So modellieren Sie das verfügbare Wasser der Pflanzen
Dr. Gaylon Campbell, ein weltbekannter Bodenphysiker, lehrt Sie, was Sie für einfache Modelle der Bodenwasserprozesse wissen müssen.
Ein gutes Bewässerungsmanagement erfordert die Beantwortung von zwei Fragen: Wann wird das Wasser eingeschaltet und wann wird es abgestellt. Die richtige Beantwortung dieser Fragen ist für moderne Weinbergsmanager eine ernste Angelegenheit. Mit dem richtigen Wissen und den richtigen Werkzeugen kann die Bewässerung so gesteuert werden, dass das Wachstum der Reben kontrolliert, der Fruchtansatz maximiert und die Fruchtqualität reguliert wird. Das Wassermanagement bei einjährigen Kulturen wie Kartoffeln oder Zuckerrüben erfordert eine Bewässerung, bei der die Pflanzen nie unter Wasserstress geraten. Der Weinanbau ist komplizierter. Stress muss während der Blüte vermieden werden, wird aber später eingesetzt, um die Assimilatverteilung und das Wachstum der Reben zu steuern. Die Größe und Form des Blätterdaches und eine Vielzahl von Faktoren für die Fruchtqualität hängen von der Aufrechterhaltung eines präzisen Stressniveaus ab. Aber wie kann das angesichts der stark schwankenden Wasserversorgung und des Verdunstungsbedarfs erreicht werden?
Züchter verwenden eine Vielzahl von Methoden, um zu entscheiden, wann das Wasser eingeschaltet werden soll. Einige beinhalten die Überwachung der Pflanze. Stress wird durch Veränderungen in der Geschwindigkeit der Triebverlängerung und der Blattexpansion durch eine Verringerung von stomatäre Leitfähigkeit (was zu einem Anstieg der Blatttemperatur führt) und durch ein negativeres Wasserpotential der Blätter angezeigt. Er kann auch aus Messungen der Bodenfeuchtigkeit abgeleitet werden. Landwirte verwenden oft Schätzungen des Verdunstungsbedarfs, um zu entscheiden, wann sie die Bewässerung abstellen (oder wie viel Wasser die Pflanze benötigt).
Der Verdunstungsbedarf wird in der Regel als Produkt eines Erntekoeffizienten, Kc, und der potenziellen Evapotranspiration, PET, berechnet. Die Werte für PET sind (manchmal gegen Gebühr) von lokalen Wetterstationen erhältlich. Die Lichtinterzeption, die Windgeschwindigkeit, das Dampfdruckdefizit, das verfügbare Wasser und die Lufttemperatur können sich alle auf Kc auswirken, aber am wichtigsten ist die Lichtinterzeption durch die Pflanze. Neuere Studien zeigen, dass die Variation der Lichtabsorption mehr als 85% der Variation des Erntekoeffizienten ausmacht (L.E. Williams, 2001; Johnson, 2000). Das macht Sinn, denn Verdunstung erfordert Energie, und diese Energie kommt von der Sonne.
Um dies ein wenig zu verdeutlichen, ist die Evapotranspiration der gesamte Wasserverlust durch Verdunstung auf einem Feld. Er setzt sich zusammen aus Verdunstung (Verlust aus dem Boden) und Transpiration (Verlust aus der Pflanze oder der Vegetation). Um einen guten Näherungswert zu erhalten, ist der Anteil der Transpiration an der PET gleich dem Anteil der einfallenden Sonnenstrahlung, der von der Pflanze abgefangen wird. Wenn der Boden feucht ist, geht der nicht abgefangene Anteil vollständig in die Verdunstung, aber wenn der Boden trocken ist, ist die Verdunstung aus dem Boden viel geringer als die potenzielle Rate. Wenn die Bodenoberfläche nass ist, liegt Kc bei etwa 1,0, aber wenn die Bodenoberfläche trocken ist und das Blätterdach nur spärlich vorhanden ist, kann Kc viel kleiner als 1 sein. Der Wert von Kc variiert daher je nachdem, ob Tropf- oder Überkopfbewässerung verwendet wird, und je nach Häufigkeit der Bewässerung, hängt aber hauptsächlich von der Abfangung der Strahlung durch das Blätterdach ab.
Es gibt mehrere Methoden zur Messung der Interzeption. Williams (2001) hat die beschattete Fläche unter dem Blätterdach um die Mittagszeit fotografisch gemessen und Korrelationen zwischen diesen Werten und Kc entwickelt. Diese Mittagswerte sind direkt proportional zu der ganztägigen Interzeption (siehe das ACCUPAR LP-80 Benutzerhandbuch). Andere Methoden verwenden Lichtmessungen oberhalb und unterhalb des Blätterdachs.
ACCUPAR ist ein Instrument zur Messung von Licht in Pflanzendächern. Es misst die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) im Wellenbereich von 0,4 bis 0,7 Mikrometern. Achtzig Sensoren in einer 80 cm langen Sonde werden gemittelt, so dass die stark variierenden Lichtwerte unter einem Blätterdach einfach und schnell gemittelt werden können. Die Interzeption wird als 1 - t berechnet, wobei t, der Transmissionsanteil, das Verhältnis von einer oder mehreren Messungen unterhalb des Kronendachs zu einer oder mehreren Messungen oberhalb ist.
Das Verfahren zur Berechnung eines Erntekoeffizienten für einen Weinberg unter Verwendung der Korrelation von ACCUPAR und Williams (2001) sieht folgendermaßen aus:
Lassen Sie uns zusammenfassend zu den Fragen zurückkehren, mit denen wir begonnen haben: wann die Bewässerung eingeschaltet und wann sie ausgeschaltet werden soll. Um zu entscheiden, wann mit der Bewässerung begonnen werden soll, beobachten die Verwalter die Wachstumsraten der Reben, das Wasserpotenzial der Blätter oder stomatäre Leitfähigkeit . Sie entscheiden, wann sie das Wasser abstellen, indem sie die Rate der Wasserausbringung, die Speicherkapazität des Bodens und die Rate des Wasserverbrauchs der Reben kennen. Die Nutzungsrate ist der PET (berechnet aus lokalen Wetterdaten) multipliziert mit dem Erntekoeffizienten. Der Pflanzenkoeffizient ist direkt proportional zur aufgefangenen Strahlung, die mit ACCUPAR gemessen wird.
Unsere Wissenschaftler verfügen über jahrzehntelange Erfahrung in der Unterstützung von Forschern und Landwirten bei der Messung des Kontinuums zwischen Boden, Pflanze und Atmosphäre.
Johnson, R. S., J. Ayars, T. Trout, R. Mead, und C. Phene. "Crop coefficients for mature peach trees are well correlated with midday canopy light interception". Acta horticulturae (2000).(Link zum Artikel)
Williams, Larry E. "Bewässerung von Weintrauben in Kalifornien". Praktische Weinkellerei & Weinberg 23 (2001): 42-55.
Williams, L. E., und J. E. Ayars. "Der Wasserverbrauch von Weinreben und der Erntekoeffizient sind lineare Funktionen der unter dem Kronendach gemessenen beschatteten Fläche." Land- und Forstwirtschaftliche Meteorologie 132, no. 3 (2005): 201-211.(Link zum Artikel)
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Dr. Gaylon Campbell, ein weltbekannter Bodenphysiker, lehrt Sie, was Sie für einfache Modelle der Bodenwasserprozesse wissen müssen.
Forscher können Informationen über die Fähigkeiten verschiedener Pflanzen, PAR abzufangen und zu nutzen, nutzen, um die Struktur des Kronendachs so zu verändern, dass der Ernteertrag erheblich gesteigert wird.
Immer dann, wenn die relative Luftfeuchtigkeit der Sensoroberfläche (RHs) über 90% liegt, wird ein falsches Positiv von den Sensoren für Blattnässe registriert.
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