درک معنی واحد PPM در خاک

اعداد موجود در نتایج آزمایش خاک ممکن است برحسب واحدهای مختلفی بیان شوند. بسیاری از اوقات، حتی در یک آزمایشگاه نیز عناصر مختلف برحسب واحدهای مختلفی گزارش می‌شوند.

ppm یکی از رایج‌ترین واحدهای به کار رفته در نتایج آزمایش خاک است. در ادامه توضیح داده می‌شود که واحد ppm چیست و چگونه می‌توان از روی آن مقدار واقعی عنصر آزمایش شده در خاک را تخمین زد؟

ppm مخفف قسمت در میلیون یا نسبت ۱/۱۰۰۰۰۰۰ است.

از ppm برای اندازه‌گیری غلظت‌های کم در محلول‌های آبی یا خاک استفاده می‌شود. در محلول‌ها، واحد ppm معادل میلی‌گرم در لیتر یا گرم بر مترمکعب است. توجه داشته باشید که این واحد نسبت جرم به حجم را نشان می‌دهد زیرا جرم آب معادل حجم آن است (در واحدهای متریک).

در گزارش آزمایش خاک ppm معمولاً معادل mg/kg در نظر گرفته می‌شود به طوری که

۱ ppm = ۱ mg/kg

با این حال، بسیاری از آزمایشگاه‌ها از انواع مخلوط‌های خاک مانند خمیر اشباع، عصاره ۱:۲ و غیره استفاده می‌کنند. در چنین مواردی ppm معادل میلی‌گرم در لیتر عصاره خاک است.

برای تبدیل میزان یک ماده مغذی برحسب ppm (جرم / جرم همانند میلی‌گرم بر کیلوگرم) به یک مقدار واقعی برحسب کیلوگرم لازم است سه پارامتر دیگر را نیز داشته باشیم:

• مساحت منطقه‌ای که می‌خواهیم مقدار مواد مغذی را در آن محاسبه کنیم.
• جرم مخصوص خاک: جرم مخصوص به عنوان وزن خشک خاک در واحد حجم خاک تعریف می‌شود. جرم مخصوص بیشتر خاک‌ها ۱٫۱ - ۱٫۶ تن در مترمکعب است.
• و عمق لایه‌ای که می‌خواهیم محاسبه کنیم.

مثال

در صورتی که آزمایش خاک میزان پتاسیم را 10ppm نشان دهد چند کیلوگرم پتاسیم در یک ‌لایه‌ی ۳۰ سانتی‌متری از یک زمین یک هکتاری وجود دارد؟ جرم مخصوص خاک ۱٫۲ تن بر مترمربع است.

اگر سطح پتاسیم در آزمایش خاک 10ppm به دست آید، مقدار پتاسیم موجود در این لایه‌ی خاک چقدر است؟

اگر به واحدهای انگلیسی یا آمریکایی عادت دارید توصیه می‌شود که برای سهولت در محاسبه برخی مقادیر را به واحدهای متریک تبدیل کنید.

واحدهای آمریکایی	واحدهای متریک
۱ پوند	۰٫۴۵۳ kg کیلوگرم	۴۵۳ g گرم
۱ اکر	۴۰۴۶٫۸۶ m۲ مترمربع
۱ اینچ	۰٫۰۲۵۴ m متر	۲٫۵۴ cm سانتی‌متر

 

از آنجایی که 10ppm معادل ۱۰ میلی‌گرم بر کیلوگرم است، ابتدا باید جرم این لایه از خاک را محاسبه کنیم.

۱ هکتار = ۱۰۰۰۰ مترمربع

عمق لایه ۰٫۳ متر است، بنابراین حجم لایه خاک:

۰٫۳ x ۱۰۰۰۰ = ۳۰۰۰ m^۳

پس از محاسبه حجم می‌توانیم جرم این لایه خاک را محاسبه کنیم؛ به این ترتیب که جرم مخصوص خاک را در حجم بدست آمده ضرب می‌کنیم:

۳۰۰۰ m^۳ × ۱٫۲ ton/m^۳ = ۳۶۰۰ تن

اکنون می‌توان مقدار پتاسیم موجود در خاک را با استفاده از تعریف ppm محاسبه کرد.

۱ ppm = ۱ mg/kg

 

۳۶۰۰ tons = ۳٬۶۰۰٬۰۰۰ kg.

 

به ازای هر کیلوگرم خاک ۱۰ میلی‌گرم پتاسیم داریم، بنابراین:

۳٬۶۰۰٬۰۰۰ × ۱۰ = ۳۶٬۰۰۰٬۰۰ mg = ۳۶ kg

بنابراین، در این لایه خاک به عمق ۳۰ سانتی‌متری زمین یک هکتاری، ۳۶ کیلوگرم پتاسیم داریم.

از لحاظ تئوری، محصولی که در این زمین رشد کرده و سیستم ریشه‌ای فعال آن در لایه ۳۰ سانتی‌متری بالایی زمین قرار دارد، به ۳۶ کیلوگرم پتاسیم دسترسی خواهد داشت.