Überwachung der Bodenfeuchte: Der Gastank für die Pflanzenentwicklung

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Was ist das, wie viel wird gespeichert, wie wird es gemessen, und wie viel Wie viel geht täglich verloren?

Überwachung der Bodenfeuchtigkeit:
Der Benzintank für die Entwicklung von Kulturpflanzen

Was ist das, und wie viel wird gespeichert?

Zunächst einmal sollte das Konzept der verfügbaren Bodenfeuchtigkeit in Bezug auf die Durchwurzelungszone erörtert werden, da die Pflanze ihre Feuchtigkeit/Nährstoffe aus diesem Bereich bezieht.

Wie erwartet, variiert die Tiefe der Wurzelzone je nach Kulturpflanzenart (mehrjährig oder einjährig) und die Bodentyp.

Mehrjährige Pflanzen haben gut etablierte Wurzeln, sobald sie reif sind, während einjährige Pflanzen ihre Wurzeln während der Wachstumsperiode entwickeln. Wichtig ist, dass die Pflanze/Kultur Wasser aus der Wurzelzone verbraucht, und wenn eine einjährige Pflanze wächst, reichen die Wurzeln tiefer in den Boden, d. h. sie haben einen größeren Tank.

Die Art des Bodens kann sich auf die Durchwurzelungstiefe auswirken, hat aber auch einen großen Einfluss auf die Menge des gespeicherten Wassers. Sandige Böden haben einen kleinen Gasspeicher für das gespeicherte Wasser, während Lehmböden einen größeren Speicher haben (Abb. 1 & 2). Wichtig ist, dass Die Bodenfeuchtigkeit in der Wurzelzone ist der GAS-TANK der Kulturpflanze für alle biologischen Prozesse.Daher muss sie überwacht, gemessen und verwaltet werden.

Die Pflanzen können nicht das gesamte im Boden gespeicherte Wasser nutzen. Die Obergrenze ist Feldkapazität, während die untere Grenze die Permanenter Welkepunkt.
Feldkapazität - ist die maximale Wassermenge im Boden, die einige Tage nach einem Sättigungsereignis gemessen wird.
Permanenter Welkepunkt Wenn eine Pflanze nicht mehr in der Lage ist, dem Boden Wasser zu entziehen, um ihren Bedarf zu decken, beginnt sie zu welken, d. h. es steht ihr kein Wasser mehr zur Verfügung.
Pflanzenverfügbares Wasser ist die Differenz zwischen der Feldkapazität und dem Welkepunkt, an dem die Pflanze kein Wasser mehr aus dem Boden ziehen kann. Mit anderen Worten: Nicht das gesamte im Boden gespeicherte Wasser ist für die Pflanzen verfügbar.
Daher ist eine Zulässige Erschöpfung Niveau wird je nach Bodenart und Kultur verwendet.
Die Kultur- und Wurzelzonentiefe sowie die Bodentextur und -struktur bestimmen das für das Pflanzenwachstum leicht verfügbare Wasser.

Daher ist der wichtigste Punkt, dass pflanzenverfügbares Wasser die Bodenfeuchtigkeit ist, die genutzt wird, bevor ein Feuchtigkeitsdefizit das Wachstum der Pflanzen beeinträchtigt.

Bei vielen Kulturen ist die obere Hälfte (50%) des verfügbaren Wasserangebots der Pflanze verfügbar, ohne dass es zu Stress für die Pflanze kommt. Bei Gartenbaukulturen ist in der Regel nur das obere Drittel (33%) oder ein Viertel (25%) verfügbar, bevor Feuchtigkeitsstress auftritt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Pflanzen unter Wassermangel zu leiden beginnen, sobald 50% bis 25% der verfügbaren Feuchtigkeit verbraucht sind oder lange bevor der Welkepunkt erreicht ist.

Zahlreiche Studien in Kanada und anderen Ländern haben eindeutig gezeigt, dass die Kenntnis der Bodenfeuchtigkeit in der Wurzelzone durch Feld- und standortspezifische Überwachung oder Messung maximieren kann ergibt und in einigen Fällen auch niedrigere Inputkosten. Mit anderen Worten: Jeder Zoll oder 25 mm Bodenwasser entspricht so vielen Scheffeln Ertrag für eine Kultur, wenn man bedenkt, dass Krankheit, insekten, Unkraut und Nährstoffe richtig gehandhabt werden. Bei Weizen sind dies etwa 7 - 8 Scheffel, bei Mais 10 - 12 Scheffel und bei Raps 5 - 6 Scheffel für jeden Zoll oder 25 mm des gespeicherten Bodenwassers.

Wie wird die Bodenfeuchtigkeit gemessen?

Die Bestimmung der Bodenfeuchte erfolgt mit zwei gängigen Methoden: Messverfahren und Wasserbilanzverfahren.

Gemessen besteht darin, einen oder mehrere Sensoren im Wurzelbereich einer Pflanze/eines Gewächses anzubringen und die Bodenfeuchtigkeit an jedem Sensorstandort zu messen.

Ein Ansatz für den Wasserhaushalt umfasst die Schätzung des Wasserbedarfs anhand einer Gleichung für die Evapotranspiration (ET₀) und die Verfolgung des Eintrags von Niederschlag und/oder Bewässerung.

1. Gemessene Bodenfeuchte

Heute gibt es viele Arten von Bodenfeuchtesensoren, mit denen die Bodenfeuchtigkeit nahezu in Echtzeit gemessen werden kann.
Im Allgemeinen handelt es sich um volumetrische oder tensiometrische Sensoren.
Tensiometrische Sensoren messen Bodenfeuchtigkeit in Zentibar oder Kilopascal, was angibt, wie stark die Wurzeln beim Entzug von Wasser und Nährstoffen gesaugt werden.
Volumetrische Sensoren messen das Volumen der Bodenfeuchtigkeit in einer Tiefeneinheit und kann in mm oder Zoll Wasser oder prozentualer Kapazität pro Tiefeneinheit des Bodens ausgedrückt werden.

Die folgende Abbildung zeigt eine 90 cm (3 Fuß) Sonde mit Sensoren alle 10 cm (4 Zoll) für die Bodenfeuchtigkeit, insgesamt also 9 Sensoren. Vom 26. bis 30. April regnete es, und die Sensoren zeigten sofort an, wie viel Regen in jeder Schicht absorbiert wurde und wie weit der Regen in den Boden einsickerte.

Die nachstehende Abbildung veranschaulicht die Möglichkeiten einer gut platzierten Wetterstation und Bodenfeuchtigkeit Sonde in der Wurzelzone einer Pflanze. Hier können Sie die Anreicherungsereignisse sehen: in welcher Tiefe die Pflanzenwurzeln Wasser verbrauchen, was auf dem Bild als Treppentreten bezeichnet wird, wann die Wurzeln kein Bodenwasser mehr entnehmen können, was als kein Treppentreten bezeichnet wird, und wie die Wurzeln aktiv werden, wenn eine Schicht durch Regenfälle wieder aufgeladen wird.

2. Wasserhaushalt Bodenfeuchte

Die traditionelle Methode ist die Wasserbilanz- oder Scheckbuchmethode. Dies beinhaltet die Verwendung einer ET₀ Gleichung, Pflanzenkoeffizienten und Bodentypen, um täglich zu schätzen, wie viel Wasser die Pflanze auf der Grundlage der Wurzelzone und des Pflanzenstadiums verbraucht.
Dies wird durch eine lokale Wetterstation erreicht, die die notwendigen Parameter für die ET₀ Berechnungen.
Typische Messgrößen sind Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Windgeschwindigkeit und -böen.
Auch die Kultur und der Boden werden parametrisiert: Bodenart, Feldkapazität, Welkepunkt, Kulturart, Aussaatdatum, Bodenbedeckung und Durchwurzelungstiefe.

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel aus der Praxis Wetterstation d. h. Messung von Lufttemperatur, relativer Luftfeuchtigkeit, Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit/-richtung und Niederschlag. Diese Sensor Messwerte werden in einer Gleichung der FAO (Penman-Monteith-FAO-Methode) zur Berechnung von ET₀ oder Evapotranspiration. Diese Gleichung wird in Irrimet verwendet, um eine Wasserbilanz für eine Anbauzone zu erstellen.

Eine andere Art, ET zu betrachten₀ oder Evapotranspiration, wird durch die nachstehende Abbildung veranschaulicht. Die potenzielle Evapotranspiration ist die maximale Wassermenge, die in einer Stunde oder einem Tag verbraucht wird. Dies geschieht ohne Einschränkungen hinsichtlich der Bodenfeuchtigkeit, der vollständigen Bedeckung des Bodens durch die Pflanzen und der täglichen Wetterbedingungen. Die tatsächliche Evapotranspiration ist in der Regel geringer als die potenzielle Evapotranspiration, da die Bodenfeuchtigkeit und die Bodenbedeckung bei einjährigen Pflanzen eingeschränkt sind, da sie den Boden vollständig bedecken müssen. In Jahren mit hoher Bodenfeuchtigkeit, großer Blattbedeckung (dichter Bestand) und warmen Temperaturen ist die tatsächliche ET₀ ist gleich dem potenziellen ET₀.

Wie viel Bodenwasser geht an einem Tag verloren?

Die folgende Grafik versucht zu veranschaulichen, wie eine Mais wie sich die Pflanze in Bezug auf das Blätterdach und die Wurzeln entwickelt und wie viel Wasser täglich während des Wachstumszyklus verbraucht wird. Es zeigt sich, dass in der frühen Entwicklungsphase mit geringer Bodenbedeckung der Wasserverbrauch pro Tag 1 bis 2 mm beträgt, aber zu dem Zeitpunkt, an dem das Blätterdach voll ausgebildet ist und die Reproduktion stattfindet, kann der tägliche Wasserverbrauch an einem warmen Tag zwischen 5 und 9 mm oder 0,2 bis 0,35 Zoll betragen. In einer Woche sind es 35-63 mm oder 1,35-2,5 Zoll. Der Maisanbau muss den Wasserbedarf entweder durch gespeicherte Bodenfeuchtigkeit und/oder durch Regenbewässerung decken. Wird die tägliche oder wöchentliche Menge nicht gedeckt, sind Wachstum und Nährstoffversorgung eingeschränkt, was zu Ertragseinbußen und Qualitätsproblemen führen kann.

Gemessene oder durch Wasserbilanz ermittelte Bodenfeuchtigkeitswerte in den FieldClimate- und FarmView-Anbaugebieten

Sowohl die gemessene als auch die modellierte Bodenfeuchte kann in FieldClimate und/oder FarmView.

1. FieldClimate Bodenfeuchtesonde Überwachung

Unter FieldClimate können Sie die Bodenfeuchtigkeit von jedem Sensor auf einer Sonde auf verschiedene Weise.
Sie können die Bodenfeuchte von unten nach oben, von oben nach unten oder durch Mittelwertbildung oder Summierung der Werte für eine Reihe von Sensoren entlang der Sonde anzeigen. Sie können auch eine beliebige benutzerdefinierte Ansicht auswählen, die Sie gespeichert haben.

1. FarmView-Cropzone Bodenfeuchteüberwachung

Für die Verwendung von FarmViewbenötigen Sie ein Abonnement für Irrimet und Soil Moisture. Der erste Schritt besteht darin, eine Erntezone zu definieren. Dies kann durch manuelles Zeichnen der Zone oder durch Importieren einer Geojson-Grenzdatei erfolgen. Cropzones sind verschiedene Bewirtschaftungszonen innerhalb jedes Feldes, die aufgrund von Unterschieden in den Bodentypen, der Höhe und dem Gefälle definiert sind.

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