ارزیابی دقت برخی روش‌های صحرایی اندازه‌گیری رطوبت خاک

آب خاک از عوامل مهم موثر در رشد گیاه است. روش های متفاوتی برای تعیین آب خاک وجود دارد. از آنجا که تعیین رطوبت حجمی به روش آزمایشگاهی زمان بر بوده و موجب برهم خوردگی خاک می شود، این پژوهش به منظور ارزیابی برخی روش های صحرایی (درجا) اندازه گیری رطوبت خاک انجام شد. برای اندازه گیری رطوبت خاک از روشمقاومت الکتریکی با آرایش الکترودی ونر، روش رادار نفوذی به زمین با آنتن 700 مگاهرتز و دو حس گر (thetaml2 وsm300)، در 72 نمونه خاک هایی با بافت لوم، لوم شنی، لوم سیلتی، رسی سیلتی، رسی لومی و سیلتی رسی لومی در بخش هایی از حوزه آبخیز شهرکرد استفاده شد. نتایج به دست آمده ضریب همبستگی بین رطوبت خاک و عکس مقاومت الکتریکی زمین را 0.85 نشان داد. همچنین، ضریب همبستگی بین مقادیر حاصل از روش رادار زیرسطحی، حس گر sm300و thetaml2با نتایج به دست آمده از اندازه گیری های آزمایشگاهی به ترتیب برابر بود با 0.86، 0.94 و 0.86 و شاخص crm 0.52 ، 0.75 و 1.22 بدست آمد. با مقایسه مقاومت ویژه الکتریکی، رطوبت به دست آمده از رادار نفوذی به زمین و حس گر sm300و thetaml2با رطوبت حجمی اندازه گیری شده در آزمایشگاه، مقادیر ریشه میانگین مربعات خطا به ترتیب 8.41، 4، 5.3 و 8.6 و  rrmseبه ترتیب 10، 31، 29 و 26 به دست آمد. آزمون دانکن بین رطوبت ها نشان داد که اختلاف رطوبت به دست آمده از حسگرها با رطوبت اندازه گیری شده در آزمایشگاه در سطح 5 درصد (p<0/05) معنی دار بود. بر اساس نتایج ، حس گر sm300دارای بالاترین میزان همبستگی و رادار نفوذی به زمین دارای کمترین خطا (rmse) در بین سایر روش ها بود. با توجه به مقدار rrmseهمه حس گرها تخمین مناسبی از رطوبت خاک داشتند. به طور کلی، برای تعیین رطوبت حجمی نیمرخ خاک در مقیاس های مزرعه تا زیر حوضه، روش مقاومت الکتریکی، رادار زیرسطحی و حس گر های رطوبتی به دلیل سهولت استفاده و تعیین دامنه گسترده رطوبت خاک، می تواند به عنوان روشی اقتصادی و سریع بدون تخریب ساختمان خاک،مورد استفاده قرار گیرد.

Evaluating the Accuracy of Some Field Methods for Measurement of Soil Moisture

Soil water is an important factor in the growth of the plant. There are different methods for soil moisture estimation. It is timeconsuming to obtain volumetric soil moisture in a laboratory. This study was performed to evaluate estimate of soil moisture by different in situ methods including the electrical resistance of Werner electrode arrangement and ground penetration radar (GPR) from 700 MHz antenna, and two humidity sensors, namely, thetaml2 and sm300. These were used in 72 soil samples with different textures (loam, sandy clay loam and silty loam, silty clay, silty clay loam, clay loam) in parts of Shahrekord Watershed.The results showed that the coefficient of correlation between soil moisture and electrical resistance was 0.85. Also, the correlation coefficient between the values obtained from subsurface radar method, sm300 sensor and thetaml2 with the results obtained from laboratory measurements were 0.86, 0.94, 0.86, with CRM index values of 0.52, 0.75 and –1.22. By comparing the results of electrical resistivity, moisture from the GPR and the sm300 and thetaml2 sensors with volumetric moisture, the Root Mean Squared Error (RMSE) values were 8.41, 4, 5.3 and 8.6; and RRMSE were 10, 31, 29, and 26, respectively. Duncan test of moisture content showed that the difference between the sensors and the laboratory moisture content was significant at 5% level (p<0.05). According to the value of RRMSE All sensors had a good estimate of soil moisture. In conclusion, electrical resistivity and GPR method, due to higher sampling density, could be used as a rapid, cost effective, and nondestructive technique to estimate profile of soil water content at scales of field to subwatershed.