Comment mesurer le potentiel hydrique
Comparez les méthodes actuelles de mesure du potentiel hydrique et les avantages et inconvénients de chaque méthode.
Eau disponible pour les plantes : Comment déterminer la capacité au champ et le point de flétrissement permanent ?
Les capteurs d'humidité du sol et les capteurs de potentiel hydrique fonctionnent ensemble pour vous indiquer exactement quand il est temps de commencer et d'arrêter l'arrosage.
L'eau disponible pour les plantes est la différence de teneur en eau entre la capacité du champ et le point de flétrissement permanent dans le sol ou le milieu de culture. La plupart des cultures subissent une perte de rendement si on laisse le sol s'assécher jusqu'au point de flétrissement permanent.
Les capteurs d'humidité du sol optimisent le rendement des cultures
Pour maximiser le rendement des cultures, la teneur en eau du sol doit être maintenue entre la capacité du champ et le point de flétrissement permanent. Avec quelques connaissances de base sur le type de sol, la capacité du champ et le point de flétrissement permanent peuvent être estimés à partir de mesures effectuées par des capteurs d'humidité du sol in situ. Les données continues sur la teneur en eau du sol guident les décisions de gestion de l'irrigation afin d'augmenter le rendement des cultures et l'efficacité de l'utilisation de l'eau.
La capacité de champ n'est pas la même chose que la saturation
La capacité au champ est la teneur en eau du sol deux ou trois jours après une pluie ou une irrigation, lorsque le reste de l'eau a été éliminé par les forces descendantes de la gravité. Cela suppose que l'eau retirée du profil du sol l'est uniquement par gravité, et non par les plantes ou l'évaporation. Pour cette raison, les estimations de la capacité des champs sont généralement effectuées avant la saison de croissance. Aux États-Unis et dans certains autres pays, on considère que le sol a atteint sa capacité au champ lorsque le potentiel hydrique du sol est de -33 kPa.
La capacité au champ n'est pas la même chose que la saturation. Lorsque le sol est saturé, tous les espaces entre les particules du sol sont remplis d'eau. Lorsque le sol est saturé, les espaces entre les particules du sol contiennent à la fois de l'air et de l'eau. La structure et la texture du sol déterminent la quantité d'eau qu'il peut contenir. Le sable, par exemple, ne retient pas beaucoup d'eau parce que les gros grains n'ont pas une grande surface. Par conséquent, la capacité au champ d'un sol sablonneux peut être aussi faible que 10 % de la teneur en eau volumétrique. Les particules d'argile, en revanche, ont souvent la forme d'assiettes à dîner renversées, empilées au hasard les unes sur les autres, ce qui crée une grande surface. La grande surface et la structure des sols argileux se traduisent par une capacité de rétention qui peut dépasser 40 % de la teneur en eau volumétrique.
Le sol au point de flétrissement permanent n'est pas nécessairement "sec"
Le flétrissement permanent des plantes se produit lorsque la teneur en eau volumétrique du sol est trop faible pour que les racines de la plante puissent extraire de l'eau. Environ la moitié de l'eau contenue dans le sol à la capacité au champ est retenue trop étroitement pour être accessible aux plantes. On considère que le sol est au point de flétrissement permanent lorsque le potentiel hydrique du sol est égal ou inférieur à -1,5 MPa, de sorte que le point de flétrissement permanent correspond à la teneur en eau du sol à un potentiel hydrique de -1,5 MPa.
Un sol au point de flétrissement permanent n'est pas nécessairement "sec". Lorsque la teneur en eau d'un sol est inférieure au point de flétrissement permanent, l'eau est toujours présente dans le sol, mais les racines des plantes ne peuvent y accéder.
L'estimation de la capacité au champ et du point de flétrissement permanent est facilitée
Des estimations raisonnablement précises de la capacité au champ et du point de flétrissement permanent peuvent être obtenues simplement en connaissant la texture des sols avec lesquels vous travaillez. Si vous ne savez pas comment déterminer la texture de votre sol, regardez cette vidéo rapide.
Vous pouvez également déterminer la valeur de votre capacité au champ sur le terrain en utilisant les capteurs d'humidité du sol METER. La méthodologie ci-dessous est une adaptation approximative de Methods of Soil Analysis, Vol. 4 Methodology (Dane et Topp, 2002).
Il est préférable d'effectuer ces tests avant la saison de croissance, car l'une des hypothèses de cette estimation est que l'eau n'est éliminée du profil du sol que par le drainage dû à la gravité.
Dans une partie représentative du champ, avant le début de la saison de croissance, installez des capteurs d'humidité du sol METER aux profondeurs du sol où vous souhaitez déterminer la quantité d'eau disponible pour la plante. Nous recommandons au moins trois profondeurs qui couvrent la zone des racines en début et milieu de croissance ainsi que sous la zone des racines.
Contrôlez l'humidité du sol immédiatement après une irrigation ou une pluie. Après trois jours, dans la plupart des sols, la teneur en eau aura cessé de changer de manière significative, ce qui suggère que la teneur en eau restante (en supposant qu'il n'y a pas d'évaporation ou de transpiration) est considérée comme étant la capacité du champ. Dans certains sols à texture plus fine, il peut être nécessaire d'attendre 4 à 10 jours pour que la teneur en eau cesse de changer de manière significative.
l'eau disponible pour les plantes : Les données sur l'humidité du sol simplifient le processus
Exemple 1
Dans la figure 1, des capteurs d'humidité du sol sont installés dans un limon à 0,5 m et 1 m dans un vignoble. Les 13 et 17 novembre, deux précipitations importantes ont augmenté la teneur en eau à ces deux profondeurs. Après le deuxième événement du 17 novembre, vous pouvez observer la diminution de la teneur en eau du sol, puis son aplatissement. Vers le 25 novembre, les teneurs en eau cessent de changer rapidement, ce qui suggère que l'élimination de l'eau du profil du sol sous l'effet de la gravité s'est ralentie. Comme c'est l'hiver à cet endroit, on peut supposer que l'évapotranspiration est minime.
Nous concluons que la capacité du champ à 0,5 m est de 0,25 m3/m3 et que la capacité du champ à 1 m est de 0,20 m3/m3.
Exemple 2
Dans la figure 2, des capteurs d'humidité du sol sont installés dans le sable à 15 cm, 30 cm, 45 cm et 90 cm de profondeur dans un verger. Le 28 juillet, deux précipitations importantes ont augmenté la teneur en eau dans l'ensemble du profil du sol. Nous nous concentrerons sur le capteur de 45 cm de profondeur, qui est en jaune. Il a fallu près d'une journée entière pour que l'eau de l'orage atteigne le capteur de 45 cm. Notre pic commence donc le 29 juillet et non le 28 juillet. Vous pouvez observer la diminution rapide de l'eau dans le sol, puis sa stabilisation quelque part entre le 30 et le 31 juillet, soit deux ou trois jours après l'épisode de précipitations majeures, ce qui suggère que l'élimination de l'eau du profil du sol sous l'effet de la gravité a ralenti. Le mois de juillet n'est pas le meilleur moment pour déterminer la capacité du champ, nous ne pouvons donc pas supposer que l'évapotranspiration est minimale, mais nous oublions souvent de faire ces tests au printemps, il s'agit donc d'un exemple réaliste.
Nous concluons que la capacité du champ à 45 cm est de 10% VWC.
Le site WP4C détermine pour vous le point de flétrissement permanent
Si la capacité au champ peut être facilement estimée à partir des travaux ci-dessus, l'estimation du point de flétrissement permanent est un peu plus difficile. Des instruments spéciaux tels que le WP4C est nécessaire pour obtenir des estimations précises. Pour la plupart des études, nous recommandons d'estimer le point de flétrissement permanent à partir de la texture du sol ou d'utiliser un WP4C pour déterminer le point de flétrissement permanent(voir comment). Si vous n'avez pas accès à un WP4C, METER soil moisture release curve construction services peut déterminer la capacité au champ et les points de flétrissement permanents de votre sol pour vous.
Des questions ?
Nos scientifiques ont des dizaines d'années d'expérience pour aider les chercheurs et les cultivateurs à mesurer le continuum sol-plante-atmosphère.
Référence
Dane J, Topp C. 2002. Methods of soil analysis vol. 4. Madison (WI) : Soil Science Society of America, Inc.(lien article)
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