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土壤传感器深度

2019-12-25 22:24:20      点击:

土壤传感器深度

要在根部区域内清晰了解湿度状况,需要在每个探头位置的多个深度处进行测量。多个深度读数可以很好地指示整个根部区域的平均湿度,还可以提供有关特定深度的湿度的重要信息。例如,在根部区域内的一组传感器可用于评估植物可用的水分,而在根部区域下方的较深传感器可测量水的深层渗透(低于植物的可用性)。

可以通过使用多深度土壤湿度探头(“水分剖面探头”)或几个点测量探头来获取多个深度读数。最浅的传感器应在表面以下约4英寸(10厘米)处;最深的部分应比成熟植物的根部区域的底部至少深20%。附加传感器应在该范围内以4-6英寸(10-15厘米)的增量放置。

根区摘要

为了灌溉的目的,需要将根区域内所有深度的水分测量值合并为一个数字,该数字代表平均根区域水含量。这可以通过以下方式完成:

  • 将每个传感器级别的测量值相加
  • 平均那些测量值
  • 加权平均测量值

无论获得多少,该数字都将成为“根区域摘要”。

根区域摘要计算应仅包括来自根区域内传感器的数据。在加权平均计算中,将根区域以下的传感器的权重设置为零。由于根区的大小会随着植物的生长而变化,因此有可能随着季节的发展而改变探头的权重因子。

为了更准确地测量根区条件,请在整个根区中使用不同的加权因子。这可以更有效地处理某些土壤剖面的多种土壤类型。 

从根部区域取样一个核心样品,深度与湿度探头一样深,并针对每个传感器深度进行土壤质地分析。然后,可以将较小的权重分配给水分利用率低的土壤(例如黏土),因为更高的VWC不一定意味着有更多的水分可供植物使用。相反,较大的权重可以分配给较沙质的土壤。  

水计量单位

从每个土壤湿度传感器获得的数字原始数据的范围取决于传感器的类型和品牌。对于大多数电容式探头,其原始数据是与土壤介电常数成比例的数值,然后可以使用校准表将其校准为VWC。校准表通常取决于土壤类型,可能无法精确得知。此外,它在整个田地甚至在植物的根区可能都不同。

根区摘要通常是根区中几个点的读数的加权平均值,每个点可能是不同的土壤类型。因此,绝对VWC的测量(即使使用校准的探头)也可能会产生很大的误差。

幸运的是,不需要VWC的绝对读数来计划灌溉。如前所述,通过确定与生长季节中最高和最低容许湿度水平相对应的传感器读数来计划灌溉,然后计划灌溉以将传感器读数保持在这些值内。读数可以是来自探头的原始数字读数,也可以是经过校准的VWC。两种值都具有相同的效果。

管理线

本质上,基于土壤水分的灌溉的目的是将根区摘要的测量值保持在预定义的高(“满”)和低(“补充”)水平之间。可以在两条水平“管理线”(有时称为“预算线”)上,以土壤水分与时间的关系图绘制满水和补充水分含量。充满和补充之间的区域定义了“最佳”湿度区域(图5)。目的是将土壤湿度汇总测量值保持在该区域内。

图4.
管理线

 

图5.
显示管理行的根摘要图

补充线代表水含量在“管理允许消耗”(MAD)级别的“根区摘要”读数。MAD只是我们希望土壤在两次灌溉之间保持持续干燥的最干燥状态。在大多数情况下,“满”行等于“现场容量”处的读数。由于可能存在诸如降雨之类的不受控制的事件,使土壤水分脱离正常区域,因此,优良作法是定义其他管理行,以显示可能危害植物的水分水平。这些在图5中以“太满”和应力(或永久降温点)线显示。 

使用以下过程将“完全管理行”设置为“现场容量*”。

  1. 进行灌溉直到根部区域的顶部达到饱和(如泥泞条件和/或表面积水所示)。
  2. 让土壤排水至少24小时,直到整个根部区域都变湿变黑,但不饱和。现在土壤处于田间生产能力。
  3. 将“完全管理线”设置为等于该时间点的“根区域摘要”读数。

*田间生产能力可能不适用于所有作物和生长条件。请咨询有资格的农艺师,以确定适合您的作物的满点。

在完成上述步骤A–C之后,应按以下所示对齐线:

图6.
将填充线设置为最新的根汇总值

使用以下过程将“加料管理行”设置为“管理允许消耗”级别:

  1. 灌溉后,让土壤干燥到通常可以再次开始灌溉的水平。可能有必要挖掘根部区域,并使用“外观”方法来确认土壤已经干燥,但干燥程度不足以引起严重的植物压力。
  2. 将笔芯管理行设置为等于当前“根区摘要”读数。

当使用其他管理线时,请按照上述步骤设置应力(永久降温点)和应力过大(严重饱和)线。您可以使用确认的土壤张力传感器测量并设置这些值。如果使土壤剖面完全达到饱和点和永久枯萎点不切实际,请在“根摘要”图上将“应力”和“太满”水平直观地设置为略高于正常(绿色)区域。

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