Моніторинг вологості ґрунту: Газовий бак для розвитку сільськогосподарських культур

Це автоматичний переклад, створений на основі DeepL. Просимо вибачення за можливі граматичні помилки та дякуємо за розуміння.

Що це таке, скільки зберігається, як вимірюється і скільки скільки втрачається щодня?

Моніторинг вологості ґрунту:
Газовий бак для розвитку рослинництва

Що це таке і скільки зберігається?

Перш за все, поняття доступної вологості ґрунту слід розглядати з точки зору зони коріння, оскільки саме звідси рослина/культура отримує вологу/поживні речовини.

Як і очікувалося, глибина кореневої зони буде варіюватися в залежності від тип культури (багаторічні або однорічні) та тип ґрунту.

Багаторічні культури мають добре розвинене коріння, коли вони дозрівають, тоді як однорічні культури розвивають своє коріння протягом усього вегетаційного періоду. Важливо те, що рослина/культура використовує воду із зони коріння, а в міру росту однорічної культури коріння сягає глибше в ґрунт, тобто більшого газового резервуару.

Тип ґрунту може впливати на глибину вкорінення, але також має значний вплив на кількість накопиченої води. Піщані ґрунти мають невеликий газовий резервуар для накопиченої води, тоді як глинисті ґрунти мають більший резервуар (рис. 1 і 2). Важливо те, що вологість ґрунту кореневої зони - це "паливний бак" для всіх біологічних процесів у культурітому його потрібно контролювати, вимірювати та управляти ним.

Рослини не можуть використовувати всю воду, що міститься в ґрунті. Верхня межа становить Польовий потенціалпри цьому нижня межа дорівнює Постійна точка в'янення.
Польовий потенціал - це максимальна кількість води, що утримується в ґрунті, виміряна через кілька днів після події насичення.
Постійна точка в'янення відбувається, якщо рослина довше не може забирати воду з ґрунту для задоволення своїх потреб, тоді вона починає в'янути, тобто настає момент, коли вода більше не доступна рослині.
Доступна для рослин вода це різниця між потенціалом поля і точкою в'янення, коли рослина більше не може видобувати воду з ґрунту. Іншими словами, не вся вода, що міститься в ґрунті, доступна рослинам.
Тому, якщо ви хочете, щоб Допустиме виснаження використовується залежно від типу ґрунту та культури.
Глибина культур і кореневої зони, а також текстура і структура ґрунту визначають кількість доступної води, необхідної для росту рослин.

Тому ключовим моментом є те, що вода, доступна для рослин, - це ґрунтова волога, яка використовується до того, як дефіцит вологи почне впливати на ріст культур/рослин.

Для багатьох культур верхня половина (50%) діапазону доступної рослині води є доступною, не викликаючи стресу для культури. У садово-городніх культурах зазвичай доступна верхня третина (33%) або чверть (25%) до настання стресу від нестачі вологи.

Таким чином, культури почнуть страждати від нестачі води, коли буде використано від 50% до 25% доступної вологи або задовго до того, як буде досягнута точка в'янення.

Численні дослідження в Канаді та інших країнах чітко продемонстрували, що знаючи вологість ґрунту кореневої зони через польові та моніторинг на конкретному об'єкті або вимірювання може максимізувати врожайність і, в деяких випадках, нижчі виробничі витрати. Іншими словами, кожен дюйм або 25 мм ґрунтової води прирівнюється до такої кількості бушелів врожаю, враховуючи, що хвороба, комахиправильне управління вологою, бур'янами та поживними речовинами. Для пшениці це приблизно 7-8 бушелів, для кукурудзи 10-12 бушелів, а для ріпаку 5-6 бушелів на кожен дюйм або 25 мм запасів ґрунтової води.

Як вимірюється вологість ґрунту?

Визначення вологості ґрунту здійснюється двома поширеними методами: Вимірювання та водно-балансовий підхід.

Виміряно. передбачає розміщення датчика(ів) в зоні вкорінення рослини/культури та вимірювання вологості ґрунту в кожному місці розташування датчика.

Підхід на основі водного балансу передбачає оцінку попиту на воду за допомогою рівняння випаровування (ET).₀) і відстежуючи надходження опадів та/або зрошення.

1. Виміряна вологість ґрунту

Сьогодні існує багато видів датчиків вологості ґрунту, які дозволяють вимірювати вологість ґрунту майже в реальному часі.
Зазвичай це об'ємні або тензіометричні датчики.
Тензіометричні датчики вимірюють вологість ґрунту в сантибарах або кілопаскалях, що відображає силу всмоктування, яку відчуває коріння при видаленні води та поживних речовин.
Об'ємні датчики вимірюють об'єм ґрунтової вологи в одиниці глибини і може бути виражена в мм або дюймах води або у відсотках ємності на одиницю глибини ґрунту.

На зображенні нижче показано 90 см (3 фути) зонд з датчиками через кожні 10 см (4 дюйми) для вимірювання вологості ґрунту, загалом 9 датчиків. З 26 по 30 квітня пройшов дощ, і датчики миттєво проілюстрували, скільки дощу було поглинуто в кожному шарі і як далеко дощ просочився в ґрунт.

Зображення нижче додатково ілюструє можливості вдало розміщеної метеостанції та вологість ґрунту зонд в кореневій зоні культури. Тут ви можете побачити події поповнення: з якої глибини коріння рослин використовує воду, позначену на зображенні як "сходинки", коли коріння більше не може забирати ґрунтову воду, позначену як "відсутність сходинок", і як коріння стає активним, коли шар поповнюється опадами.

2. Водний баланс Вологість ґрунту

Традиційним способом було використання водного балансу або методу чекової книжки. Це передбачає використання ET₀ рівняння, коефіцієнти культури та типи ґрунту, щоб щодня оцінювати, скільки води використовує культура, виходячи з кореневої зони та фази розвитку.
Це досягається завдяки наявності місцевої метеостанції, яка вимірює необхідні параметри для ЕТ₀ розрахунки.
Типовими вимірюваними параметрами є температура, відносна вологість, сонячна радіація, опади, швидкість та пориви вітру.
Також задаються параметри культури та ґрунту: тип ґрунту, ємність поля, температура в'янення, тип культури, дата посіву, ґрунтовий покрив та глибина вкорінення.

На зображенні нижче показано натурний знімок метеостанція тобто вимірювання температури повітря, відносної вологості, сонячної радіації, швидкості/напряму вітру та опадів. Ці датчик показання використовуються в рівнянні FAO (Penman Monteith FAO Method) для розрахунку ET₀ або випаровування. Це рівняння використовується в Irrimet для створення водного балансу для сільськогосподарської зони.

Інший погляд на ET₀ або випаровування, можна пояснити за допомогою ілюстрації нижче. Потенційне випаровування - це максимальна кількість води, яка використовується протягом години або дня. Це відбувається без обмежень щодо вологості ґрунту, культур, що повністю покривають землю, та щоденних погодних умов. Фактичне випаровування зазвичай менше за потенційне, оскільки існують обмеження на вологість ґрунту та ґрунтовий покрив для однорічних культур, оскільки їм потрібно досягти повного ґрунтового покриву. У роки з високою вологістю ґрунту, значним покриттям листкової поверхні (густий травостій) і теплими температурами фактичне випаровування ET₀ буде такою ж, як і потенційний ET₀.

Скільки ґрунтової води втрачається за добу?

Наступний графік намагається проілюструвати, як кукурудза як розвивається культура з точки зору намету і коріння, а також скільки води використовується щодня протягом циклу росту. Показано, що на ранніх стадіях розвитку, коли ґрунтовий покрив ще не сформований, щоденне використання води становить 1-2 мм, але на той час, коли з'являється повний намет і відбувається розмноження, щоденне використання води може коливатися від 5 до 9 мм, або від 0,2 до 0,35 дюйма в теплий день. За тиждень це 35-63 мм або 1,35-2,5 дюйма. Урожай кукурудзи повинен задовольняти потребу у воді або за рахунок накопиченої ґрунтової вологи, або за рахунок дощового зрошення. Якщо щоденна або щотижнева кількість води не задовольняється, то ріст і поповнення поживних речовин знижуються, що може призвести до втрат врожаю і проблем з якістю.

Виміряні або водно-балансові значення вологості ґрунту в посівних зонах FieldClimate та FarmView

Як виміряна, так і змодельована вологість ґрунту може бути відображена в FieldClimate та/або FarmView.

1. Моніторинг вологості ґрунту зондом FieldClimate

У FieldClimate Ви можете переглянути вологість ґрунту з кожного датчика на екрані зонд кількома різними способами.
Ви можете переглядати вологість ґрунту знизу вгору, зверху вниз або шляхом усереднення чи підсумовування значень для набору датчиків вздовж зонда. Ви також можете вибрати будь-який користувацький вид, який ви зберегли.

1. Моніторинг вологості ґрунту FarmView-Cropzone

Для того, щоб використовувати FarmViewвам знадобиться підписка на Irrimet та Вологість ґрунту. Першим кроком є визначення посівної зони, що може бути зроблено шляхом ручного малювання зони або імпортування файлу кордонів у форматі geojson. Сільськогосподарські зони це окремі зони господарювання в межах кожного поля, які визначаються на основі відмінностей у типах ґрунтів, висоті та схилах.

Хочете дізнатися більше?

Завантажте брошура з набагато детальнішою інформацією та ще більшою кількістю фотографій.