La programmation de l'irrigation dans l'agriculture et le gazon nécessite un capteur d'humidité du sol (SMS) précis, fiable et peu coûteux. Bien qu'il existe de nombreux SMS sur le marché, leur utilisation est limitée parce qu'ils présentent des lacunes dans l'un de ces domaines. Il existe un besoin pour un capteur qui offre des mesures de haute qualité tout en étant suffisamment bon marché pour l'irrigation commerciale. Les objectifs de cette étude étaient de déterminer les performances d'un nouveau SMS peu coûteux dans une variété de sols ayant des teneurs en eau et des conductivités électriques (CE) variables et d'étudier sa durabilité sur le terrain.
Le SMS n'a montré aucune différence d'étalonnage entre les sols sableux, limoneux et argileux testés, même sur une large gamme de CE. Les essais sur le terrain ont également montré une bonne fiabilité sur une saison de mesures. Les résultats indiquent que le nouveau SMS serait un outil utile pour mesurer l'humidité du sol et programmer l'irrigation.
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L'eau douce est une ressource limitée qui nécessite une gestion vigilante afin de garantir sa disponibilité pour les générations à venir. L'un des plus grands puits anthropomorphiques d'eau douce est l'irrigation, qu'il s'agisse de champs commerciaux, de terrains de golf ou de pelouses et jardins résidentiels. La clé de la conservation de l'eau est la prise de décision basée sur les besoins en eau des plantes et la disponibilité de l'eau dans le sol. Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans l'estimation des pertes d'eau des plantes, l'utilisation des mesures de l'humidité du sol en tant qu'outil d'irrigation a pris du retard. Il reste à trouver un capteur d'humidité du sol (SMS) qui combine précision et stabilité avec un prix bas pour permettre une plus grande couverture des champs.
La technologie de détection de l'humidité du sol est disponible sur le marché de l'irrigation depuis des années. Cependant, son adoption a été lente, probablement en raison de la médiocrité des mesures associées à certains capteurs et du prix élevé d 'autres capteurs. Pour être viable, un SMS doit être précis, fiable et abordable pour l'utilisateur final. L'objectif de cette étude était de développer et de tester un SMS à faible coût et d'évaluer sa viabilité sur le marché de l'irrigation.
Au fil des ans, de nombreuses techniques ont été utilisées pour contrôler l'humidité du sol in situ. Les premières méthodes utilisaient souvent la résistance électrique ou la capacité à basse fréquence pour déduire la teneur en eau. Bien que ces techniques soient corrélées avec la teneur en eau, elles sont également affectées par la salinité et la texture du sol. C'est probablement le manque de fiabilité de ces types de capteurs qui a conduit à une méfiance générale du marché de l'irrigation à l'égard des capteurs de sol.
Les capteurs qui mesurent la constante diélectrique du sol en vrac et utilisent cette mesure pour déduire la teneur en eau volumétrique (VWC) du sol sont de plus en plus populaires. Une meilleure compréhension de la théorie de fonctionnement et des améliorations dans le domaine de l'électronique ont permis de mettre sur le marché un grand nombre de modèles de capteurs offrant d'excellentes capacités à un coût de plus en plus bas. La disponibilité de capteurs de haute qualité et à faible coût a entraîné une augmentation considérable des nouvelles applications des capteurs, de la surveillance géospatiale dans la recherche à l'amélioration de la gestion de l'irrigation dans les exploitations agricoles et les pelouses.
Il existe deux grandes catégories de capteurs diélectriques. L'une mesure le temps nécessaire à une impulsion électrique pour traverser une ligne de transmission de longueur fixe dans le sol. L'autre mesure une composante de l'impédance d'un condensateur dont le sol est le diélectrique. Les capteurs du premier type sont appelés capteurs temporels (réflectométrie temporelle, ou TDR; transmissométrie temporelle, ou TDT). Les membres de la deuxième catégorie sont parfois appelés capteurs du domaine des fréquences, car ils fonctionnent généralement à une fréquence fixe, mais ils sont plus souvent appelés capteurs de capacité.
On pense parfois que les capteurs temporels sont intrinsèquement meilleurs ou plus précis que les capteurs fréquentiels. Plusieurs raisons peuvent expliquer cette croyance. En règle générale, les capteurs temporels sont beaucoup plus chers que les capteurs capacitifs, ce qui implique que la précision passe par le coût. En outre, les capteurs capacitifs sont utilisés depuis plus d'un siècle, alors que les méthodes temporelles sont apparues au cours des 30 dernières années. Les premiers capteurs de capacité présentaient de nombreuses limitations et, même si celles-ci ont été surmontées grâce à l'électronique moderne et à une meilleure compréhension de la théorie, la méthode peut encore avoir mauvaise réputation en raison des expériences faites avec les premières versions.
Quelle que soit la raison pour laquelle on a l'impression qu'il existe une différence entre les performances des deux types de capteurs, cette impression est favorisée par les fournisseurs de capteurs temporels qui veulent promouvoir leurs propres produits. Ces affirmations constituent une bonne base de discussion sur les mérites relatifs des capteurs du domaine des fréquences et du domaine temporel.
Les capteurs diélectriques ne détectent pas la teneur en eau, mais la permittivité diélectrique du sol. Deux éléments interviennent donc dans la détermination de la précision : la précision avec laquelle le capteur est capable de déterminer la constante diélectrique apparente et la précision de la relation entre la constante diélectrique apparente et la teneur en eau du sol. Si l'on considère d'abord cette dernière, on peut analyser la précision à l'aide d'un modèle de mélange diélectrique typique :
où ε est la permittivité diélectrique relative, x est la fraction de volume, et les indices b, a, m et w font référence à la masse, à l'air, au minéral et à l'eau. La permittivité de l'air est de 1. La permittivité des minéraux du sol peut varier de 3 à 16, mais une valeur de 4 est souvent utilisée. Nous pouvons substituer à xa l'expression 1 - xw - xm, et à xm le rapport entre la densité apparente et la densité des particules du sol, ρb/ρs, pour obtenir une équation reliant la teneur en eau à la permittivité mesurée :
Cette équation peut être utilisée pour déterminer la sensibilité de la teneur en eau prédite aux incertitudes des différents paramètres qui déterminent la teneur en eau. Les calculs peuvent être effectués pour n'importe quel ensemble de paramètres. À des fins d'illustration, les valeurs nominales du tableau 1 ont été choisies. Pour ces valeurs, le tableau 1 donne les sensibilités.
| Quantité | Symbole | Valeur nominale | Sensibilité1 |
|---|---|---|---|
| Permittivité globale | εb | 10 | -5 |
| Permittivité de l'eau | εw | 80 | 8.5 |
| Permittivité minérale | εm | 4 | 16.2 |
| Densité en vrac | ρb | 1.3 | 16.2 |
| Densité des particules | ρs | 2.65 | -16.4 |
| 1La sensibilitéest le pourcentage de changement dans la quantité indiquée qui produit un changement de 1% dans la teneur en eau volumétrique prédite. |
La densité apparente des sols varie considérablement. Dans les sols minéraux typiques utilisés pour l'agriculture, la densité apparente peut varier de 0,8 à 1,8 g cm-3, soit une variation d'environ 80 %. Si l'on considère les sols organiques ou les sols utilisés dans les applications géotechniques, la fourchette est beaucoup plus large. Si l'on considère uniquement la gamme des sols agricoles minéraux, l'équation 2 prévoit une variation de la teneur en eau de 0,05 m3m-3 pour passer de 0,8 à 1,8 g cm-3. S'il n'y a pas de mesure indépendante de la densité (comme c'est le cas avec les capteurs d'humidité diélectriques), les limites de précision pour les sols agricoles minéraux, en ne considérant que l'incertitude de la densité, sont de ±2,5 % pour la teneur en eau. Si l'on considère les sols organiques et compacts, l'erreur est beaucoup plus importante.
Il est évident qu'il est exagéré d'affirmer qu'un capteur diélectrique a une précision absolue de 1 %, indépendamment du type de sol. Le tableau 1 indique que les sensibilités à l'incertitude de la permittivité minérale et de la densité des particules sont presque les mêmes que pour la densité apparente, ce qui ajoute à l'incertitude globale due à la variation des propriétés du sol solide.
La permittivité diélectrique de l'eau libre est d'environ 80 à température ambiante. Elle diminue avec l'augmentation de la température d'environ 0,5 %/°C. Une erreur de 8,5 % dans la permittivité de l'eau entraîne une erreur de 1 % dans la teneur en eau prédite à une teneur en eau volumétrique de 20 %. À cette teneur en eau, une variation de température de ±20 °C n'entraîne qu'une variation de ±1,2 % de la teneur en eau prévue, ce qui est négligeable dans la plupart des cas. L'effet est plus important lorsque la teneur en eau est plus élevée, mais de nombreux capteurs mesurent la température, de sorte qu'une correction appropriée peut souvent être appliquée, ce qui rend cet effet négligeable.
L'"eau liée" peut également avoir un effet sur les capteurs TDR et TDT. La permittivité diélectrique de l'eau libre est relativement constante à une fréquence inférieure à la fréquence de relaxation de 15 GHz. L'eau cristalline, cependant, (comme dans la glace) a une constante diélectrique élevée seulement en dessous de fréquences de quelques kHz. La liaison ou la structure de l'eau peut donc fortement influencer sa constante diélectrique à une fréquence donnée. L'eau adsorbée sur les minéraux du sol et la matière organique n'est pas libre. Elle possède une large gamme d'énergies de liaison, dont certaines sont suffisamment fortes pour abaisser la fréquence de relaxation de l'eau en dessous de la fréquence à laquelle de nombreux capteurs TDR et TDT fonctionnent (de la gamme des MHz élevés à celle des GHz bas). L'effet sur la précision de cette fraction d'eau liée est négligeable dans les sols à texture grossière contenant peu de matière organique, mais peut conduire à une sous-estimation substantielle dans les sols à forte teneur en argile. Comme les capteurs capacitifs fonctionnent généralement à des fréquences plus basses, ils ne sont pas sujets à ces erreurs, à moins que l'eau du sol ne gèle. Dans un sol gelé, les deux types de capteurs ne voient que l'eau non gelée.
Un autre effet est dû au fait que la fréquence de relaxation de l'eau liée dépend de la température, ce qui entraîne une dépendance de la permittivité apparente par rapport à la température plus élevée que la normale lorsqu'elle est mesurée par des capteurs TDR et TDT à haute fréquence. Là encore, les capteurs à basse fréquence sont exempts de cet effet.
D'après le tableau 1, la précision de la permittivité apparente requise pour une précision de 1 % dans la détermination de la teneur en eau est de 5 %. Elle varie en fonction de la teneur en eau et va d'environ 3 % pour un sol saturé à environ 10 % pour un sol sec. Les capteurs de domaine temporel et de capacité n'ont généralement aucune difficulté à répondre à cette exigence, mais il y a des écueils. Les plus sérieux concernent la capacité du capteur à échantillonner correctement la constante diélectrique du milieu environnant et la capacité du capteur à séparer les effets capacitifs des effets conductifs dans les sols contenant du sel. Le problème de l'échantillonnage sera abordé plus loin.
Le problème du sel peut être compris en réalisant que le sol peut être modélisé comme une résistance en série avec un condensateur. La résistance de la résistance est proportionnelle à la conductivité électrique globale du sol. La capacité du condensateur est proportionnelle à la permittivité du sol. Si la conductivité électrique du sol est négligeable, la mesure de la permittivité par les méthodes du domaine temporel ou du domaine fréquentiel est facile et précise.
À mesure que la conductivité électrique augmente, les formes d'onde TDT et TDR, qui sont analysées pour déterminer le temps de parcours, s'atténuent de plus en plus, en particulier à haute fréquence. Jusqu'à un certain point, les algorithmes peuvent déterminer le début et la fin de l'onde, mais finalement aucun signal n'est discernable. Il est possible de raccourcir les guides d'ondes et d'obtenir à nouveau un signal, mais l'atténuation des hautes fréquences rend la permittivité apparente déduite trop importante, et l'effet doit être compensé pour une mesure correcte de la teneur en eau. Ces problèmes se posent généralement au-dessus de 2 dS/m de CE de l'eau interstitielle. Étant donné que la production agricole peut se faire sur des sols dont la CE est jusqu'à dix fois supérieure à cette valeur, il peut s'agir d'une limitation importante.
Les méthodes du domaine des fréquences peuvent également être affectées par la CE du sol. Certains capteurs séparent le signal en une partie réelle et une partie imaginaire. La partie réelle est due à la capacité et la partie imaginaire à la résistance. L'augmentation de la CE du sol n'est pas un problème pour ces capteurs car ils mesurent les deux composantes séparément. La plupart des capteurs de capacité, en revanche, ne sont pas en mesure de séparer les deux composantes, de sorte que la partie résistive s'ajoute à la capacité apparente, ce qui peut entraîner une erreur substantielle. L'impédance d'un condensateur diminue avec la fréquence, tandis que la résistance (composante imaginaire) n'est pas affectée par la fréquence. L'augmentation de la fréquence diminue donc l'effet relatif de la conductivité électrique du sol par rapport à la permittivité. Ainsi, plus la fréquence d'un capteur diélectrique est élevée, plus la salinité du sol peut être élevée sans affecter la lecture.
Dans les sols non salins, les fréquences comprises entre 1 et 10 MHz sont suffisantes pour obtenir de bonnes mesures de la permittivité, mais lorsque la salinité est plus élevée, des fréquences plus élevées sont nécessaires. Les capteurs à plus haute fréquence, qui fonctionnent à 70 MHz, montrent des effets négligeables du sel jusqu'à environ 10 dS/m. Lorsque la CE de l'eau interstitielle dépasse ces seuils, les capteurs continuent de présenter des variations de sortie en fonction de la teneur en eau, mais la permittivité calculée à partir de la sortie n'est plus la véritable permittivité du sol. Cette permittivité apparente peut être calibrée pour le sol en question, mais elle présente une réponse plus forte et positive à la température en raison de la réponse à la température de 2 %/°C de l'EC.
La plus grande faiblesse des capteurs diélectriques d'humidité du sol provient de leur volume d'échantillonnage. Les capteurs dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel forment un champ électrique autour du capteur, le champ étant le plus fort près de la surface du capteur et diminuant en intensité à mesure que l'on s'éloigne du capteur. L'augmentation de la permittivité du milieu environnant effondre le champ encore plus fortement autour de la surface du capteur. Les régions de haute ou de basse permittivité dans le champ d'influence déforment la forme du champ de manière non linéaire, ce qui fait que la permittivité mesurée diffère de la moyenne des permittivités des matériaux dans le champ. Tout vide d'air entre le capteur et le milieu qu'il détecte entraîne des erreurs importantes dans la permittivité mesurée. Les mesures dans les liquides se font sans difficulté, mais les sols sont beaucoup plus difficiles à mesurer.
Le volume d'influence de l'un ou l'autre type de capteur est entièrement déterminé par la forme et la taille des guides d'ondes pour l'instrument temporel ou par la forme et la taille des plaques de condensateur pour le capteur capacitif. Ces éléments diffèrent d'une conception de capteur à l'autre, mais le volume d'influence ne dépend pas du fait que le capteur soit dans le domaine temporel ou dans le domaine fréquentiel. Lorsque l'on cherche à modéliser les performances de l'un ou l'autre des capteurs dans le sol, on utilise exactement le même logiciel de simulation pour les deux.
Cinq capteurs commerciaux d'humidité du sol (EC-5METER, Pullman, WA) ont été sélectionnés pour l'étalonnage et l'évaluation. Quatre sols minéraux (sable de dune, loam sableux de Patterson, loam limoneux de Palouse et argile noire de Houston) ont été prélevés pour représenter une large gamme de types de sols (tableau 2). Les sols ont été broyés dans un broyeur de sol pour briser les gros blocs et permettre un compactage uniforme. Des mesures supplémentaires ont été prises pour obtenir une large gamme de salinités du sol.
Tout d'abord, plusieurs solutions ont été préparées avec des valeurs EC allant de ~1 à >15 dS/m. Les sols ont ensuite été divisés en portions plus petites et les solutions ont été ajoutées aux sols sélectionnés pour créer une gamme de conductivités électriques du sol. Les sols auxquels des solutions ont été ajoutées ont été séchés au four, broyés et un extrait de saturation a été utilisé pour déterminer la CE réelle du sol (U.S. Salinity Laboratory Staff, 1954). Au cours des procédures d'essai, d'étalonnage et de caractérisation (voir ci-dessous), ces sols ont été mouillés avec de l'eau distillée puis séchés à l'étuve pour s'assurer que la salinité reste relativement constante.
| Sol | Sable | Limon | Argile | Conductivité électrique native |
|---|---|---|---|---|
| ---- | kg kg-1 | ---- | dS m-1 | |
| Sable des dunes | 0.87 | 0.03 | 0.03 | 0.04 |
| Loam sableux de Patterson | 0.79 | 0.09 | 0.12 | 0.34 |
| Limon de Palouse | 0.03 | 0.71 | 0.26 | 0.12 |
| Argile noire de Houston | 0.13 | 0.34 | 0.53 | 0.53 |
Les capteurs ont été calibrés en adaptant la technique recommandée par Starr et Paltineanu (2002). Une description détaillée de la procédure est donnée par Cobos (2006). En bref, un sol sec à l'air a été placé dans un récipient autour d'un capteur. On a pris soin de tasser le sol uniformément afin de ne pas fausser les mesures. Après lecture du capteur, une teneur en eau volumétrique (VWC) a été obtenue à l'aide d'un petit cylindre, et la teneur en eau gravimétrique a été déterminée à l'aide d'une étuve et d'une balance (Topp et Ferre, 2002).
La teneur en eau suivante a ensuite été créée en déversant le sol dans un récipient plus grand, en y mélangeant soigneusement un volume d'eau connu, puis en tassant à nouveau le sol autour du capteur dans le récipient d'origine. Cette opération a été répétée quatre ou cinq fois pour chaque type de sol et chaque conductivité électrique afin de créer une corrélation entre la sortie du capteur et le VWC. Les données ont été tracées pour déterminer l'effet du type de sol et de la conductivité électrique sur la sortie du capteur.
Pour déterminer la signification statistique, les données de chaque étalonnage ont été considérées comme uniques. En d'autres termes, chaque teneur en eau du sol et sa conductivité électrique mesurée ont été considérées comme une combinaison unique de type de sol. Les combinaisons type de sol/CE ont été comparées à l'aide d'une analyse de covariance, la teneur en eau étant la variable dépendante et la conductivité électrique la variable indépendante. L'analyse de covariance a été réalisée à l'aide de PROC GLM (SAS Institute, 2006). Les capteurs individuels ont été considérés comme des observations répliquées et non comme des effets de traitement, car les capteurs au sein du type de sol n'étaient pas une source significative de variation (données non montrées). La fonction d'estimation de PROC GLM a été utilisée pour comparer les pentes des courbes d'étalonnage individuelles pour chaque combinaison type de sol/EC.
La sensibilité d'une estimation de la précision aux facteurs confondants du sol a déjà été discutée. Cependant, il est encore nécessaire de caractériser la comparaison entre l'équation d'étalonnage fournie par le fabricant et la teneur en eau volumétrique réelle dans des conditions de sol typiques. Pour ce faire, une sonde ThetaProbe et une sonde ThetaProbe ont été testées. EC-5 et une ThetaProbe (modèle ML2, Delta-T Devices, Cambridge, UK) ont été choisis au hasard dans un lot de production et testés dans du sable, du limon, de l'argile et du terreau. Les résultats ont été comparés à la teneur en eau volumétrique mesurée directement.EC-5 et une ThetaProbe (modèle ML2, Delta-T Devices, Cambridge, UK) ont été choisis au hasard dans un lot de production et testés dans du sable, du loam limoneux, de l'argile et du terreau. Les résultats ont été comparés à la teneur en eau volumétrique directement mesurée.
Trois capteurs EC-5 ont été installés dans un champ de pommes de terre commercial à des profondeurs de 15, 30 et 60 cm dans un sol de loam sableux fin. Le champ était irrigué par un pivot central dont la fréquence variait en fonction des besoins de la culture. Un pluviomètre à auget basculant (résolution de 1 mm) a été placé au-dessus des capteurs enterrés pour enregistrer les événements et les quantités d'irrigation. Les capteurs ont été surveillés pendant toute une saison de culture afin d'étudier leur fiabilité, leur sensibilité aux événements d'irrigation et leur stabilité à long terme.
L'étalonnage de cinq capteurs standard EC-5 dans quatre types de sol (tableau 2) à plusieurs niveaux de conductivité électrique est illustré dans la figure 1. Aucune variation significative d'un capteur à l'autre n'a été observée entre tous les capteurs testés (données non montrées). Les comparaisons statistiques entre les pentes d'étalonnage des combinaisons individuelles de type de sol/conductivité électrique ne montrent aucune différence significative entre 11 des 12 courbes d'étalonnage (tableau 3). Il est intéressant de noter que la pente qui était significativement différente était celle du sol Palouse à 0,7 dS/m d'extrait de saturation EC, qui était la conductivité électrique moyenne des trois sols Palouse testés. Il ne semble pas probable que le type de sol ou la conductivité électrique soit à l'origine de ces différences.
| Type de sol | Solution CE
(dS m-1) |
Pente de l'étalonnage
Courbe (x 10-1)* |
|---|---|---|
| Sable | 0.65 | 9.8a |
| Sable | 7.6 | 9.9a |
| Patterson | 5.3 | 10.3a |
| Palouse | 1.5 | 10.3a |
| Sable | 2.2 | 10.5ab |
| Patterson | 0.52 | 11.9ab |
| Patterson | 0.83 | 12.1ab |
| Palouse | 0.2 | 12.5ab |
| Patterson | 1.7 | 12.7ab |
| Houston Black | 0.53 | 12,8ab |
| Palouse | 0.7 | 13.4b |
| *Slopes followed by the same letter are not significantly different (p <0.01) |
L'absence de différences significatives entre les courbes d'étalonnage à différentes salinités n'est pas surprenante si l'on considère les résultats obtenus avec des capteurs fonctionnant à des fréquences de mesure similaires (Campbell, 1991). Des tests similaires d'une version antérieure du capteur (EC-20, METER, Inc.) ont montré une variation considérable de l'étalonnage en fonction du type de sol (Campbell, 2001). Les données de la figure 1 suggèrent que le capteur ne nécessitera pas d'étalonnage lorsqu'il est utilisé dans des sols minéraux.
La figure 2 montre les cinq mêmes capteurs EC-5 étalonnés dans trois types de terreau. Une fois de plus, la sortie du capteur est corrélée linéairement avec la teneur en eau volumétrique obtenue par gravimétrie avec une valeur R2 de 0,977. Les données montrent que la même équation d'étalonnage peut être utilisée pour tous les terreaux testés, quel que soit le mélange de terreau ou la conductivité électrique. L'étalonnage des sols de rempotage est différent de celui des sols minéraux en raison de la grande différence de densité apparente, comme indiqué ci-dessus.
Les essais sur les capteurs EC-5 et ML2 ont montré une très bonne concordance entre les VWC réels et ceux générés par l'étalonnage du fabricant (figure 3). Les écarts types pour les deux capteurs sur tous les sols testés étaient très bons (0,0089 et 0,013 m3m-3 pour le EC-5 et le ML2, respectivement).
Ces données suggèrent qu'il devrait être possible d'obtenir des données précises sur la teneur en eau avec l'un ou l'autre des capteurs sur le terrain. Cependant, il est clair qu'une précision de 1 % de la teneur en eau (comme indiqué dans certaines spécifications de produits) est difficile à obtenir, même dans des conditions de laboratoire, et encore plus sur le terrain.
Les capteurs installés dans le champ de pommes de terre commercial ont fourni des résultats fiables et stables pendant toute la période de végétation (figure 4). La figure 4 montre comment les capteurs ont réagi à une forte irrigation pendant certaines parties de la saison, ainsi qu'à des épisodes de sécheresse à des stades critiques du cycle de maturation de la culture. Des changements dans l'utilisation de l'eau en fonction de la profondeur peuvent également être observés : la teneur en eau à 15 cm est initialement plus faible qu'à 30 cm lorsque la culture est relativement jeune. Mais au fur et à mesure de la maturation, les racines commencent à s'enfoncer et l'irrigation devient plus importante, ce qui fait que la teneur en eau aux deux profondeurs devient similaire. La teneur en eau à 60 cm est restée beaucoup plus constante pendant toute la saison, ce qui suggère que les racines ne prenaient pas autant d'eau à cette profondeur et qu'il n'y avait pas autant d'eau qui se déplaçait aussi bas dans le profil.
La figure 5 montre un sous-ensemble de données relatives à la teneur en eau et à l'irrigation au cours d'une période d'assèchement et d'humidification. Ces données montrent la réponse relative des capteurs de teneur en eau à chaque épisode d'irrigation. Il est clair que l'irrigation a produit une augmentation de l'eau à chaque niveau du profil, mais la réponse relative est plus lente avec les capteurs les plus profonds. Sur le capteur de 60 cm, l'eau d'irrigation a provoqué une légère réaction du capteur, mais le changement global est une augmentation générale de la teneur en eau au lieu d'importants pics de teneur en eau suivis d'un assèchement, comme on le voit sur les capteurs moins profonds.
Les calibrations du SMS n'ont pas été significativement affectées par le type de sol ou la salinité dans plusieurs sols minéraux et de rempotage testés. Cette constatation suggère que des utilisateurs relativement peu formés pourraient installer les capteurs dans un sol intact et mesurer avec précision le VWC du sol. Cette constatation est particulièrement importante car la plupart des applications de surveillance et de contrôle comprennent l'installation de capteurs dans des sols de texture inconnue. En outre, les variations des conditions de salinité, qu'elles proviennent du sol ou de l'eau d'irrigation, ont peu d'effet sur les mesures des capteurs. Il s'agit d'une qualité très importante compte tenu de l'échec des capteurs précédents dans ce domaine. En outre, l'étalonnage du fabricant a permis d'obtenir des mesures précises de la teneur en eau dans tous les sols testés en laboratoire. L'irrigation tout au long de la saison et les mesures de la teneur en eau dans un champ de pommes de terre ont montré que le SMS était robuste et réagissait comme prévu aux épisodes d'irrigation.
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En savoir plus :
Campbell, Colin S. "Response of the ECH2Osoil moisture probe to variation in water content, soil type, and solution electrical conductivity". Note d'application, METER, 2001. Lien vers l'article (accès libre).
Campbell, Jeffrey E. "Dielectric properties and influence of conductivity in soils at one to fifty megahertz". Soil Science Society of America Journal 54, no. 2 (1990) : 332-341. Lien vers l'article.
Cobos, Doug R. "Calibrating ECH2Osoil moisture sensors". Note d'application, METER, Inc, 2006. Lien vers l'article (accès libre).
Starr, J. L., et I. C. Paltineanu. "Methods for measurement of soil water content : capacitance devices". Méthodes d'analyse des sols : Part 4 (2002). Lien vers l'article.
Topp, G.C., et T.P.A. Ferre. "The Soil solution phase". Méthodes d'analyse des sols : Part 4 (2002) : 417-1074
Personnel du laboratoire de salinité des États-Unis. "Diagnostic et amélioration des sols salins et alcalins". USDA Handbook 60 ed. U.S. Government Printing Office, Washington, D.C. (1954).
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