Влажность почвы

Оптимальная влажность почвы – важное условие для обеспечения правильного роста культур и повышения урожайности. Влага необходима не только для восстановления водного баланса, но и для регуляции температуры. В процессе терморегуляции в растениях испаряется до 99% полученной влаги, а для формирования вегетативной массы используется лишь 0,2-0,5%. При этом оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур варьируется в зависимости от стадий роста и погодных условий.

Определенное количество влаги образуется в результате конденсации пара, топографических особенностей, типа вегетации и гидрогеологических условий. Задача фермера – сохранить естественную влажность почвы, максимально аккумулировать осадки и эффективно их распределить в зависимости от потребностей культур.

Значение Влажности Почвы Для Эффективного Выращивания Культур

Вода обеспечивает протекание всех физических процессов на планете Земля, как в атмосфере, так и в окружающей среде. Концентрация влаги в грунте зависит от уровня осадков, интенсивности впитывания вегетацией, температуры воздуха и других факторов.

Оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур – залог высокого урожая, поскольку растения не могут развиваться, если влаги в грунте недостаточно. Тем не менее, вода выполняет и другие функции:

• влажность влияет на аэрацию, степень салинизации и концентрацию токсических веществ;
• обуславливает структуру, пластичность и плотность грунта;
• регулирует температуру и теплоемкость;
• предотвращает выветривание;
• определяет время проведения полевых работ.

Как Определить Влажность Почвы: Ключевые Параметры

В 2010 году Всемирная метеорологическая организация включила влажность почвы в перечень пятидесяти ключевых климатических переменных, рекомендованных для систематического наблюдения.

Значение влажности почвы определяется соотношением количества воды к определенному количеству грунта и выражается в процентном соотношении воды к массе или объему сухой почвы или дюймах влаги на фут грунта в глубину.

Потенциал (давление) почвенной влаги показывает, насколько вода удерживается в грунте. Этот параметр выражается в единицах измерения давления барах. Как правило, более сухой грунт впитывает большее количество влаги.

Доступная для растений влага – это количество воды, которую растение способно поглотить за определенный период времени. Доступная влага – это разница между максимальным количеством воды, которое может удерживаться в почве и тем пределом, когда растение уже не может извлекать из нее влагу. Оно выражается в дюймах доступной влаги на фут глубины грунта.

Соотношение содержащейся влаги к потенциалу не является универсальным и зависит от характеристик грунта определенного региона, например, текстуры и плотности. На основании значения доступной растениям влаги разрабатывается ирригационный план.

К сожалению, в понимании взаимосвязи между физическими и химическими свойствами грунта и его увлажненностью остается еще много неизученных вопросов.

Влажность Почвы И Методы Ее Определения

Как измерить влажность почвы? Процесс включает предварительный отбор образцов и их последующий анализ непосредственно в полевых условиях или в лаборатории.

Методы измерения влажности делятся на прямые, косвенные и дистанционные.

Прямые методы подразумевают извлечение влаги из образца грунта посредством испарения, вымывания или химической реакции. Влажность почвы рассчитывается путем сравнения массы испаренной влаги и сухой почвы.

Косвенные методы основаны на определении характеристик грунта в зависимости от степени его влажности, а также определении характеристик помещенных в него предметов (например, пористого абсорбера).

В дистанционных методах используются спутниковые данные, полученные благодаря отражательной способности поверхности грунта (отражению электромагнитного излучения в определенном спектральном диапазоне).

Альтернативные Методы Определения Почвенной Влажности

• радиоактивный – подсчет радиоактивных частиц;
• электрический – определение сопротивляемости, проводимости, индукции и емкости поглощения;
• тензометрический – измерение разницы давления сухой и влажной почвы;
• оптический – изучение отражения световых потоков;
• экспресс-методы – в основном, органолептические.

Формула Влажности Почвы

Наиболее широко используемые прямые методы – гравиметрические и волюметрические.

Содержание влаги в почве по гравиметрическому методу (%) = [масса влажной почвы – масса высушенной почвы (г) / масса высушенной почвы (г)] х 100;

Содержание влаги в почве по волюметрическому методу (%) = [объем воды (см3 / объем почвы (г см3)] х 100.

Влажность Почвы В Контексте Мониторинга Полей

Возможность прогнозировать влажность почвы повышает эффективность планирования полевых работ на всех стадиях роста растений и предполагает следующее.

Степень Влажности Почвы Определяет Оптимальное Время Посева Культур

Фермерам следует тщательно определить концентрацию влаги в грунте перед началом посевных работ. Оптимальная влажность почвы для сельскохозяйственных культур зависит от типа культур, типа почвы, региона, и иных показателей. Например, рис хорошо растет в водно-болотных угодьях, а такие растения как пшеница, горчица, картофель, бобовые чувствительны к чрезмерному количеству влаги и погибают в условиях длительных подтоплений.

Канола – довольно неприхотливая культура, однако требует четко спланированных дат высевания семян. Рапс – влаголюбивое растение, поэтому количество осадков должен быть не менее 280-300 мм за сезон. Несмотря на то, что всходы не укоренятся при отсутствии влаги, для ее обеспечения не следует увеличивать глубину заделки.

В случае, если в грунте содержится необходимое количество влаги на глубине по меньшей мере 50 мм, рекомендуется подождать, пока не пройдут дожди или высевать на глубине менее 50 мм, если осадки прогнозируются в скором будущем. Если же грунт прогрелся достаточно, допускается глубинная заделка, с высеванием во влажные слои.

При глубинной заделке норму высева семян нужно увеличить, по крайней мере, на 10%. В любом случае, для успешного прорастания посевов необходимы осадки в ближайшее время.

Прогнозирование И Мониторинг Засухи

Высыхание грунта непременно следует за атмосферной засухой, т.е. жарким периодом без осадков с влажностью воздуха менее 30-35%. Это проявляется как снижение запасов влаги вплоть до увядания растений, перегрева почвы и увеличением концентрации в ней токсических веществ.

Использование индекса влажности почвы (SMI), полученного в результате спутникового мониторинга дает возможность фермерам обеспечить продуктивность посевов. Данный индекс разработал Бергман в Национальной метеорологической службе в США в середине 1980-х годов для оценки масштабов засухи на глобальном уровне. Индекс определяет степень засушливости или увлажнения грунта и показывает, как недостаточное содержание в нем влаги влияет на урожайность культур.

Влияние Сельскохозяйственной Техники На Грунт При Высоком Уровне Влажности

Успешные фермерские практики предполагают отсутствие функционирующих машин на полях (движение, культивирование, посевные работы), если степень увлажнения чрезмерно высока, чтобы предотвратить уплотнение грунта и иные нежелательные воздействия на его структуру. Определить степень насыщения водой можно визуально, формируя в руке шарик из грунта. Тем не менее, технологически обоснованные методы являются более надежной альтернативой, и один из них – Crop Monitoring.

Важность Мониторинга Влажности Почвы

Crop Monitoring – надежная платформа для агробизнеса на основе спутниковых данных, которая облегчает ведение сельскохозяйственных работ на всех этапах выращивания культур. Данные по зонированию, о состоянии посевов, продуктивности операций, погодных условиях и функционировании техники дает возможность принимать обоснованные и успешные решения.

Дистанционное зондирование Земли (ДЗЗ) является эффективным инструментом, который предоставляет фермерам подробную информацию по всем вышеперечисленным аспектам.

Карты влажности почвы помогают получить все необходимые данные всего за несколько кликов. Для этого сохраните поле и дождитесь завершения процесса расчета карты. В результате в вашем распоряжении будет карта с легендой, которая описывает значения каждого пикселя и график (кривая содержания влаги в грунте). Пользователь может анализировать эту кривую на различных уровнях (слоях), определять зоны подтоплений и анализировать исторические данные за пять лет по разным регионам. Таким образом, фермеры могут сравнивать результаты. Карта поля выглядит следующим образом.

Контроль влажности грунта и ее прогнозирование являются важными аспектами для обеспечения роста растений. Точный мониторинг позволяет планировать внесение удобрений и других ресурсов. Современная технология Crop Monitoring позволяет отслеживать концентрацию влаги в почве грунте автоматически. Полученные данные помогают поддерживать содержание воды на необходимом уровне путем ирригации и таким образом, обеспечивают высокий урожай.

При описании каждого почвенного горизонта необходимо указывать степень его влажности. По этому признаку даются следующие градации:

• сухой горизонт — почва сильно пылит, присутствие влаги при сжатии не ощущается;
• слабовлажный (свежий) горизонт — почва не пылит, влага едва ощущается при сжатии по холодноватости;
• влажный горизонт — почва в руке сжимается в комок, ясно ощущается влага, бумага, приложенная к почве, быстро сыреет;
• сырой горизонт — при легком сжатии в руке почва превращается в пастообразную массу, но вода не выделяется;
• мокрый горизонт — при сжатии почвы в руке выделяется вода.

Вода крайне важна для развития растений. По этой причине полив требует вдумчивого подхода и не должен быть избыточным или дефицитным. Сенсоры влажности почвы невероятно эффективны для определения уровня воды, что позволяет существенно сократить затраты и усилия фермеров.

Датчики помогают составить более эффективный график полива, отрегулировать его частоту и интенсивность, чтобы не вымывать питательные вещества и не пересушивать растение. Сенсор позволяет определить уровень влажности без вашего присутствия на поле.

Использование Датчиков Влажности Почвы В Точном Земледелии

Датчик влажности почвы – это прибор для измерения текущего уровня влажности почвы. Внедренные в систему орошения, датчики помогают составить более благоприятный график подачи и распределения воды. С помощью датчиков также можно увеличить или уменьшить полив для оптимального роста культур.

В зависимости от того как работают датчики влажности почвы, они делятся на три вида:

• Наземные – устанавливаются под землей для мониторинга корневой зоны.
• Воздушные – получение данных через беспилотные летательные аппараты; иногда используются для картографирования влажности почв.
• Спутниковые – оценка ситуации из космоса. Не мешают проведению работ в поле и помогают сэкономить средства; трудоемкой установки не требуют.

Системы датчиков влажности почвы стали необходимостью, поскольку выращивание сельскохозяйственных культур – это динамичный процесс, который нужно постоянно поддерживать. Динамика оправдывает использование датчиков на разных типах местности и стадиях развития растений, с учетом климатических особенностей, а также для прогнозирования погодных рисков. Посредством анализа инфракрасного (ИК) излучения, спутниковые бесконтактные датчики влажности почвы обеспечивают постоянный поток актуальных и надежных данных. Вместе со спутниковыми изображениями эти данные позволяют фермерам быть в курсе всех изменений уровня влажности почвы и вовремя принимать необходимые меры.

Установка И Калибровка Датчиков

Датчики влажности почвы для капельного полива требуют установки и регулярного обслуживания. Для этого вам нужны специалисты, которые будут определять следующие параметры:

• расположение датчиков;
• расстояние между устройствами;
• количество устройств;
• глубину установки;
• способ размещения датчиков;
• время перекалибровки;
• чтение и интерпретацию данных.

Помимо данных процедур, эксперты должны производить ремонт датчиков, которые вышли из строя, валидировать точность данных, а также разрабатывать схемы полива.

Среди всех типов датчиков измерения влажности почвы, спутниковые действительно могут избавить вас от хлопот. Приложения для мониторинга удобны и доступны на различных устройствах, включая ПК, ноутбук и планшет. Вы можете узнать, что происходит на вашем поле, где бы вы ни были, если у вас есть доступ к Интернету. Такие приложения позволяют фермерам выявлять проблемы удаленно и вовремя на них реагировать.

 

 

Считывание И Интерпретация Данных Сенсора

Необходимо уметь правильно интерпретировать информацию, полученную с датчиков. Различные типы датчиков предоставляют разные типы данных, каждый из которых требует особого подхода. Таким образом, точность толкования напрямую зависит от навыков сотрудника.
С другой стороны, если вы используете специальное приложение, нет нужды нанимать профессионала.

Онлайн приложения для мониторинга упрощают задачу. Вы получаете показатели влажности грунта на любом выбранном поле за любой день. Кривые на графике быстро сообщают о ситуации и позволяют вовремя решить проблему.

Чем Полезен Crop Monitoring?

Crop Monitoring это мультифункциональное приложение от EOSDA, которое создано для фермеров, агрономов, страховых агентов и трейдеров. Приложение постоянно обновляется и совершенствуется. Одной из его новейших функций – является способность оценивать влажность грунта, на основе соотношения объема влаги в почве и общего объема грунта (в %).

Crop Monitoring оценивает влажность на двух уровнях:

• на поверхности почвы (5 см);
• в корневой зоне (корневище).

Оба показателя важны в процессе принятия решений. Существенное преимущество данного приложения заключается в том, что оно предоставляет аналитику, на основе спутниковых данных. Эти данные объединяются в единую диаграмму, которая предоставляет информацию о росте урожая, уровне осадков и вегетационных индексах. Таким образом вы получаете полную аналитику в одном месте. Crop Monitoring отображает кривые в следующем порядке: вегетация – влажность в корневой зоне – влажность на поверхности грунта.

Вам не нужно физически присутствовать на поле, чтобы регулярно следить за изменениями, если у вас есть ПК, ноутбук или планшет с подключением к интернету. В отличие от наземных датчиков влажности почвы, спутниковые приложения обходятся дешевле и не нуждаются в команде специалистов для его установки и обслуживания.

Crop Monitoring предоставляет дополнительные данные, которые будут полезны разным участникам аграрного бизнеса. Информация о влажности почвы наряду с множеством других параметров позволяет фермерам разрабатывать сложные схемы орошения и составлять график полива. Это возможно благодаря тому, что через приложение вы получаете средние показатели для всего поля, а не для одной определенной точки.

Что же касается других участников сельскохозяйственного бизнеса, страховый агенты, например, могут отслеживать и сравнивать ключевые исторические и текущие данные через Crop Monitoring. Полученные данные можно использовать как основу для принятия решений по страховым выплатам.

Мы подтвердили спутниковые данные со 170 цифровых датчиков влажности почвы в Юте, США.

На сегодняшний день функция определения влажности почвы доступна для следующих стран:

• США
• Канада
• Бразилия
• Аргентина
• Украина
• Россия
• Казахстан
• Австралия

Этот список постоянно обновляется, так как мы планируем выйти на мировой рынок. А пока мы предлагаем Индивидуальные Проекты по всему миру, вне зависимости от вашей страны. Свяжитесь с нашим отделом продаж sales@eos.com, чтобы заказать Индивидуальный Проект.

Почему Мониторинг Влажности Почв Важен?

Достаточное водоснабжение жизненно необходимо для развития растений и обеспечить его – главная задача фермера. Недостаток полива приводит к увяданию, так как все силы растений уходят на то, чтобы впитать корнями дефицитную воду, при этом у них не остается энергии для созревания и высокой урожайности. Равномерный полив, однако, помогает растениям переживать регулярный стресс, оставаться здоровыми и развиваться в полной мере. С другой стороны, чрезмерный полив приводит к загниванию корней, перекрывает подачу кислорода, что в итоге приводит к разрушению растения.

Без поддержания стабильного уровня влажности ситуация в обоих случаях сложится неблагоприятно. Вот почему датчик влажности почвы для системы полива
является незаменимым инструментом, в то время как онлайн приложения для сельского хозяйства с функцией определения уровня влажности почвы эффективны, надежны и не требуют больших затрат.

Спутниковый беспроводной датчик влажности почвы это идеальный вариант, особенно если речь идет о сравнении объема вложений и усилий, необходимых для его использования, с тем объемом и качеством данных, которые он предоставляет. Внедрение датчиков в повседневную сельскохозяйственную деятельность помогает улучшить рост культур, при этом фермеры могут более эффективно управлять рисками избытка и дефицита воды.