Monitorowanie wilgotności gleby: Zbiornik gazu dla rozwoju upraw

To jest automatyczne tłumaczenie stworzone pod DeepL. Przepraszamy za wszelkie błędy gramatyczne i dziękujemy za zrozumienie.

Co to jest, ile jest przechowywane, jak jest mierzone i ile jest tracone każdego dnia? jest tracona każdego dnia?

Monitorowanie wilgotności gleby:
Zbiornik paliwa dla rozwoju upraw

Co to jest i ile jest przechowywane?

Po pierwsze, koncepcja dostępnej wilgotności gleby dla upraw/roślin powinna być omawiana w kontekście strefy korzeniowej, ponieważ to właśnie z niej roślina/roślina pobiera wilgoć/składniki odżywcze.

Zgodnie z oczekiwaniami, głębokość strefy korzeniowej będzie się różnić w zależności od rodzaj uprawy (wieloletnie lub roczne) i rodzaj gleby.

Rośliny wieloletnie będą miały dobrze rozwinięte korzenie, gdy osiągną dojrzałość, podczas gdy rośliny jednoroczne rozwijają swoje korzenie przez cały sezon wegetacyjny. Ważne jest to, że roślina / uprawa zużywa wodę ze strefy ukorzeniania, a gdy roślina jednoroczna rośnie, korzenie sięgają głębiej w glebę, tj. większy zbiornik gazu.

Rodzaj gleby może wpływać na głębokość ukorzenienia, ale ma również znaczący wpływ na ilość zmagazynowanej wody. Gleby piaszczyste mają niewielki zbiornik na zmagazynowaną wodę, podczas gdy gleby gliniaste mają większy zbiornik (rys. 1 i 2). Ważne jest, aby wilgotność gleby w strefie korzeniowej jest ZBIORNIKIEM GAZU dla wszystkich procesów biologicznych.Dlatego musi być monitorowana, mierzona i zarządzana.

Rośliny nie mogą wykorzystać całej wody zatrzymanej w glebie. Górny limit wynosi Pojemność polapodczas gdy dolna granica to Trwała temperatura więdnięcia.
Pojemność pola - to maksymalna ilość wody zatrzymanej w glebie, mierzona kilka dni po wystąpieniu nasycenia.
Trwała temperatura więdnięcia występuje, jeśli roślina może dłużej wycofać wodę z gleby, aby spełnić swoje potrzeby, to zacznie więdnąć, to jest punkt, w którym woda nie jest już dostępna dla rośliny.
Woda dostępna dla roślin to różnica pomiędzy pojemnością polową a punktem więdnięcia, w którym roślina nie może już pobierać wody z gleby. Innymi słowy, nie cała woda zgromadzona w glebie jest dostępna dla roślin.
Dlatego też Dopuszczalne uszczuplenie jest stosowany w zależności od rodzaju gleby i uprawy.
Uprawa i głębokość strefy korzeniowej, wraz z teksturą i strukturą gleby, określają łatwo dostępną wodę dostępną dla wzrostu roślin.

Dlatego kluczową kwestią jest to, że woda dostępna dla roślin to wilgotność gleby, która jest wykorzystywana, zanim deficyt wilgoci zacznie wpływać na wzrost upraw/roślin.

W przypadku wielu upraw górna połowa (50%) dostępnego zakresu wody w roślinie jest dostępna bez powodowania stresu dla uprawy. W przypadku upraw ogrodniczych, zwykle jedna trzecia (33%) lub jedna czwarta (25%) jest dostępna przed wystąpieniem stresu związanego z wilgocią.

Podsumowując, uprawy zaczną cierpieć z powodu braku wody po zużyciu od 50% do 25% dostępnej wilgoci lub na długo przed osiągnięciem punktu więdnięcia.

Liczne badania przeprowadzone w Kanadzie i innych krajach wyraźnie wykazały, że znajomość wilgotności gleby w strefie korzeniowej poprzez monitorowanie specyficzne dla lokalizacji lub pomiar może zmaksymalizować zyski i, w niektórych przypadkach, niższe koszty nakładów. Innymi słowy, każdy cal lub 25 mm wody w glebie oznacza tyle buszli plonu dla danej uprawy, biorąc pod uwagę, że choroba, owadychwasty i składniki odżywcze są prawidłowo zarządzane. W przypadku pszenicy jest to około 7-8 buszli, kukurydzy 10-12 buszli, a rzepaku 5-6 buszli na każdy cal lub 25 mm zmagazynowanej wody w glebie.

Jak mierzy się wilgotność gleby?

Określenie wilgotności gleby odbywa się za pomocą dwóch popularnych metod: Pomiaru i Bilansu Wodnego.

Mierzone polega na umieszczeniu czujnika (czujników) w obszarze ukorzeniania rośliny/uprawy i pomiarze wilgotności gleby w każdej lokalizacji czujnika.

Podejście oparte na bilansie wodnym polega na oszacowaniu zapotrzebowania na wodę za pomocą równania ewapotranspiracji (ET₀) i śledzenie opadów i/lub nawadniania.

1. Zmierzona wilgotność gleby

Obecnie dostępnych jest wiele rodzajów czujników wilgotności gleby do pomiaru wilgotności gleby w czasie zbliżonym do rzeczywistego.
Są to zazwyczaj czujniki objętościowe lub tensometryczne.
Czujniki tensometryczne mierzą wilgotność gleby w centibarach lub kilopaskalach, co odzwierciedla siłę ssania, jaką odczuwają korzenie podczas usuwania wody i składników odżywczych.
Czujniki wolumetryczne mierzą objętość wilgoci w glebie w jednostce głębokości i może być wyrażona w mm lub calach wody lub procentowej pojemności na jednostkę głębokości gleby.

Poniższa ilustracja przedstawia 90 cm (3 stopy) sonda z czujnikami co 10 cm (4 cale) do pomiaru wilgotności gleby, w sumie 9 czujników. Od 26 do 30 kwietnia wystąpiły opady deszczu, a czujniki natychmiast pokazały, ile deszczu zostało wchłonięte w każdej warstwie i jak daleko deszcz przeniknął do gleby.

Poniższy obrazek ilustruje możliwości dobrze umieszczonej stacji pogodowej i wilgotności gleby. sonda w strefie korzeniowej uprawy. Tutaj można zobaczyć zdarzenia związane z ładowaniem: na jakiej głębokości korzenie roślin zużywają wodę, określane na obrazie jako schodkowanie, kiedy korzenie nie mogą już pobierać wody z gleby, określane jako brak schodkowania, oraz jak korzenie stają się aktywne, gdy warstwa jest ładowana przez opady deszczu.

2. Bilans wodny wilgotności gleby

Tradycyjnym sposobem było wykorzystanie bilansu wodnego lub metody książeczki czekowej. Polega ona na wykorzystaniu ET₀ równanie, współczynniki upraw i typy gleby, aby codziennie oszacować, ile wody zużywa uprawa w oparciu o strefę korzeniową i etap uprawy.
Osiąga się to poprzez posiadanie lokalnej stacji pogodowej, która mierzy parametry niezbędne dla ET₀ obliczenia.
Typowe mierzone parametry to temperatura, wilgotność względna, promieniowanie słoneczne, opady, prędkość wiatru i porywy.
Uprawa i gleba są również sparametryzowane: typ gleby, pojemność pola, punkt więdnięcia, typ uprawy, data siewu, pokrycie gruntu i głębokość ukorzenienia.

Poniższy obrazek przedstawia stacja meteorologiczna czyli pomiar temperatury powietrza, wilgotności względnej, promieniowania słonecznego, prędkości/kierunku wiatru i opadów. Te czujnik są wykorzystywane w równaniu FAO (Penman Monteith FAO Method) do obliczania ET₀ lub ewapotranspiracja. Równanie to jest wykorzystywane w Irrimet do tworzenia bilansu wodnego dla strefy upraw.

Inny sposób patrzenia na ET₀ lub ewapotranspirację przedstawia poniższa ilustracja. Potencjalna ewapotranspiracja to maksymalna ilość wody zużywana w ciągu godziny lub dnia. Dzieje się tak bez ograniczeń dotyczących wilgotności gleby, upraw w pełni pokrywających ziemię i codziennych warunków pogodowych. Rzeczywista ewapotranspiracja jest zwykle mniejsza niż ewapotranspiracja potencjalna, ponieważ istnieją ograniczenia dotyczące wilgotności gleby i pokrycia gruntu w przypadku upraw jednorocznych, ponieważ muszą one osiągnąć pełne pokrycie gruntu. W latach, w których występuje wysoka wilgotność gleby, znaczne pokrycie powierzchni liśćmi (gęsty drzewostan) i ciepłe temperatury, rzeczywista ET₀ będzie taka sama jak potencjalna ET₀.

Ile wody z gleby jest tracone w ciągu dnia?

Następna grafika próbuje zilustrować, w jaki sposób kukurydza Uprawa rozwija się pod względem łanu i korzeni oraz ilości wody zużywanej dziennie w cyklu wzrostu. Pokazano, że na wczesnym etapie rozwoju, przy niewielkim pokryciu gruntu, dzienne zużycie wody wynosi od 1 do 2 mm, ale do czasu pełnego pokrycia i rozmnażania, dzienne zużycie wody może wynosić od 5 do 9 mm lub od 0,2 do 0,35 cala w ciepły dzień. W ciągu tygodnia jest to 35-63 mm lub 1,35-2,5 cala. Uprawa kukurydzy musi zaspokoić zapotrzebowanie na wodę ze zmagazynowanej wilgoci w glebie i/lub nawadniania deszczowego. Jeśli dzienne lub tygodniowe zapotrzebowanie na wodę nie zostanie spełnione, wzrost i aktualizacja składników odżywczych zostaną ograniczone, co może prowadzić do utraty plonów i pogorszenia ich jakości.

Wartości wilgotności gleby zmierzone lub wynikające z bilansu wodnego w strefach upraw FieldClimate i FarmView

Zarówno zmierzona, jak i modelowana wilgotność gleby może być wyświetlana na ekranie FieldClimate i/lub FarmView.

1. Monitorowanie wilgotności gleby za pomocą sondy FieldClimate

W FieldClimate można wyświetlić wilgotność gleby z każdego czujnika na ekranie sonda na kilka różnych sposobów.
Wilgotność gleby można wyświetlać z dołu do góry, z góry do dołu lub uśredniając lub sumując wartości dla zestawu czujników wzdłuż sondy. Można również wybrać dowolny zapisany widok niestandardowy.

1. FarmView - monitorowanie wilgotności gleby w strefie upraw

Aby użyć FarmViewPotrzebna będzie subskrypcja Irrimet i Soil Moisture. Pierwszym krokiem jest zdefiniowanie strefy upraw, co można zrobić poprzez ręczne narysowanie strefy lub zaimportowanie pliku granic geojson. Strefy upraw są odrębnymi strefami zarządzania w obrębie każdego pola, które są zdefiniowane na podstawie różnic w typach gleby, wysokości i nachyleniu.