CONTRIBUENTI

I sistemi di gestione dell'acqua di irrigazione mirano a coltivare colture sane con resa e prestazioni ottimali. Il modo per realizzare una strategia di agricoltura di precisione consiste nell'utilizzare strumenti di misurazione per trovare l'equilibrio perfetto tra irrigazione eccessiva e irrigazione insufficiente. In realtà, però, spesso si assiste a un maggiore utilizzo di acqua, a una minore disponibilità di nutrienti, a una maggiore pressione delle erbe infestanti e a una maggiore manodopera. Perché? Perché involontariamente causiamo proprio la situazione che stiamo cercando di evitare. Questo articolo analizzerà come evitare queste insidie riducendo al minimo l'uso di acqua, fertilizzanti, manodopera ed erbicidi. Iniziamo esplorando alcuni esempi di sistemi idrici squilibrati.

Esempio n. 1 - Tappeto erboso da calcio

Qualche anno fa a METER abbiamo avuto l'opportunità di posizionare i nostri sensori in un campo sportivo con terreno inzuppato. Spesso l'acqua si accumulava in alcuni punti, rendendo la gestione del manto erboso difficile da abbellire e pericolosa per i giocatori. Il manto erboso si trovava sopra uno strato di 12 pollici di terreno con specifiche ASTM, progettato per mantenere il manto bello, giocabile e sicuro, anche dopo una pioggia consistente. L'obiettivo era ottimizzare gli apporti e ridurre la pressione delle erbe infestanti invasive. In questo campo da calcio, l'erba invasiva Poa rappresentava il problema principale.

Le figure 1 e 2 rappresentano i campionamenti effettuati alle due estremità del campo da calcio. Entrambe mostrano un contenuto idrico del suolo decrescente e tutte le misurazioni del contenuto idrico erano troppo alte, soprattutto a 2 pollici di profondità, che è il punto in cui si trovava la zona radicale di questo particolare manto erboso.

Anche la connettività elettrica dell'acqua dei pori (_ECp) di questo terreno era bassa, il che suggerisce una carenza di nutrienti nel terreno a entrambe le estremità del campo. Da un esame, abbiamo riscontrato che il tappeto erboso presentava:

• Scarsa disponibilità di nutrienti, che ha limitato l'inverdimento delle chiome.
• Eccesso d'acqua - che ha favorito il prato blu annuale (Poa) rispetto al prato blu perenne, formando una struttura del terreno più debole
• Un apparato radicale poco profondo: le radici non dovevano arrivare molto lontano per ottenere l'acqua necessaria.

Analizzeremo le soluzioni per questo scenario più avanti nell'articolo. Per ora, analizziamo un secondo scenario di gestione squilibrata dell'acqua di irrigazione.

Esempio n. 2 - Cannabis all'aperto

Il grafico seguente mostra le misurazioni del contenuto idrico del suolo in un campo di cannabis all'aperto. La configurazione del campo di irrigazione era ideale, con una distanza di un metro tra le piante trapiantate dalla serra e due metri tra ogni fila. Un sistema di irrigazione a goccia aperto è stato installato sotto un pacciame di plastica nera sopra il terreno limoso, con sensori interrati a 15, 30 e 60 cm. In quell'anno la primavera e l'estate sono state calde e secche, lasciando al sistema una limitata quantità di acqua latente nel suolo, ma prima della semina il terreno è stato irrigato, bagnandolo fino alla profondità di monitoraggio di 60 cm. Le recinzioni di sicurezza installate lungo il perimetro potrebbero aver creato dei microclimi.

La Fig. 3 illustra che, se si vuole gestire l'acqua in modo efficace, non è sufficiente esaminare il contenuto idrico del suolo da solo. Si può notare che in questo terreno non stava accadendo nulla di particolarmente movimentato. I livelli di contenuto idrico si mantenevano abbastanza uniformi, ma questo non dipinge il quadro completo.

Nonostante il contenuto idrico del suolo apparentemente ottimale, i risultati della coltura sono stati tutt'altro che stellari. La coltura ha prodotto pochissima biomassa rispetto alla resa prevista per le condizioni misurate. Per scoprire cosa stava accadendo nel terreno, il dottor Colin Campbell ha eseguito alcuni calcoli sul sistema di gestione dell'irrigazione e li ha confrontati con l'evapotraspirazione. Il sistema di irrigazione applicava circa 0,4 mm all'ora in due o tre cicli al giorno. I coltivatori hanno anche guardato sotto la pacciamatura di plastica nera e hanno scoperto che il terreno non solo era umido, ma addirittura fangoso, quindi hanno pensato che il problema non fosse la quantità d'acqua applicata. Ma si sbagliavano. La resa di quell'anno fu molto inferiore alle aspettative.

La visione di una buona gestione dell'acqua di irrigazione

Per irrigare correttamente, è necessario sapere quando aprire e quando chiudere l'acqua. In teoria, si tratta di un concetto semplice. In pratica, calcolare quando è necessario aprire e chiudere l'acqua diventa piuttosto complicato. Per calcolarlo, è necessario conoscere la risposta a tre domande:

1. Quanta acqua consuma la coltura?
2. Qual è l'attuale disponibilità di acqua nel terreno?
3. Qual è l'acqua totale a vostra disposizione?

Vediamo quali sono gli strumenti utilizzati per rispondere a ciascuna di queste domande.

3 domande-3 strumenti diversi

Per determinare la quantità d'acqua che le piante utilizzano quotidianamente, è necessario calcolare la quantità di evapotraspirazione. Sapendo quanta acqua la pianta perde ogni giorno, si saprà quanta acqua deve assumere. Per determinare se l'acqua nel terreno è disponibile in modo ottimale per la crescita delle piante, è necessario calcolare il potenziale idrico del suolo. Come la temperatura indica l'intervallo di comfort termico dell'uomo indipendentemente dalle dimensioni della stanza, il potenziale idrico determina se l'acqua è disponibile per le piante da prelevare dal terreno, indipendentemente dal tipo di terreno. Infine, per capire quanta acqua è liberamente disponibile per la pianta da assorbire, è necessario conoscere la curva di rilascio dell'umidità del suolo. Questa curva è la relazione tra il potenziale idrico e il contenuto d'acqua che definisce l'involucro d'acqua disponibile per la pianta.

Strumento #1 - Evapotraspirazione

In un precedente webinar con Campbell Scientific, abbiamo discusso in dettaglio dell'evapotraspirazione, o ET, ma ai fini di questa applicazione, ci sono solo poche cose da sapere per calcolare l'evapotraspirazione. Esiste una relazione che scambia massa ed energia in sistemi in cui la radiazione solare entra e il calore esce sotto forma di temperatura e perdita di vapore acqueo, oltre ad altri scambi nel sistema. Possiamo usare un'equazione per risolverla.

La Fig. 4 mostra in alto l'equazione di Penman-Monteith, utilizzata per calcolare l'evapotraspirazione. Questa equazione utilizza altri scambi energetici all'interno del sistema per determinare quanta acqua viene persa a causa dell'evaporazione e della traspirazione. Purtroppo non possiamo misurare direttamente l'evapotraspirazione, ma la calcoliamo in base a un coefficiente colturale. Una volta calcolata l'evapotraspirazione del sistema, questo valore può essere utilizzato per programmare l'irrigazione.

Calcolo dell'ET di riferimento

"Ma come?" È una domanda che ci viene posta spesso. "È una parola molto lunga con un'equazione molto lunga. A cosa mi serve?". In realtà, per calcolare l'ET è sufficiente conoscere la quantità di radiazione solare in entrata, la velocità del vento, la temperatura e l'umidità relativa misurata nel sito. Uno strumento come le stazioni meteorologiche all-in-one ATMOS 41 o ATMOS 41W di METER, posizionato sul sito, può misurare tutte queste metriche e altre ancora, rendendo i calcoli dell'evapotraspirazione molto più semplici. Una volta calcolata l'evapotraspirazione, è possibile capire quanta acqua viene persa nel sistema, in modo da sapere quanta acqua deve essere aggiunta tramite l'irrigazione.

Per l'esempio precedente della cannabis all'aperto, possiamo usare la Figura 6 per capire i calcoli dell'ET di riferimento (_ETo) basati sul coefficiente colturale di una coltura di riferimento.

La Fig. 6 mostra i numeri che illustrano quanta acqua sarebbe stata persa ogni giorno da una coltura di riferimento. Sebbene la cannabis non sia l'erba alta 12 centimetri e ben irrigata che è stata usata come coltura di riferimento, crescendo nel corso della stagione ha effettivamente imitato la chioma dell'erba. Nel caso della coltura di cannabis all'aperto, il campo è stato massicciamente sott'annaffiato anche per quelle misurazioni di fine stagione, e quindi la coltura ha avuto prestazioni massicciamente inferiori.

Il problema del riferimento ET

Il problema di affidarsi all'ET di riferimento è che può mostrare solo una parte del quadro. Il modo più semplice per spiegarlo è visualizzare un'auto che guida lungo la strada. L'ET di riferimento vi aiuterà a mantenere la direzione, ma non avrete idea se state guidando sul lato sbagliato della strada, su quello giusto o in un fosso. Vi manterrà molto coerenti, ma non vi darà i punti di riferimento per capire veramente dove vi trovate.

Riprendiamo l'esempio del tappeto erboso sportivo per capirlo meglio. Questo campo da calcio è costituito da un terreno limoso nativo e l'irrigazione è controllata solo dall'_ETo.

La Fig. 7 mostra il contenuto d'acqua del suolo del campo pratica, evidenziando una notevole costanza. Ogni giorno gli irrigatori sono riusciti a riportare i livelli di umidità del suolo allo stesso punto. Quindi, monitorando il contenuto d'acqua, sono riusciti a mantenere i livelli di umidità del suolo costanti, come una macchina che va in una direzione. Da queste informazioni non sappiamo se sia la direzione giusta. Se osservate attentamente il grafico, vedrete la linea gialla, il sensore più profondo a 12 pollici, ben al di sotto del livello delle radici. Ci sono fluttuazioni in quella linea intorno al 5 luglio e al 14-16 luglio. Ciò indica che il campo potrebbe ricevere troppa acqua in quei momenti, ma non ci dice quanto in eccesso.

Strumento n. 2 - Potenziale idrico del suolo

Conoscere il contenuto d'acqua del suolo è fondamentale, ma non è sufficiente a delineare il quadro completo. Per dare un contesto al contenuto d'acqua, è necessario conoscere anche il potenziale idrico del suolo. Il potenziale idrico può sembrare intimidatorio all'inizio. Per questo abbiamo organizzato diversi webinar sull'argomento, tra cui Potenziale idrico 101, Potenziale idrico 201, Potenziale idrico 301 e Potenziale idrico 401. Ma per utilizzare il potenziale idrico non è necessario conoscere tutti i dettagli di ogni aspetto. Allo stesso modo in cui non è necessario capire come si calcola la scala Fahrenheit per sapere qual è la temperatura che ci fa sentire a nostro agio, con il potenziale idrico è sufficiente sapere quanto sono a loro agio le piante nei punti della scala del potenziale idrico (spesso una scala di kPa). Il calcolo del potenziale idrico del suolo può essere effettuato facilmente con strumenti come TEROS 21.

Il calcolo del potenziale idrico del suolo risponde alla domanda "l'acqua è disponibile?". Idealmente, l'acqua dovrebbe essere mantenuta nel terreno a un livello ottimale per avere piante verdi e sane. Il potenziale idrico è un modo misurabile per descrivere la facilità con cui la pianta è in grado di estrarre l'acqua dal terreno.

Come si fa a sapere se la quantità d'acqua presente è ottimale per una determinata coltura? Il confronto con la temperatura di cui abbiamo parlato in precedenza è l'ideale per aiutarci a comprendere questo concetto. La temperatura definisce il livello di comfort umano, non il contenuto di calore. Il contenuto di calore è la quantità di calore presente in una stanza. La temperatura è lo stato energetico del calore in una stanza. Pertanto, la temperatura definisce il livello di comfort all'interno dell'ambiente.

Il potenziale idrico del suolo fa lo stesso per le piante, definendo il comfort delle piante. Il contenuto d'acqua è la quantità d'acqua disponibile per le piante nel terreno. Il potenziale idrico è il "termometro" idrico della zona radicale della pianta, che identifica se l'acqua presente nel terreno è accessibile alla pianta, indipendentemente dal tipo di terreno.

Combinazione di _ETo e potenziale idrico

L'_ETo e il potenziale idrico sono componenti fondamentali per comprendere le interazioni suolo-pianta-acqua, ma singolarmente si sfrutta solo metà della loro utilità. Combinati, _ETo e potenziale idrico possono definire empiricamente se la pianta dispone o meno della quantità ottimale di acqua. Come nell'esempio della guida, il contenuto d'acqua identifica la direzione in cui ci stiamo dirigendo e il potenziale idrico ci indica se è la direzione in cui vogliamo andare.

La Fig. 9 illustra cosa accade quando le misure del contenuto e del potenziale idrico vengono applicate all'esempio del tappeto erboso sportivo. La fascia verde definita dal potenziale idrico è l'ambito in cui il tappeto erboso è in grado di estrarre acqua dal terreno. Quando le misurazioni del contenuto d'acqua vengono sovrapposte al grafico del potenziale idrico, il quadro diventa chiaro. I livelli d'acqua di questo campo, pur essendo consistenti, erano costantemente troppo alti. Come il cameriere dell'illustrazione, si continua a riempire una tazza che non può contenere più acqua del suo massimo.

Il potere della combinazione di contenuto d'acqua e potenziale

Per chiarire l'importanza di effettuare entrambe le misurazioni in modo congruente, vediamo qualche altro esempio. Uno dei primi esperimenti condotti con i nostri sensori di potenziale idrico illustra questa importanza. Abbiamo installato l'apparecchiatura in un campo di patate a Grace, nell'Idaho, scegliendo di utilizzare i sensori TEROS 11 per misurare il contenuto d'acqua e i sensoriTEROS 21 per misurare il potenziale idrico del suolo.

La Fig. 10 mostra due grafici, quello superiore relativo al contenuto idrico dei campi di patate e quello inferiore relativo al potenziale idrico. Il grafico del contenuto d'acqua non mostra variazioni significative nel corso della stagione e non indica alcun tipo di problema o sofferenza. Tuttavia, il potenziale idrico, indicato nella Fig. 10 come potenziale matriciale, è rimasto nell'intervallo ottimale per tre dei sensori, mentre altri tre hanno iniziato a scendere nell'intervallo di stress e appassimento permanente.

Poiché il calo dei numeri del potenziale idrico si è verificato in 3 sensori durante l'esperimento, abbiamo informato l'agricoltore che avrebbe dovuto aggiungere altra acqua in quelle aree. L'agricoltore si è recato in quei siti, ha scavato e ha trovato acqua e ha deciso che i dati o i sensori dovevano essere difettosi. Sebbene ci sforziamo di garantire l'accuratezza di ogni prodotto, riconosciamo che un guasto all'apparecchiatura potrebbe sempre essere una risposta valida o forse un'installazione errata. Tuttavia, quando abbiamo confrontato la resa di ciascun sito con il numero di giorni in cui tali siti sono stati misurati in condizioni di stress, i dati hanno delineato un quadro chiaro del problema.

Al termine della stagione abbiamo compilato i dati e presentato all'agricoltore una correlazione molto interessante. I dati mostravano una forte correlazione tra le località con bassa resa e quelle con un elevato numero di giorni di stress. Questo è stato un grande momento "ah-ha" per l'agricoltore. Il passo successivo è stato quello di posizionare sensori di contenuto e potenziale idrico in tutti i suoi campi. Da allora, l'agricoltore ha assistito a un drastico cambiamento nella sua strategia di gestione dell'acqua di irrigazione, con un aumento costante della resa, come ora sa.

In un altro esempio di una coltivazione di patate a Rexburg, nell'Idaho, le misurazioni di _ETo e del contenuto d'acqua sono illustrate nel grafico seguente.

La Fig. 12 mostra che l'_ETO e gli eventi di irrigazione corrispondono abbastanza bene tra loro. Se questa fosse stata la coltura di riferimento, l'acqua fornita avrebbe dovuto essere abbastanza precisa. Tuttavia, poiché queste patate non sono erba da pozzo alta 12 centimetri, non sappiamo con certezza se questo schema di irrigazione fosse ottimale in questo sistema.

La Fig. 13 mostra le misurazioni del potenziale idrico dello stesso campo nello stesso periodo di tempo. Un sensore (linea verde) mostra che la posizione riceveva più acqua del necessario, appena al di sopra dell'inviluppo del potenziale idrico, sprecando risorse e potenzialmente eliminando i nutrienti dal terreno. Il secondo sensore (linea arancione) si trovava a una profondità inferiore ed era all'interno dell'inviluppo, ma comunque all'estremità superiore dell'intervallo. In questo esempio, il campo riceveva più acqua del necessario. I coltivatori hanno detto di aver visto troppa acqua nella chioma, con conseguenti problemi di resa. In questo caso, si sarebbero potute apportare piccole modifiche al sistema di gestione dell'irrigazione per farlo rientrare nell'intervallo ottimale e risparmiare risorse.

Strumento n. 3 - Curva di rilascio dell'umidità

Come detto in precedenza, la curva di rilascio dell'umidità è lo strumento che utilizziamo per rispondere alla domanda "quanta acqua è liberamente disponibile per la pianta?".

Utilizziamo l'esempio di un'auto che percorre la strada per capire come le curve di rilascio dell'umidità rispondono a questa domanda. Se la vostra pianta si trova in un terreno limoso, è come una strada con corsie molto larghe. Mentre si percorre quella strada, si può deviare a destra o a sinistra senza rischiare di uscire dalla propria corsia. C'è un ampio margine di errore per correggere le piccole oscillazioni. Se il vostro impianto è sulla sabbia, la strada ha corsie molto strette. I vincoli sono molto inesorabili e la più piccola inclinazione del volante vi porterà rapidamente in un territorio pericoloso.

La curva di rilascio dell'umidità confronta la quantità di acqua presente nel terreno con la quantità di acqua disponibile per le piante. Come si può notare, c'è un rapporto molto diverso tra argilla, terriccio e sabbia in termini di contenuto idrico e potenziale idrico. Ad esempio, come mostra questo grafico, con un contenuto d'acqua di 0,2 ^m3/m3 e un potenziale matriciale di -100 kPa, le piante in un terreno argilloso sarebbero oltre il punto di appassimento. Un terreno argilloso si troverebbe proprio nell'intervallo ottimale. Se la pianta si trova in un terreno sabbioso, l'acqua e le sostanze nutritive vengono lavate via direttamente dal terreno.

Quando un terreno si asciuga, diventa sempre più difficile per le piante estrarre l'acqua da quel terreno. Le curve di rilascio dell'umidità descrivono questa relazione e permettono di capire quanta acqua disponibile per le piante è presente nel vostro sistema di gestione dell'acqua di irrigazione.

Diversi anni fa, abbiamo condotto uno studio su un terreno sabbioso e argilloso. Durante lo studio, il proprietario della coltura andò a casa per il weekend del Memorial Day senza sapere che il sistema di irrigazione si era guastato e tornò tre giorni dopo trovando l'erba morta.

La Fig. 15 mostra che l'inviluppo del potenziale idrico per questa pianta in questo terreno era piuttosto ridotto. C'è solo una differenza di 12 mm tra il punto di appassimento permanente (sul lato destro del grafico) e il punto di sovrasaturazione (sul lato sinistro del grafico), dove l'acqua in eccesso drena attraverso il terreno. In questa situazione, la coltura necessitava di 6 mm di acqua al giorno. Con l'impianto di irrigazione fermo per tre giorni, non c'era modo di trattenere l'acqua sufficiente a mantenere in vita la coltura per il periodo di tempo in cui non è stata irrigata. Questo grafico illustra chiaramente perché il campo di erba è morto durante il fine settimana di tre giorni.

Come applicare una curva di rilascio dell'umidità

L'applicazione di una curva di rilascio dell'umidità al sistema richiede i seguenti quattro passaggi:

1. Determinare il limite superiore e inferiore del potenziale idrico - Questo dipende dalla singola coltura e dal terreno che si sta misurando.
2. Trovare i valori del contenuto d'acqua per i limiti superiori e inferiori del potenziale idrico
3. Determinare la profondità della zona radicale della pianta (_Zroot)
4. Prendere la differenza di contenuto d'acqua e moltiplicarla per la profondità di radicazione.

Irrigazione massima = (_VWCup - _VWClow)_Zroot

Nell'esempio della cannabis outdoor, la formula è la seguente:

Irrigazione massima = (0,16 - 0,08) x 15 cm = 1,2 cm o 12 mm

Se ricordate, le misurazioni del contenuto d'acqua e l'_Eo di quello studio erano abbastanza coerenti e non indicavano un problema. Tuttavia, una volta che queste informazioni sono state combinate con i dati sul potenziale idrico, è diventato molto più facile capire quale fosse il vero problema.

Poiché non avevano prestato attenzione al potenziale idrico di questa coltura, il potenziale idrico è precipitato a -1500 kPa, il punto di appassimento permanente. La cannabis come pianta non è stata studiata a fondo, ma continua a estrarre acqua dal terreno fino al punto di appassimento. Tuttavia, rimanere a lungo in questo stato non è positivo per la pianta, perché la costringe a spostare tutta la sua energia dalla costruzione di biomassa alla sopravvivenza. Il coltivatore si è accorto del problema all'inizio di agosto, ha irrigato in eccesso per un giorno, non ha continuato a irrigare e il potenziale idrico è rapidamente diminuito di nuovo.

Lezioni da imparare

Sebbene i coltivatori vogliano il massimo dalle loro colture, le soluzioni che hanno funzionato in situazioni precedenti possono danneggiare proprio le piante che stanno cercando di aiutare. Senza un quadro completo delle esigenze e delle conseguenze di ogni aspetto del loro piano di gestione dell'acqua di irrigazione, non avranno il successo che sperano e si aspettano.

Questi tre strumenti possono migliorare la salute delle piante e i vincoli delle risorse. L'evapotraspirazione è un ottimo inizio, ma da sola non è un'informazione sufficiente per comprendere il quadro completo della gestione dell'acqua irrigua. La macchina va in una direzione coerente, ma non sappiamo se è la direzione giusta. Combinando il potenziale idrico con l'ETo si può mantenere l'irrigazione "tra le righe", ma non si sa ancora quanto margine di manovra abbiamo all'interno di queste righe. L'aggiunta delle curve di rilascio dell'umidità ci mostra la quantità di acqua da applicare nella zona ottimale, definendo l'inviluppo.

FAQ sulla gestione dell'acqua di irrigazione

Che dire delle possibili future zone aride, prive di acqua disponibile per le piante per l'irrigazione delle colture orticole nelle grandi aree?

Come potete vedere dalle notizie, abbiamo una sfida con l'acqua dolce dappertutto. Dobbiamo pensare a come muoverci per mantenere queste risorse. I fertilizzanti sono raddoppiati di prezzo o più nell'ultimo anno, ci sono problemi con gli input, l'acqua, i fertilizzanti e i pesticidi. Non si tratta di un martello gigante che schiaccerà tutte queste cose. Ma possiamo creare un equilibrio idrico in questi sistemi che stanno diventando più aridi a causa del cambiamento climatico. Possiamo capire meglio i nostri sistemi se effettuiamo misurazioni migliori e le inseriamo in una sorta di comprensione di come irrigare e migliorare questi aspetti. Questi dati dovrebbero permetterci di continuare a irrigare zone che hanno tutta questa pressione idrica. Dobbiamo trovare il modo di farlo. Non possiamo seguire una mentalità che dice: "Ehi, se le piante sembrano un po' stressate, versiamo più acqua". Dobbiamo usare gli strumenti che ci dicono di più sulle piante e sul loro rendimento e poi usarli in modo efficace per migliorare il modo in cui innaffiamo, invece di esagerare sempre con l'acqua.

È possibile sviluppare curve di rilascio dell'umidità sul campo?

Le informazioni sull'inviluppo idrico che abbiamo mostrato sopra su quel tappeto erboso sono state realizzate sul campo. Abbiamo collocato alcuni sensori di contenuto idrico TEROS 12 e alcuni sensori di potenziale idrico TEROS 21, li abbiamo messi insieme e ci siamo posti la stessa domanda: possiamo sviluppare questo inviluppo idrico sul campo? I dati che vi ho mostrato non sono stati presi in considerazione. Ma, naturalmente, METER Group dispone anche di un'ottima strumentazione per sviluppare il potenziale idrico, il contenuto d'acqua e la curva di rilascio dell'umidità in laboratorio. Volevamo vedere come si confrontavano. Per questo motivo siamo andati in laboratorio e abbiamo raccolto alcuni dati. Non l'ho menzionato nell'esempio, ma c'erano alcuni dati di laboratorio e corrispondevano abbastanza bene. Abbiamo quindi iniziato a parlare con molte persone diverse e, cosa interessante, molte persone hanno avuto l'idea di provare in laboratorio ciò che possiamo fare sul campo. In linea di massima, le cose corrispondono. Ora, potrebbero non corrispondere? Sì. Perché? Perché? Perché abbiamo radici nel terreno. Se lo portiamo in laboratorio, queste potrebbero seccarsi, potremmo compattare i nostri campioni, potremmo non avere i sensori abbastanza vicini e potrebbero non rispondere nello stesso momento, il che è vero poiché i sensori di potenziale idrico sono più lenti a rispondere rispetto ai sensori di contenuto idrico. Quindi potrebbero essere diversi? Sì. Cosa vediamo finora? Sono abbastanza vicini.

Quali sono i pro e i contro della modellazione rispetto alle misurazioni dirette?

Essendo un'azienda che si dedica alla creazione di strumenti di misurazione diretta, a volte può essere difficile non sviluppare una tendenza alla misurazione diretta, ma c'è un'ovvia necessità di modellare e abbinare la modellazione alle misurazioni. L'approccio discusso in questo articolo è coerente con l'abbinamento di elementi come l'evapotraspirazione e le misurazioni dell'acqua del suolo sul campo con la modellazione e con ciò che possiamo prevedere da altre misurazioni. Una sfida è rappresentata dal fatto che misuriamo in uno o pochi punti del campo, ma non misuriamo tutti i punti del campo. Non siamo in grado di testare un numero sufficiente di siti per poter gestire qualcosa come un sistema di irrigazione a portata variabile che potrebbe erogare esattamente la giusta quantità d'acqua in qualsiasi punto del campo. A volte il problema è un sistema di irrigazione a interruttore singolo, come un pivot centrale, che funziona a una certa velocità sul campo e non può essere regolato sul campo anche se i dati sono presenti. L'uso di un sensore come quello del potenziale idrico nel campo, anche in una sola posizione a un paio di profondità, può migliorare notevolmente questo sforzo di modellazione. La stima del bilancio idrico, l'aggiunta delle condizioni climatiche e la creazione di una curva di rilascio dell'umidità sono tutte attività che tendono a essere svolte sul campo. Possiamo creare una sorta di modello del sistema con una curva di rilascio dell'umidità, ma credo che andare sul campo e misurare direttamente il potenziale idrico sia qualcosa che ci è mancato fino ad ora e a cui dobbiamo pensare per il futuro. In passato, è stata una pratica comune misurare il contenuto d'acqua sul campo e modellare il potenziale idrico a causa della mancanza di strumenti accurati, affidabili ed economici per eseguire le misurazioni in situ. Uno dei nostri grandi progetti di vita qui a METER Group è stato quello di cambiare questa situazione.

A che ora del giorno si deve misurare il potenziale idrico?

Esistono due tipi diversi di potenziale idrico che devono essere considerati separatamente per questa domanda. C'è il potenziale idrico della pianta e c'è il potenziale idrico del terreno. Il suolo è fortemente tamponato giorno e notte. Quindi non ci sono molte oscillazioni nel potenziale idrico del suolo, tranne quando è molto secco. Per quanto riguarda il potenziale idrico delle piante, si osservano oscillazioni tra il giorno e la notte. Le misurazioni nelle piante variano a seconda della domanda evaporativa. Per questo motivo, quando si misura il potenziale idrico delle piante, è meglio effettuare le misurazioni prima dell'alba.

È necessario misurare l'_ETo se si dispone di misure di perdita di contenuto d'acqua?

La risposta a questa domanda è in un certo senso sì e in un certo senso no. Si può certamente fare a meno di mettere in campo dei sensori di potenziale idrico e di usare l'_ETo. Ecco perché li abbiamo presentati come strumento uno e strumento due. L'_ETo fornisce il coefficiente colturale. Alcuni sostenevano in modo molto convincente che l'_ETo non serve affatto. Misurando il contenuto d'acqua e il potenziale idrico nel suolo, l'utilizzo di acqua dal suolo dovrebbe essere lo stesso di quello rilevato dall'_ETo, giusto? Quello che abbiamo visto finora è che interrare un sensore di contenuto idrico con sensori di potenziale idrico per ottenere la curva di rilascio dell'umidità fornisce un quadro più completo. Spesso l'obiezione riguarda il costo della necessità percepita di stazioni meteorologiche in ogni campo. Nei nostri studi, non vediamo la necessità di avere un ATMOS 41 in ogni campo. Piuttosto, utilizziamo un ATMOS 41 per ogni raggio di 15 chilometri. È quindi possibile utilizzare il singolo ATMOS 41 per ottenere l'_ETo per diversi campi nell'area e poi utilizzare il contenuto d'acqua in quel campo specifico per affinare i calcoli.

Domande?

I nostri scienziati hanno decenni di esperienza nell'aiutare ricercatori e coltivatori a misurare il continuum suolo-pianta-atmosfera.

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