Общая информация

Точное управление орошением важно по следующим причинам:

  • Завышенный или заниженный объём полива отрицательно сказывается на урожае, здоровье растений, а также на окружающей среде
  • Влажность почвы, а также доступность и поглощение питательных веществ находятся в сильной зависимости между собой
  • Каждая подача воды связана с материальными расходами
saugspannungПример: Влияние натяжения всасывания на урожай малины

Таким образом, управляя поливом, можно достигнуть:

  • повышения объёмов урожая
  • улучшения качества продукции
  • сокращения расходов и экономии ресурсов

Необходимые для этого условия:

  • точный расчёт времени полива
  • точный расчёт объёма воды

Ниже следует краткое описание различных методов управления орошением.

Почва и почвенная вода

Poren Почва состоит из твёрдых минеральных и органических частиц, а также пор, заполненных водой или воздухом. Общий объём пор, а значит способность почвы удерживать воду, сильно зависит от вида почвы, её зернистости, структуры, плотности залегания и доли органических веществ. Так, объём пор в минеральных почвах колеблется от 40 до 60%, в субстратах объём пор может достигать 90%.

Чем меньше диаметр проводящих воду пор, тем лучше почва удерживает воду. Натяжение или «сила», с помощью которой вода удерживается в почве, называется натяжением всасывания.

Полевой влагоёмкостью обозначают количество воды, которое почва может максимально удерживать против силы притяжения (содержание воды при натяжении всасывания 60 гПа или пФ 1,8). Полезной влагоёмкостью поля называют влагоёмкость с вычетом воды, настолько сильно удерживаемой почвой, что её больше не могут поглощать растения (мёртвая вода). Полезной полевой влагоёмкостью (ППВ) характеризуют количество воды, удерживаемое в почве натяжением всасывания от 60 гПа (пФ 1,8) до 15000 гПа (пФ 4,2).

PF Kurve - SandPF Kurve - SchluffPF Kurve Ton

Totwasser schwer verfügbares Wasser leicht verfügbares Wasser Luft

По причине вышеупомянутой взаимосвязи ППВ сильно отличается от почвы к почве. ППВ песчаной почвы, например, составляет 5 - 15% абсолютного содержания почвенной воды, а значения ППВ глинистой почвы находятся в пределах 30 - 50% абсолютного содержания почвенной воды.

Методы управления поливом

A - Измерение натяжения всасывания

Этим методом измеряют натяжение, с помощью которого почва удерживает воду, натяжение всасывания. Это измерение показывает «усилие», необходимое растению для поглощения воды из почвы, но не даёт никакой информации по абсолютному количеству почвенной воды. Общепринятыми единицами измерения натяжения всасывания являются Гектопаскаль (1 гПа = 1 мБар) и Сентибар (1 сбар = 10 кПа / мБар).

Измерение натяжения всасывания – это классический метод управления орошением. Данные этого измерения можно переносить на все виды почвы, поскольку вид измеряемой почвы не имеет значения. Натяжение всасывания 150 гПа, например, даст одну и ту же информацию как в песчаной, так и в глинистой почве. Для каждой культуры существуют чётко определённые оптимальные диапазоны, действительные для всех типов почв. Рекомендуется проводить измерения в 3 точках на 2 глубинах в каждой.

Тензиометры и сенсоры Watermark являются инструментами для измерения натяжения всасывания, причём тензиометры лучше зарекомендовали себя для измерения в более влажной почве. Этот метод хорошо подходит для выращивания растений в минеральной почве и субстратах при любом виде орошения, но особенно при капельном орошении.

 

BewaesserungssteuerungBewaesserungssteuerung
Киллюстрациям:
синий: - почва слишком сырая; зелёный – оптимальная влажность; жёлто-красный – слишком сухая

Оптимальное управление поливом - это оптимальная влажность почвы и доступность питательных веществ во всей основной зоне корней без потерей из-за вымывания.

B - Измерение объёмного содержания воды

Этим методом измеряют объёмное содержание почвенной воды. Это измерение показывает абсолютное содержание воды на единицу объёма почвы (включая недоступную для растений мёртвую воду), но не даёт никакой информации по натяжению всасывания почвенной воды. Общепринятыми единицами волюметрического измерения являются объём. % или мм воды на литр или м³ почвы.

Данные волюметрического измерения почвенной воды не переносятся с одного вида почвы на другой. Так, песчаная почва при содержании воды 30% наполнена водой, количество которой превышает ППВ (натяжение всасывания ок. 10 гПа или пФ 1,0), в то время как илистая почва при содержании воды 30% покажет натяжение всасывания ок. 300 гПа или пФ 2,5. А глинистая почва при таком содержании воды уже будет находиться в пределах постоянной точки увядания (натяжение всасывания ок. 15000 гПа или пФ 4,2).

TDR Fieldscout и FDR ECH2O представляют собой сенсоры для измерения объёмного содержания воды. Этот метод идеален прежде всего, если необходимо знать, какое количество воды в мм требуется для полива.

 

C - Измерение потенциала воды в листе и стволе

Xylemwasser
  1. Xylem water column in a plant is always under tension
  2. When cut, water column retreats into leaf

Этим методом измеряют потенциал воды в листьях и стволе, т.е. натяжение ксилемного сока, с помощью вакуумных камер по Шоландеру. Таким образом, вопрос о необходимости полива решает «само» растение, а не почва.

Прямая информация о водообеспечении растения позволяет составить точное представление о состоянии водного баланса во всей корневой зоне. Общепринятыми единицами измерения являются мПа и Бар.

При правильном измерении данные камеры по Шоландеру можно переносить на другие места измерения. Кроме того, имеются ориентировочные значения, особенно для древесных растений. Однако сам процесс измерения относительно трудоёмкий и не может быть автоматизирован.

 

 

D - Климатический водный баланс

Измерение климатического водного баланса или метод Института садоводства в Гейзенхайме, является непрямым методом. Для этого сначала с помощью вычислительной модели (Penman-Monteith, Haude и т.д.) определяют потенциальную эвапотранспирацию (= суммарное испарение с поверхности растения и почвы), затем корректируют её с помощью поправочного коэффициента Kc (в зависимости от культуры и её стадии развития) и, наконец, результат балансируется посредством данных измеренных на участке осадков.

Измерение климатического водного баланса даёт информацию о потере воды в мм на единице площади в течение определённого промежутка времени. Расчёт этого параметра проводится индивидуально на определённую площадь. Для многих культур имеются чётко определённые факторы коррекции для отдельных фаз роста. Некоторые модели метеостанции iMetos имеют функцию вычисления климатического водного баланса.

 

Пример: Beispiel