Современные технологии
для агробизнеса
+7 (495) 788 59 56
Работаем по всей России
+7 (495) 788 59 56
Работаем по всей России

Влажность почвы и управление орошением: два исследования кукурузы и сои

24.07.2020

Сегодняшние производители достигли точки, когда простое использование их интуиции больше не является жизнеспособным вариантом. Ужесточение правил и ограничений в отношении водных ресурсов привело к необходимости быстрого, легкого и эффективного отслеживания как водных, так и экологических условий на каждом поле. Используя технологию мониторинга микроклимата и влажности почвы на месте, производители теперь имеют простые и эффективные решения для повышения эффективности орошения.

Эффективное использование воды при орошении может не только улучшить урожайность, но и сэкономить воду и энергию, улучшить качество сельскохозяйственных культур и сократить вымывание питательных веществ. Способность измерять, контролировать и управлять влажностью почвы в корневой зоны с помощью высоконадежной технологии, которая проста в использовании, имеет решающее значение для максимизации урожайности и качества. Многочисленные исследования наглядно демонстрируют, что управление влажностью с помощью датчиков влажности почвы может повысить урожайность и, в некоторых случаях, снизить затраты на производство кукурузы и сои. Планирование полива должно рассчитываться на основе поглощения воды растениями, суммарного испарения, скорости инфильтрации воды, чтобы обеспечить хороший дренаж и избежать длительного водонасыщения почвы.

Метестанция в поле

Метеостанция IMETOS IMT300

Инструменты для эффективного расчета суммарного испарения

iMETOS IMT300 или µMETOS ET0 (Вариант LPWAN) являются полезными инструментами для расчета суммарного испарения (ET0). Эти устройства могут записывать измерения температуры воздуха, влажности, скорости ветра и датчиков солнечного излучения.

Эталонная эвапотранспирация (ET0) рассчитывается ежедневно и обеспечивает количество воды, потерянное растением и почвой в результате транспирации и испарения. Использование метода водного баланса затем позволяет нам рассчитывать суммарное испарение урожая (ETC) - это общая стратегия, используемая во всем мире при планировании полива.

Производители увидят прямую связь между потребностями воды в воде и климатическими условиями. Прогноз погоды для конкретного участка также включен в программное обеспечение Pessl Instruments.

Комбинирование измерений микроклимата на уровне поля с датчики влажности почвы необходимо для правильного планирования орошения и позволяет нам лучше оценивать и оптимизировать управление водными ресурсами в течение всего вегетационного периода.

Лучшее решение для этого, является полевая метеостанция Pessl Instruments iMETOS ECO D3, которая имеет  широкий ассортимент оригинальных датчиков влажности почвы и позволяет разработать лучшее решение для мониторинга влажности почвы, основанное на характеристиках вашей почвы, сельскохозяйственных культур, ирригационных систем, организации местности и управления полем.

Программное обеспечение обеспечивают наземным датчикам  точные измерения содержания влаги в почве, температуры и засолености почвы на нескольких уровнях по профилю почвы.

Метеостанция в полеустановка профильного зонда на кукурузном поле

На фото: слева - iMETOS ECO D3, справа - установка профильного зонда на кукурузном поле

Как данные хранятся, рассчитываются и отображаются?

Все измеренные данные передаются на платформу Fieldclimate и могут быть доступны как в удобном мобильном приложении, так и через web интерфейс.

Справа приведен пример уровня влажности почвы в корневой зоне в режиме реального времени на глубине датчика на каждые четыре дюйма (составной график).

Расчет среднего графика влажности почвы корневой зоны определяется пользователем, где верхний полный объем известен как полная точка или полевая емкость, а нижний объем или точка пополнения. Нижний график представляет собой непрерывное измерение дождя и суточного ET0.

Показатели платформы Fieldclimate

Влажность почвы и климатические данные с разных точек зрения с платформы Fieldclimate

Полив кукурузы и сои - варианты использования

1.     Оптимальные результаты от производства орошаемой кукурузы

Кукуруза нуждается в большом количестве влаги и отсутствии стресса, чтобы максимизировать урожайность. Правильный выбор времени для этого полива имеет решающее значение. Важно сохранять правильное количество влаги в течение сезона, избегая любого дефицита воды и поддерживая желаемое содержание влаги в активной корневой зоне. Предыдущие исследования показали, что минимизация стресса от влаги в корневой зоне может повысить урожайность на 10-25%, что может принести фермеру более 4: 1 отдачу от инвестиций.

Чтобы получить оптимальные результаты от производства орошаемых культур, ирригатор должен быть в состоянии предсказать наступление точек нехватки воды для растений. Он должен рассчитать количество воды, потерянной из корневой зоны, чтобы определить объем, который будет применен при следующем поливе. На диаграмме показаны цветные кодировки по балансу влажности, поэтому пользователи могут четко видеть диапазон влажности почвы для оптимального управления - красный (дефицит), зеленый (зона комфорта) и синий (избыточная влажность почвы).  Для того, чтобы иметь возможность получить эти данные и принять правильное решение о том, когда и сколько воды надо применить для поддержания здоровья растений и без лишних потерь ресурсов как раз и нужна такая качественная, точная и надежная технология.

Баланс влажности Fieldclimate


2.     Важность сроков полива у сои

На соевых бобах также очень важно для урожая время ирригационных событий. В большинстве случаев орошение может происходить очень рано и в конце вегетации, и, в частности, орошение в конце сезона может повысить урожайность и улучшить здоровье растений. Сосредоточив внимание на более тяжелых зонах в каждом поле, производители могут быть спокойны, что, их наиболее подверженные стрессу почвы подвергаются надлежащему орошению и также и  остальные зоны будут хорошими.

График слева показывает влажность почвы на отдельных глубинах в почвенном профиле в течение четырех недель. Увеличение графика показывает ступеньки, вызванные извлечением воды растениями в дневное время. Это означает, что корни активны на этой глубине, а его отсутствие означает, что корни неактивны. Таким образом, может быть известно количество воды, используемой растением на каждой глубине. В этом примере ступенька присутствует в трех верхних датчиках, но не в трех нижних. Поэтому корни активны только в верхних трех датчиках, и это орошение производилось с нужным количеством воды. Фертигация (одновременное внесение жидких удобрений) должна проводиться также в активной корневой зоне, что позволяет увеличить поглощение питательных веществ культурой и уменьшает вероятность попадания химических веществ в воду и повышает урожайность.

Влажность почвы по 6 датчикам

Снимок полевого климата, показывающий данные влажности почвы профильного зонда с 6 датчиками - период времени 30 дней.

Запас доступной воды (PAW)

Платформа Pessl Instruments Fieldclimate имеет расширенные инструменты для дополнительного расчета SUM (суммарной), AVG (среднее значение) и доступной воды для растений (PAW) по корневой зоне, что обеспечивает одно единственное нормализованное значение для каждого датчика влажности почвы с цветовой индикацией (сухой: PAW <0 нормально: PAW 0-100, мокрый: PAW> 100).

Датчики в корневой зоне можно суммировать, чтобы получить одно значение. На графике ниже представлены изменения суммарного содержания воды для трех верхних датчиков за четыре дня. После подъема количество воды падает в течение дня и ночи, причем скорость падения в течение дня больше, чем ночью: колебания говорят о том, сколько воды поглощает растение днем и ночью. Когда почвенная вода легко доступна, ежедневные колебания влаги обусловлены погодой, и как только не происходит извлечение воды из растений, культура начинает испытывать нехватку воды.

Суммирование показателей влажности

Скриншот FieldClimate с суммированными тремя верхними датчиками

В результате избыточного орошения питательные вещества вымываются через почву, и может развиться неглубокая корневая система. Это не помогает растению во время жары или засухи по сравнению с растением с глубоким корневым основанием.

С помощью датчиков зафиксировано избыточное орошение

Данные по влаге на вертикальном профиле показывают избыточное орошение.


Преимущества использования решений для мониторинга влажности почвы и управления орошением

Лучшее знание того, когда начинать и останавливать орошение, поможет защитить самый важный ресурс - воду. Запускайте свою систему орошения, когда растения просят питание, чтобы избежать вымывания удобрений и экономии энергии, не жертвуя качеством и урожайностью. Как видно из приведенных выше примеров, используя технологические решения для мониторинга влажности почвы и управления орошением, вы сможете:

  • сохранить воду
  • сохранить удобрения
  • сократить расходы
  • иметь более высокую доходность
  • иметь лучшее качество урожая
  • иметь более здоровый урожай
  • обеспечьте свой урожай
  • сэкономить время
  • меньшее воздействие на окружающую среду.
Литература:

[1] Р. Суй и др., «Планирование полива с использованием датчиков влажности почвы», журнал «Сельскохозяйственные науки»; Том 10, № 1; 2018

[2] Б. Кобленц, «Датчики влажности помогают прекратить орошение сои», 2016

[3] Пример из практики: Iowa Corn 201

[4] С. Миллер и Ю. Донг, «Использование измерителей влажности почвы для дополнения планирования полива», 2019

[5] Sentek Technology, тематические исследования


Консультация
По всем возникающим вопросам
Вы можете проконсультироваться
с нашими специалистами по телефону
+7 (495) 788 59 56
Звонок абсолютно бесплатный
для всех регионов РФ!
Даю согласие на обработку персональных данных. Ознакомлен с политикой конфиденциальности