Monitorização da humidade do solo: O tanque de gasolina para o desenvolvimento das culturas

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O que é, quanto é armazenado, como é medido e quanto é perdida todos os dias?

Monitorização da humidade do solo:
O depósito de combustível para o desenvolvimento das culturas

O que é e qual a quantidade armazenada?

Em primeiro lugar, o conceito de humidade do solo disponível para a cultura/planta deve ser discutido em termos da zona de enraizamento, uma vez que é desta zona que a planta/cultura retira a sua humidade/nutrientes.

Como seria de esperar, a profundidade da zona radicular varia em função do tipo de cultura (perene ou anual) e o tipo de solo.

As culturas perenes terão raízes bem estabelecidas quando estiverem maduras, enquanto as culturas anuais desenvolvem as suas raízes durante a época de crescimento. O que é importante é que a planta/cultura esteja a utilizar a água da zona de enraizamento e, à medida que uma cultura anual cresce, as raízes atingem uma profundidade maior no solo, ou seja, um depósito de combustível maior.

O tipo de solo pode afetar a profundidade de enraizamento, mas também tem um impacto significativo na quantidade de água armazenada. Os solos arenosos têm um pequeno tanque de gás para a água armazenada, enquanto os solos argilosos têm um tanque maior (Fig. 1 & 2). O que é importante é que a humidade do solo na zona das raízes é o TANQUE DE GÁS DA CULTURA para todos os processos biológicosPor isso, tem de ser monitorizada, medida e gerida.

As plantas não podem utilizar toda a água contida no solo. O limite superior é Capacidade de Campoenquanto o limite inferior é o Ponto de Murchidão Permanente.
Capacidade de Campo - é a quantidade máxima de água retida no solo, medida alguns dias após um evento de saturação.
Ponto de Murchidão Permanente ocorre se uma planta puder retirar água do solo para satisfazer as suas necessidades, então começará a murchar, ou seja, o ponto em que a água já não está disponível para a planta.
Água disponível para as plantas é a diferença entre a capacidade do campo e o ponto de murchidão onde a planta já não pode extrair água do solo. Por outras palavras, nem toda a água retida no solo está disponível para as plantas.
Por conseguinte, um Exaustão permitida é utilizado com base no tipo de solo e na cultura.
A profundidade da cultura e da zona radicular, juntamente com a textura e a estrutura do solo, determinam a água facilmente disponível para o crescimento das plantas.

Por conseguinte, o ponto-chave é que a água disponível para as plantas é a humidade do solo que é utilizada antes de um défice de humidade começar a afetar o crescimento da cultura/planta.

Para muitas culturas, a metade superior (50%) da gama de água disponível para a planta está disponível sem causar stress à cultura. Nas culturas hortícolas, é normalmente o terço superior (33%) ou o quarto (25%) que está disponível antes de ocorrer stress de humidade.

Em resumo, as culturas começarão a sofrer de falta de água quando 50% a 25% da humidade disponível for consumida ou muito antes de ser atingido o ponto de murchamento.

Numerosos estudos realizados no Canadá e noutros países demonstraram claramente que o conhecimento da humidade do solo na zona radicular através de estudos de campo e monitorização específica do local ou a medição pode maximizar rendimentos e, nalguns casos, custos mais baixos dos factores de produção. Por outras palavras, cada polegada ou 25 mm de água no solo equivale a tantos alqueires de rendimento para uma cultura, dado que doença, insectosA quantidade de água armazenada no solo é de aproximadamente 7 a 8 alqueires para o trigo, 10 a 12 alqueires para o milho e 5 a 6 alqueires para a canola. No trigo, isto é cerca de 7 a 8 alqueires, no milho 10 a 12 alqueires e na canola 5 a 6 alqueires por cada polegada ou 25 mm de água armazenada no solo.

Como é medida a humidade do solo?

A determinação da humidade do solo é realizada através de dois métodos comuns: Medição e balanço hídrico.

Medido envolve a colocação de um sensor(es) na área de enraizamento de uma planta/cultura e a medição da humidade do solo em cada local do sensor.

Uma abordagem de balanço hídrico implica fazer estimativas da procura de água através de uma equação para a evapotranspiração (ET₀) e o controlo da precipitação e/ou da irrigação.

1. Humidade do solo medida

Atualmente, estão disponíveis muitos tipos de sensores de humidade do solo para medir a humidade do solo quase em tempo real.
Trata-se geralmente de sensores volumétricos ou tensiométricos.
Os sensores tensiométricos medem humidade do solo em termos de centibares ou kilopascals, o que representa a sucção que as raízes sentem ao remover a água e os nutrientes.
Os sensores volumétricos medem o volume de humidade do solo numa unidade de profundidade e pode ser expressa em mm ou polegadas de água ou capacidade percentual por unidade de profundidade do solo.

A imagem abaixo ilustra uma imagem de 90 cm (3 pés) sonda com sensores a cada 10 cm (4 polegadas) para a humidade do solo, num total de 9 sensores. De 26 a 30 de abril, choveu e os sensores ilustraram instantaneamente a quantidade de chuva absorvida em cada camada e a extensão da infiltração da chuva no solo.

A imagem abaixo ilustra ainda mais a capacidade de uma estação meteorológica bem colocada e da humidade do solo sonda na zona das raízes de uma cultura. Aqui pode ver os eventos de recarga: a que profundidade as raízes das plantas estão a utilizar a água, designada por "stair stepping" na imagem, quando as raízes já não conseguem retirar água do solo, designada por "no stair stepping", e como as raízes se tornam activas quando uma camada é recarregada com a chuva.

2. Equilíbrio hídrico Humidade do solo

A forma tradicional tem sido a utilização de um balanço hídrico ou método do livro de controlo. Isto implica a utilização de um ET₀ equação, coeficientes de cultura e tipos de solo para estimar diariamente a quantidade de água que a cultura está a utilizar com base na zona radicular e na fase da cultura.
Isto é conseguido através de uma estação meteorológica local que mede os parâmetros necessários para a ET₀ cálculos.
Os parâmetros típicos medidos são a temperatura, a humidade relativa, a radiação solar, a precipitação, a velocidade do vento e a rajada.
A cultura e o solo também são parametrizados: tipo de solo, capacidade de campo, ponto de murcha, tipo de cultura, data de sementeira, cobertura do solo e profundidade de enraizamento.

A imagem abaixo mostra uma imagem no terreno estação meteorológica que mede a temperatura do ar, a humidade relativa, a radiação solar, a velocidade/direção do vento e a precipitação. Estes sensor são utilizadas numa equação da FAO (Método Penman Monteith FAO) para o cálculo da ET₀ ou evapotranspiração. Esta equação é utilizada no Irrimet para produzir um balanço hídrico para uma zona de cultura.

Outra forma de ver a ET₀ ou evapotranspiração, é através da ilustração abaixo. A evapotranspiração potencial é a quantidade máxima de água que é utilizada numa hora ou num dia. Isto ocorre sem restrições de humidade do solo, com as culturas a cobrirem totalmente o solo e com as condições meteorológicas diárias. A evapotranspiração real é normalmente inferior à evapotranspiração potencial, uma vez que existem restrições à humidade do solo e à cobertura do solo com culturas anuais, uma vez que estas precisam de atingir a cobertura total do solo. Nos anos em que a humidade do solo é elevada, a cobertura da área foliar é significativa (um povoamento espesso) e as temperaturas são quentes, a ET₀ será o mesmo que o potencial ET₀.

Quanta água do solo se perde num dia?

O gráfico seguinte tenta ilustrar como um milho A cultura desenvolve-se em termos de copa e raízes e da quantidade de água que está a ser utilizada diariamente ao longo do ciclo de crescimento. O que é mostrado é que no início do desenvolvimento, com pouca cobertura do solo, o uso de água por dia é de 1 a 2 mm, mas quando a copa completa e a reprodução ocorrem, o uso diário de água pode variar de 5 a 9 mm, ou 0,2 a 0,35 polegadas num dia quente. Numa semana, este valor é de 35-63 mm ou 1,35-2,5 polegadas. A cultura do milho deve satisfazer as necessidades de água a partir da humidade armazenada no solo e/ou da irrigação pela chuva. Se a quantidade diária ou semanal não for satisfeita, o crescimento e as actualizações de nutrientes são reduzidos, o que pode levar a perdas de rendimento e problemas de qualidade.

Valores de humidade do solo medidos ou do balanço hídrico nas zonas de cultivo FieldClimate e FarmView

Tanto a humidade do solo medida como a modelada podem ser apresentadas em FieldClimate e/ou FarmView.

1. Monitorização da sonda de humidade do solo FieldClimate

Em FieldClimate é possível visualizar a humidade do solo de cada sensor numa sonda de várias formas diferentes.
Pode visualizar a humidade do solo de baixo para cima, de cima para baixo, ou calculando a média ou somando os valores de um conjunto de sensores ao longo da sonda. Também pode selecionar qualquer vista personalizada que tenha guardado.

1. Monitorização da humidade do solo FarmView-Cropzone

Para utilizar FarmViewPara obter mais informações sobre o Irrimet e o Soil Moisture, é necessária uma subscrição. O primeiro passo é definir uma zona de cultivo, o que pode ser feito desenhando manualmente a zona ou importando um ficheiro de limites geojson. Cropzones são zonas de gestão distintas dentro de cada campo que são definidas com base em diferenças nos tipos de solo, elevação e declive.