Датчик влажности почвы помогает собирать наиболее объективную информацию о наличии в почве доступной для растений влаги. Динамическое движение воды в почвенном профиле усложняет поиск места для размещения датчика. Основные факторы влияющие на выбор места в системе капельного орошения — близость к излучателю и к корневой системе растения.
Методы определения водного дефицита
Сбор достоверной информации о содержании влаги в почве — ключевой фактор эффективного управления водными ресурсами в точном земледелии. Использование датчиков для измерения содержания влаги в почве наиболее точный метод измерения. Другие методы определения потребности растений в поливе основываются на измерении эвапотранспирации, или на определении водного стресса у взрослых растений с помощью анализа спектров отражённого излучения.
Данные об эвапотранспирации (испарении влаги с поверхности почвы и растений) измеряются с помощью спутников ДЗЗ и позволяют определить запасы влаги в почве. Вместе с данными метеомониторинга (количество осадков) и сведениями о поливе культур, данные об испарении влаги позволяют определять влагообеспеченность почвы моделируя динамику движения воды в системе почва-растение-атмосфера.
С помощью технологий дистанционного зондирования (БПЛА и спутники ДЗЗ) также можно определять водный дефицит растений на основе их спектральных отражательных свойств. Исходя из влагообеспеченности растений можно сделать выводы о наличии доступной влаги в почве. Для оценки содержания влаги в растительном покрове используются данные отражения в ближней и средней инфракрасных зонах спектра. Для измерения водного дефицита могут использоваться следующие вегетационные индексы:
- водный индекс WBI (Water Band Index);
- нормализованный разностный водный индекс NDWI (Normalized Difference Water Index);
- индекс стресса влажности MSI (Moisture Stress Index);
- нормализованный разностный инфракрасный индекс NDII (Normalized Difference Infrared Index).
Данные влажности почвы для управления поливом
Капельное орошение обеспечивает точное управление водными ресурсами и создание оптимальных условий влажности для роста и развития растений. Ключевым фактором для использования возможностей капельного орошения, является точная динамическая оценка содержания влаги в почве. Важный фактор точности измерений — выбор оптимального места для установки датчика влажности почвы. Неправильное размещение датчика может привести к неверной оценке и недостаточному или чрезмерному поливу.
Расстояние до растения
Дальность установки датчика от растения определяется исходя из особенностей его роста, типа корневой системы. Равномерно развитая обширная корневая система обеспечивает стабильное удержание воды в почве. Поглощение воды корневой системой взрослого растения — доминирующий фактор, определяющий движение воды в почвенном профиле. Рекомендуется устанавливать датчики в местах высокой плотности корней (особенно актуально для крупнозернистых почв).
.jpg)
В схеме капельного полива помимо близости корневой системы растения также важно расположение излучателей.
Глубина измерения
В зависимости от фазы развития растения и времени полива репрезентативными могут быть данные с разных участков. Развитая корневая система увеличивает вариабельность поглощения воды в разных слоях почвы, но максимальное поглощение воды корнями наблюдается в верхних слоях. Оптимальные места измерения в конце вегетационного периода ограничены верхними слоями почвы (0-20 см).
Исследователи изучили динамику движения воды в почвенном профиле при выращивании кукурузы с капельным поливом культуры. В суглинистых почвах рекомендуется устанавливать тензиометрические датчики на расстоянии 5-20 см от растений на глубине 10-20 см.
Другие факторы влияющие на однородность распределения влаги
При капельном поливе растений выбирая место установки датчика также следует учитывать особенности полива культур, свойства почвы, время полива.
- Большие частота полива и количество источников влаги способствуют большей однородности влажности почвы.
- Максимальная неоднородность содержания влаги в почве в разных точках измерения наблюдается в течение суток после полива. Неравномерный характер распределения влаги ограничивал выбор мест для установки датчиков. Более равномерное распределение наблюдается на протяжении периода 3-6 дней после полива.
- Неоднородность может быть усилена за счёт специфических гидравлических свойств почвы (способностей проводить и удерживать влагу).
Правильная установка датчиков влажности почвы — ответственный этап, влияющий на эффективность работы. Если у агрария нет необходимого опыта и знаний, для выбора оптимального места проведения измерений, необходимо обратиться к специалистам или интеграторам решения.
