้ นของดิ น และ
Vns เป็ นปริ มำตรของสิ่ งที่ไม่ใช่
ของแข็งของดินจะเห็นว่ำ
S = ( VW / Vns) 100
25
หน่วยของควำมชื้นในดิน
4. ความลึกของนา้ (depth of water)
วิธีน้ ี ใช้หลักกำรเดียวกันกับแสดงปริ มำณน้ ำฝน กล่ำวคือ จะต้อง
ใช้จิน ตนำกำรว่ำถ้ำสำมำรถแยกส่ ว นที่ เป็ นควำมชื้ น ออกจำกส่ ว นอื่ น ๆ
ของดิน จำนวนหนึ่ งได้ท้ งั หมดแล้วเทควำมชื้ นที่แยกออกมำได้น้ นั ลงไป
บนเนื้ อ ที่ ห น้ำ ตัด ของดิ น จ ำนวนนั้น โดยให้ค วำมชื้ น นั้น กระจำยอย่ำ ง
สม่ำเสมอกันทัว่ ทั้งเนื้ อที่หน้ำตัดของดินและไม่ให้ควำมชื้นซึมเข้ำไปในดิน
อีกด้วย ควำมชื้นนั้น ๆ จะมีควำมลึกเท่ำใด ซึ่งจะเห็นว่ำ กำรดำเนินกำร
โดยตรงเพื่อหำระดับควำมชื้ นของดิ นเป็ นควำมลึกของน้ ำนี้ กระทำไม่ได้
ในทำงปฏิบตั ิ
26
ควำมชื้นชลประทำน (Field capacity)
หลังจำกที่ น้ ำอิสระถูกระบำยออกจำกช่ องว่ำงขนำดใหญ่แล้ว
ควำมชื้ น ในดิ น ก็ จ ะมี ก ำรเปลี่ ย นแปลงน้อ ยลง น้ ำ ที่ เ หลื อ อยู่มี ก ำร
เคลื่อนที่ชำ้ มำกทั้งนี้ เพรำะ แรงดึงดูดของโลก (gravity) ไม่สำมำรถที่
จะดึงดูดน้ ำที่เหลืออยูน่ ้ ีลงสู่ ที่ต่ำได้ น้ ำที่เหลืออยูน่ ้ ีจะเคลื่อนที่ไปสู่ จุดที่
มีแรงดึงดูดควำมชื้นสู งด้วยแรง (capillary) ในช่องว่ำงขนำดเล็กของดิน
ปริ มำณควำมชื้นในดินหลังจำกที่น้ ำอิสระ ถูกระบำยออกไปหมดแล้วนี้
เรี ยกว่ำ ควำมชื้นชลประทำน (Field capacity)
27
กำรหำควำมชื้นชลประทำนในห้องปฏิบตั ิกำร
1. เลือกพื้นที่ในไร่ นำที่ตอ้ งกำรหำค่ำควำมชื้นชลประทำน
2. ท ำคัน ดิ น ล้ อ มพื้ น ที่ ที่ ต ้อ งกำรวัด ควำมชื้ นชลประทำนโดยรอบ
กว้ำง x ยำว ประมำณ 2.5 x 2.5 ตร.ม. สู ง 25 ซม. เติมน้ ำลงไปให้
เปี ยกตลอดพื้นที่และควำมลึกที่ตอ้ งกำร (ถึงเขตรำกพืช) ใช้พลำสติกคลุม
ดินเพื่อป้ องกันกำรระเหย ปล่อยให้น้ ำซึมลงไป แล้วทิ้งไว้ประมำณ 2 วัน
แล้วเก็บตัวอย่ำงดินตรงกลำงพื้นที่ที่เตรี ยมไว้
28
กำรหำควำมชื้นชลประทำนในห้องปฏิบตั ิกำร
3. นำตัวอย่ำงดิ นที่ตอ้ งกำรหำควำมชื้ น แล้วเก็บไว้ในภำชนะที่ทรำบ
น้ ำหนัก นำไปชัง่ แล้วนำไปหำควำมชื้ นของดินในห้องปฏิบตั ิกำรโดย
กำรอบให้ แ ห้ ง แล้ว หำค่ ำ ควำมชื้ น ค่ ำ ควำมชื้ น ที่ ไ ด้คื อ ควำมชื้ น
ชลประทำน
4. หรื อนำตัวอย่ำงดินในแปลงมำทำให้อิ่มตัวด้วยน้ ำ แล้วนำไปใส่ ใน
หม้อควำมดัน (Extractor chamber) ปรับควำมดันให้เท่ำกับ 1/3
บรรยำกำศ รอจนแรงดึ ง ควำมชื้ น ของดิ น กับ ควำมดัน ในหม้อ อยู่ใ น
สภำวะสมดุลย์ จึงนำเอำตัวอย่ำงดินมำหำควำมชื้น
29
วิธีหำค่ำควำมชื้นชลประทำนในสนำม
โดยวิธีใช้ Tensiometer
1. เลือกพื้นที่ในไร่ นำที่ตอ้ งกำรหำค่ำควำมชื้นชลประทำน
2. ติดตั้งเครื่ องวัดแรงดึงควำมชื้น
3. กำรติ ด ตั้งที่ ถูก ต้องให้ก ระเปำะพรุ น อยู่ใ นบริ เ วณที่ มี รำกแผ่ก ระจำย
อยูอ่ ย่ำงหนำแน่นและอยูใ่ น ตำแหน่งที่น้ ำที่ให้แก่พืชสำมำรถซึมไปถึงได้
4. หลังจำกทำกำรติดตั้งเครื่ องวัดแรงดึงควำมชื้นแล้วประมำณ 24 ชัว่ โมง
แรงดึงควำมชื้นของดินรอบ ๆ กระเปำะพรุ นก็จะอยูใ่ นภำวะสมดุลย์กบั น้ ำ
ในกระเปำะพรุ น ค่ำที่วดั ได้กส็ ำมำรถให้น้ ำได้อย่ำงถูกต้อง
30
วิธีหำค่ำควำมชื้นชลประทำนในสนำม
5. หลัง จำกที่ ไ ด้ใ ช้เ ครื่ องวัด แรงดึ งควำมชื้ น ไปแล้ว ระยะหนึ่ ง จะ
พบว่ำระดับน้ ำในท่อลดลง
6. กำรอ่ำนค่ำแรงดึงควำมชื้ นควรจะอ่ำนในตอนเช้ำและอยู่ในเวลำ
เดียวกันทุกครั้ง
7. ควำมถี่ในกำรอ่ำนแรงดึงควำมชื้น เพื่อกำหนดกำรให้น้ ำขึ้นอยูก่ บั
อัตรำกำรใช้น้ ำของพืชและควำมสำมำรถเก็บน้ ำไว้ได้ของดิ นในเขต
รำก
31
วิธีหำค่ำควำมชื้นชลประทำนในสนำม
8. สเกลที่หน้ำปั ดของเกจ์สูญญำกำศจะบอกเป็ นดึงควำมชื้นของดิน
จำก 0 ถึง 100 เซนติบำร์ หนึ่งร้อยเซนติบำร์เท่ำกับหนึ่ งบำร์ ซึ่ง
มีค่ำประมำณเท่ำกับหนึ่งบรรยำกำศ หรื อ 14.7 ปอนด์ต่อตำรำงนิ้ว
9. โดยทัว่ ๆ ไปแล้วเครื่ องวัดแรงดึงควำมชื้นจะทำงำนได้ดีในช่วง
0 ถึงประมำณ 85 เซนติบำร์ เพรำะค่ำสู ญญำกำศมำกกว่ำนี้ อำกำศ
จะซึมผ่ำนกระเปำะพรุ นเข้ำไปในท่อพลำสติก
32
ความชื้นทีจ่ ุดเหี่ยวเฉาถาวร (Permanent Wilting Point)
หมายถึง ควำมชื้ นในดินที่พืชไม่สำมำรถดูดมำใช้ทดแทน
กำรคำยน้ ำของพืชได้ ทำให้พืชเริ่ มมีกำรเหี่ ยวเฉำอย่ำงถำวรในที่สุด
เมื่อควำมชื้นของดินถึงจุดเหี่ ยวเฉำถำวรแล้ว ถ้ำหำกว่ำนำพืชที่เหี่ ยว
เฉำนั้นไปไว้ในห้องที่มีควำมชื้นสัมพันธ์ของอำกำศประมำณ 100%
ซึ่งพืชไม่มีกำรสู ญเสี ยน้ ำ หรื อสู ญเสี ยน้ ำน้อยที่สุด พืชนั้นก็ยงั ไม่สด
ชื่นขึ้น
33
ความชื้นทีจ่ ุดเหี่ยวเฉาถาวร (Permanent Wilting Point)
อำกำรเหี่ ย วเฉำของพืช เกิ ด ขึ้น ได้ห ลำยครั้ ง เช่น ใน
ตอนกลำงวันที่มีอำกำศร้อนจัด ควำมชื้ นของอำกำศต่ำ ลมแรง
และพืชมีใบกว้ำง ลักษณะดังกล่ำวนี้ จะทำให้พืชมีกำรสู ญเสี ยน้ ำ
โดยกำรคำยออกทำงปำกใบมำก เมื่ ออัตรำกำรคำยน้ ำของพืช
มำกกว่ำอัตรำกำรดูดน้ ำในดินของรำกพืช พืชก็จะมีอำกำรเหี่ ยวเฉำ
ถึงแม้ว่ำดินจะมีควำมชื้ นอยู่มำก แต่เมื่ออำกำศเย็นลงพืชก็จะสด
ชื้ นเหมือนเดิม อำกำรเหี่ ยวเฉำของพืชแบบนี้ จะเป็ นอำกำรเหี่ ยว
เฉำชัว่ ระยะเวลำหนึ่งเท่ำนั้น
34
วิธีหำค่ำควำมชื้นที่จุดเหี่ ยวเฉำถำวร
ผลกำรวิจยั ของ Briggs และ Shantz (1912) เกี่ยวกับเรื่ องนี้ช้ ีให้เห็นว่ำ
ระดับควำมชื้ นของดิ นชนิ ดหนึ่ ง ๆ ในขณะที่พืชที่ข้ ึนอยู่บนดิ นชนิ ดนั้นแสดง
อำกำรเหี่ ยว เป็ นลักษณะที่จำเพำะสำหรับดินชนิดนั้น และไม่ข้ ึนกับชนิดของพืช
เขำได้ให้คำจำกัดควำมของ “สัมประสิ ทธิ์ กำรเหี่ ยว” wilting coefficient ไว้ว่ำ
เป็ นเปอร์ เซ็นต์ควำมชื้ นโดยน้ ำหนักของดิ นในขณะที่ใบของพืชที่ข้ ึนอยู่บนดิ น
นั้น เริ่ มแสดงกำรลดควำมชื้นที่ถำวรอันเป็ นผลสื บเนื่องมำจำกกำรขำดน้ ำในดิน
กำรลดควำมชื้นที่ถำวรของใบพืช หมำยถึง สภำวะที่ใบพืชไม่อำจแสดงควำม
เปล่ งปลัง่ ได้ดังเดิ มอี ก หลัง จำกที่ ได้ทำให้บรรยำกำศรอบ ๆ ต้น พื ชที่ อยู่ใน
สภำวะเช่นนั้นอิ่มตัวด้วยไอน้ ำ (มีควำมชื้นสัมพัทธ์ 100%) อยูเ่ สมอ โดยไม่มี
กำรเพิม่ ควำมชื้นให้แก่ดินเลย
35
วิธีหำค่ำควำมชื้นที่จุดเหี่ ยวเฉำถำวร
คำนวณจุดเหี่ ยวถำวรของดินในแต่ละกระป๋ อง โดยใช้สูตร
PWP = 100 (m1 - m2 - 0.4m3 ) / (m1 - m)
โดยที่ PWP
=
จุดเหี่ ยวถำวรของดิน ( % โดย น.น.)
m1
=
มวลของกระป๋ องและดินพร้อมด้วยฝำก่อนนำไปอบ
m2
=
มวลของกระป๋ องและดินพร้อมด้วยฝำเมื่ออบแล้ว
m3
=
มวลของส่ วนที่อยูเ่ หนือดินของพืช
m
=
มวลของกระป๋ องเปล่ำพร้อมด้วยฝำ
36
ความชื้นที่ยอมให้ พชื นาไปใช้ ได้ (Allowable depletion)
ระดับ ควำมชื้ น ในดิ น ระหว่ ำ งควำมชื้ น ชลประทำน (FC)
ถึงควำมชื้นที่จุดเหี่ ยวเฉำถำวร (PWP) เป็ นควำมชื้นที่พชื นำไปใช้ได้
หมำยควำมว่ำ ถ้ำดิ นในเขตรำกยังมี ควำมชื้ นอยู่เหนื อระดับ PWP
แล้ว พื ช ส่ ว นใหญ่ จ ะไม่ เ หี่ ย วเฉำในขณะที่ มี ค วำมชื้ น ลดลงเข้ำ ใกล้
PWP พืชบำงชนิ ดจะเหี่ ยวเฉำก่อนพืชชนิดอื่น ทั้งนี้ ข้ ึนอยูก่ บั ว่ำพืช
นั้นมีควำมทนทำน ต่อกำรขำดน้ ำได้ดีเพียงใด มีอำยุ ควำมหนำแน่น
และกำรแผ่กระจำยของรำกเป็ นอย่ำงไร ตลอดจนสภำพภูมิอำกำศใน
วันนั้นแห้งแล้งและร้อนมำกเพียงใด
37
ความชื้นที่ยอมให้ พชื นาไปใช้ ได้ (Allowable depletion)
ขนำดของเม็ดดิน หรื อเนื้ อดินจะมีผลต่อปริ มำณน้ ำที่พืชนำไปใช้
ได้ม ำก กล่ ำ วคื อ ในดิ น ที่ เ นื้ อ ละเอี ย ดจะมี ค วำมชื้ น ที่ พื ช น ำไปใช้ไ ด้
มำกกว่ำดินที่มีเนื้ อหยำบ อย่ำงไรก็ตำมดินทรำยบำงชนิ ดอำจมีควำมชื้นที่
พืชนำไปใช้ได้ มำกกว่ำดินเหนี ยว ทั้งนี้ เพรำะดินที่มีเนื้ อละเอียดมำก ๆ
จะมีน้ ำเยื่อติดอยู่รอบ ๆ เม็ดดิ นเป็ นจำนวนมำก ซึ่ งพืชไม่สำมำรถดูดไป
ใช้ได้ ในดินที่มีกำรระบำยน้ ำได้ดีมกั จะมีควำมชื้นที่พืชนำไปใช้ได้ไม่มำก
นักทั้งนี้ เพรำะว่ำที่ควำมชื้นชลประทำน (FC) น้ ำที่แทรกอยู่ในช่องว่ำง
ระหว่ำงเม็ดดินที่มีขนำดใหญ่จะถูกระบำยออกไปจนหมด ดินจึงมีควำมชื้น
ที่เก็บไว้ได้นอ้ ย
38
ปริมาณนา้ ที่ต้องให้ เพือ่ เพิม่ ความชื้นในดิน
กำรชลประทำนจะพยำยำมรักษำควำมชื้นในดินให้อยูใ่ น
ระดับควำมชื้ นที่ยอมให้พืชดูดเอำไปใช้ได้ คือ ตั้งแต่ช่วง FC
จนถึง Critical point (CP) เพื่อป้ องกันกำรขำดน้ ำของพืชและ
เพื่อไม่ให้เกิดกำรสู ญเสี ยน้ ำ โดยกลำยเป็ นน้ ำอิสระ ซึ่งจะทำให้
กำรชลประทำนนั้นมี ประสิ ทธิ ภำพในกำรออกแบบระบบกำร
ชลประทำนบนแปลงเพำะปลู ก จ ำนวนควำมชื้ น ที่ พื ช เอำไป
ใช้ได้เป็ นส่ วนใหญ่มกั จะคำนวณโดยใช้หน่ วยเป็ นควำมลึกของ
น้ ำต่อหน่ วยควำมลึกของดิ น เมื่อต้องกำรทรำบว่ำจะต้องใช้น้ ำ
แก่ พืชเท่ำไร ก็เอำควำมลึกของเขตรำกพืชคูณกับค่ำจำนวน
ควำมชื้นที่หำได้
39