Monitoraggio dell'umidità del suolo: Il serbatoio di gas per lo sviluppo delle colture

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Che cos'è, quanto viene immagazzinato, come si misura e quanto si perde ogni giorno? quanto si perde ogni giorno?

Monitoraggio dell'umidità del suolo:
Il serbatoio del gas per lo sviluppo delle colture

Che cos'è e quanto viene immagazzinato?

Innanzitutto, il concetto di umidità del suolo disponibile per le colture e le piante deve essere discusso in termini di zona di radicazione, poiché è da qui che la pianta/coltura preleva l'umidità e i nutrienti.

Come ci si aspetta, la profondità della zona radicale varia in base al tipo di terreno. tipo di coltura (perenne o annuale) e il tipo di terreno.

Le colture perenni avranno radici ben consolidate una volta mature, mentre le colture annuali sviluppano le radici durante la stagione di crescita. L'importante è che la pianta/coltura utilizzi l'acqua dalla zona di radicazione e che, man mano che una coltura annuale cresce, le radici arrivino più in profondità nel terreno, cioè in un serbatoio più grande.

Il tipo di terreno può influenzare la profondità di radicazione, ma ha anche un impatto significativo sulla quantità di acqua immagazzinata. I terreni sabbiosi hanno un piccolo serbatoio per l'acqua immagazzinata, mentre i terreni argillosi hanno un serbatoio più grande (Fig. 1 e 2). L'importante è che L'umidità del suolo nella zona radicale è il serbatoio di gas della coltura per tutti i processi biologici.Quindi è necessario monitorarlo, misurarlo e gestirlo.

Le piante non possono utilizzare tutta l'acqua contenuta nel terreno. Il limite massimo è Capacità del campo, mentre il limite inferiore è il Punto di appassimento permanente.
Capacità del campo - è la quantità massima di acqua trattenuta nel suolo, misurata un paio di giorni dopo un evento di saturazione.
Punto di appassimento permanente Se una pianta non è più in grado di prelevare l'acqua dal terreno per soddisfare le proprie esigenze, inizierà ad appassire, cioè a non avere più acqua a disposizione.
Acqua disponibile per le piante è la differenza tra la capacità di campo e il punto di appassimento in cui la pianta non può più estrarre acqua dal terreno. In altre parole, non tutta l'acqua contenuta nel suolo è disponibile per le piante.
Pertanto, un Impoverimento consentito viene utilizzato in base al tipo di terreno e alla coltura.
La profondità della coltura e della zona radicale, insieme alla tessitura e alla struttura del suolo, determinano l'acqua prontamente disponibile per la crescita delle piante.

Pertanto, il punto chiave è che l'acqua disponibile per le piante è l'umidità del suolo che viene utilizzata prima che un deficit di umidità inizi a influenzare la crescita delle colture e delle piante.

Per molte colture, la metà superiore (50%) dell'intervallo di acqua disponibile per la pianta è disponibile senza causare stress alla coltura. Nelle colture orticole, di solito è il terzo (33%) o il quarto (25%) dell'acqua disponibile prima che si verifichi uno stress da umidità.

In sintesi, le colture inizieranno a soffrire per la mancanza d'acqua una volta esaurita da 50% a 25% dell'umidità disponibile o molto prima del raggiungimento del punto di appassimento.

Numerosi studi in Canada e in altri Paesi hanno chiaramente dimostrato che conoscere l'umidità del suolo della zona radicale attraverso il campo e la monitoraggio specifico del sito o la misurazione può massimizzare rendimenti e, in alcuni casi, costi di produzione inferiori. In altre parole, ogni pollice o 25 mm di acqua nel terreno equivale a tanti bushel di resa per una coltura, dato che malattia, insettiLe piante, le erbacce e le sostanze nutritive sono gestite in modo corretto. Per il grano si tratta di circa 7-8 bushel, per il mais di 10-12 bushel e per la colza di 5-6 bushel per ogni pollice o 25 mm di acqua immagazzinata nel terreno.

Come si misura l'umidità del suolo?

La determinazione dell'umidità del suolo avviene attraverso due metodi comuni: L'approccio misurato e quello del bilancio idrico.

Misurato prevede il posizionamento di uno o più sensori nell'area di radicazione di una pianta/coltura e la misurazione dell'umidità del suolo in ciascuna posizione del sensore.

Un approccio basato sul bilancio idrico prevede la stima del fabbisogno idrico attraverso un'equazione per l'evapotraspirazione (ET₀) e tracciando l'apporto delle precipitazioni e/o dell'irrigazione.

1. Umidità del suolo misurata

Oggi sono disponibili molti tipi di sensori per misurare l'umidità del suolo in tempo quasi reale.
Si tratta generalmente di sensori volumetrici o tensiometrici.
I sensori tensiometrici misurano umidità del suolo in termini di centibar o kilopascal, che rappresenta la quantità di aspirazione che le radici sentono nel rimuovere acqua e sostanze nutritive.
I sensori volumetrici misurano il volume dell'umidità del suolo in un'unità di profondità e può essere espressa in mm o pollici di acqua o in percentuale di capacità per unità di profondità del terreno.

L'immagine qui sotto illustra un'unità di 90 cm (3 piedi) sonda con sensori ogni 10 cm (4 pollici) per l'umidità del suolo, per un totale di 9 sensori. Dal 26 al 30 aprile si è verificata una pioggia e i sensori hanno mostrato istantaneamente quanta pioggia è stata assorbita in ogni strato e quanto si è infiltrata nel terreno.

L'immagine sottostante illustra ulteriormente la capacità di una stazione meteorologica e dell'umidità del suolo ben posizionata. sonda nella zona radicale di una coltura. Qui si possono osservare gli eventi di ricarica: a quale profondità le radici delle piante utilizzano l'acqua, indicata come "stair stepping" nell'immagine, quando le radici non possono più prelevare l'acqua dal suolo, indicata come "no stair stepping", e come le radici si attivano quando uno strato si ricarica con le precipitazioni.

2. Equilibrio idrico Umidità del suolo

Il metodo tradizionale è quello del bilancio idrico o metodo del libretto degli assegni. Questo metodo prevede l'utilizzo di un ET₀ per stimare quotidianamente la quantità d'acqua utilizzata dalla coltura in base alla zona radicale e allo stadio della coltura.
Ciò si ottiene disponendo di una stazione meteorologica locale che misura i parametri necessari per l'ET₀ calcoli.
I parametri tipicamente misurati sono temperatura, umidità relativa, radiazione solare, precipitazioni, velocità del vento e raffiche.
Anche la coltura e il terreno sono parametrizzati: tipo di terreno, capacità di campo, punto di appassimento, tipo di coltura, data di semina, copertura del suolo e profondità di radicazione.

L'immagine seguente mostra un'operazione sul campo stazione meteo cioè misurare la temperatura dell'aria, l'umidità relativa, la radiazione solare, la velocità/direzione del vento e le precipitazioni. Questi sensore sono utilizzati in un'equazione della FAO (Penman Monteith FAO Method) per il calcolo dell'ET₀ o evapotraspirazione. Questa equazione viene utilizzata in Irrimet per produrre un bilancio idrico per una zona di coltivazione.

Un altro modo di vedere l'ET₀ o l'evapotraspirazione, come illustrato di seguito. L'evapotraspirazione potenziale è la quantità massima di acqua utilizzata in un'ora o in un giorno. Questo avviene senza limitazioni di umidità del suolo, con le colture che coprono completamente il terreno e con le condizioni meteorologiche giornaliere. L'evapotraspirazione effettiva è di solito inferiore all'evapotraspirazione potenziale, poiché le colture annuali sono soggette a limitazioni per quanto riguarda l'umidità del suolo e la copertura del terreno, in quanto devono raggiungere la piena copertura del suolo. Negli anni in cui l'umidità del suolo è elevata, la copertura fogliare è significativa (un popolamento fitto) e le temperature sono calde, l'ET effettiva è inferiore a quella potenziale.₀ sarà uguale al potenziale ET₀.

Quanta acqua del suolo si perde in un giorno?

Il grafico successivo cerca di illustrare come un mais La coltura si sviluppa in termini di chioma e radici e la quantità di acqua utilizzata quotidianamente durante il ciclo di crescita. È stato dimostrato che all'inizio dello sviluppo, con una scarsa copertura del terreno, l'uso di acqua al giorno è di 1 o 2 mm, ma quando la chioma è piena e la riproduzione ha luogo, l'uso giornaliero di acqua può variare da 5 a 9 mm, o da 0,2 a 0,35 pollici in una giornata calda. In una settimana, si tratta di 35-63 mm o 1,35-2,5 pollici. La coltura del mais deve soddisfare il fabbisogno idrico attraverso l'umidità del suolo immagazzinata e/o l'irrigazione a pioggia. Se la quantità giornaliera o settimanale non viene soddisfatta, la crescita e l'aggiornamento dei nutrienti si riducono, con conseguenti perdite di resa e problemi di qualità.

Valori dell'umidità del suolo misurati o bilanciati dall'acqua nelle zone di coltivazione FieldClimate e FarmView

L'umidità del suolo, sia misurata che modellata, può essere visualizzata in FieldClimate e/o FarmView.

1. Sonda di monitoraggio dell'umidità del suolo FieldClimate

In FieldClimate è possibile visualizzare l'umidità del suolo da ogni sensore su un sonda in diversi modi.
È possibile visualizzare l'umidità del suolo dal basso verso l'alto, dall'alto verso il basso, oppure calcolando la media o la somma dei valori di una serie di sensori lungo la sonda. È inoltre possibile selezionare una vista personalizzata salvata.

1. Monitoraggio dell'umidità del suolo in FarmView-Cropzone

Per utilizzare FarmViewÈ necessario un abbonamento per Irrimet e Soil Moisture. Il primo passo è la definizione di una zona di coltivazione, che può essere fatta disegnando manualmente la zona o importando un file di confine geojson. Cropzones sono zone di gestione distinte all'interno di ogni campo, definite in base alle differenze tra i tipi di suolo, l'altitudine e la pendenza.