Come misurare il potenziale idrico
Confrontare gli attuali metodi di misurazione del potenziale idrico e i pro e i contro di ciascun metodo.
Acqua disponibile per le piante: Come si determina la capacità di campo e il punto di appassimento permanente?
I sensori di umidità del terreno e i sensori di potenziale idrico lavorano insieme per indicare esattamente quando è il momento di iniziare e interrompere l'irrigazione.
L'acqua disponibile per le piante è la differenza di contenuto idrico tra la capacità di campo e il punto di appassimento permanente nel terreno o nei substrati di coltivazione. La maggior parte delle colture subisce una perdita di resa se il terreno si asciuga fino al punto di appassimento permanente.
I sensori di umidità del suolo massimizzano la resa delle colture
Per massimizzare la resa delle colture, il contenuto idrico del suolo deve essere mantenuto tra la capacità del campo e il punto di appassimento permanente. Con alcune conoscenze di base sul tipo di suolo, la capacità del campo e il punto di appassimento permanente possono essere stimati dalle misurazioni effettuate dai sensori di umidità del suolo in situ. I dati continui sul contenuto idrico del suolo guidano le decisioni di gestione dell'irrigazione per aumentare la resa delle colture e l'efficienza nell'uso dell'acqua.
La capacità di campo non coincide con la saturazione
La capacità di campo è il contenuto d'acqua del terreno due o tre giorni dopo un evento di pioggia o di irrigazione, quando il resto dell'acqua è stato rimosso dalla forza di gravità. Questo presuppone che l'acqua rimossa dal profilo del suolo sia solo per gravità e non attraverso le piante o l'evaporazione. Per questo motivo, le stime della capacità di campo vengono generalmente effettuate prima della stagione di crescita. Negli Stati Uniti e in alcuni altri Paesi, il terreno è considerato a capacità di campo quando il potenziale idrico nel terreno è a -33 kPa.
La capacità di campo non coincide con la saturazione. Quando il terreno è saturo, tutti gli spazi tra le particelle del terreno sono pieni d'acqua. Quando il terreno è alla capacità di campo, gli spazi tra le particelle del terreno contengono sia aria che acqua. La struttura e la tessitura del terreno determinano la quantità di acqua che può essere trattenuta nel suolo. La sabbia, ad esempio, non trattiene molta acqua perché i grani grandi non hanno molta superficie. Pertanto, la capacità di campo di un terreno sabbioso può essere inferiore al 10% del contenuto volumetrico di acqua. Le particelle di argilla, invece, hanno spesso la forma di piatti rovesciati impilati a caso l'uno sull'altro, creando una grande superficie. L'ampia superficie e la struttura dei terreni argillosi determinano capacità di campo che possono superare il 40% di contenuto volumetrico di acqua.
Il terreno al punto di appassimento permanente non è necessariamente "secco".
L'appassimento permanente delle piante si verifica quando il contenuto volumetrico di acqua nel terreno è troppo basso perché le radici della pianta possano estrarre l'acqua. Circa la metà dell'acqua presente nel terreno alla capacità di campo è trattenuta troppo strettamente per essere accessibile alle piante. Il suolo è considerato in fase di appassimento permanente quando il potenziale idrico del suolo è pari o inferiore a -1,5 MPa, quindi il punto di appassimento permanente è il contenuto idrico del suolo a -1,5 MPa di potenziale idrico.
Un terreno al punto di appassimento permanente non è necessariamente "secco". Quando il contenuto d'acqua di un terreno è inferiore al punto di appassimento permanente, l'acqua è ancora presente nel terreno, ma le radici delle piante non sono in grado di accedervi.
La stima della capacità di campo e del punto di appassimento permanente è stata resa più semplice
Stime ragionevolmente accurate della capacità di campo e del punto di appassimento permanente possono essere ottenute semplicemente conoscendo la tessitura dei terreni con cui si lavora. Se non sapete come determinare la tessitura del vostro terreno, guardate questo rapido video.
È possibile determinare il valore della capacità di campo anche sul campo, utilizzando i sensori di umidità del suolo METER. La metodologia riportata di seguito è un adattamento approssimativo da Methods of Soil Analysis, Vol. 4 Methodology (Dane e Topp, 2002).
È meglio eseguire questi test prima della stagione di crescita, poiché uno dei presupposti di questa stima è che l'acqua venga rimossa dal profilo del suolo solo attraverso il drenaggio per gravità.
In una parte rappresentativa del campo, prima dell'inizio della stagione di crescita, installate i sensori di umidità del suolo METER alle profondità del suolo in cui siete interessati a determinare l'acqua disponibile per le piante. Si consigliano almeno tre profondità che coprano la zona radicale precoce e media e quella sottostante la zona radicale.
Monitorare l'umidità del suolo subito dopo un'irrigazione o un evento di pioggia. Dopo tre giorni, nella maggior parte dei terreni, i livelli di contenuto idrico avranno smesso di cambiare in modo significativo, suggerendo che il contenuto idrico rimanente (ipotizzando l'assenza di evaporazione o traspirazione) è considerato la capacità di campo. In alcuni terreni a tessitura più fine, può essere necessario attendere da 4 a 10 giorni perché il contenuto d'acqua smetta di cambiare in modo significativo.
Acqua disponibile per le piante: I dati sull'umidità del suolo semplificano il processo
Esempio 1
Nella Figura 1, i sensori di umidità del suolo sono installati in un vigneto a 0,5 m e a 1 m di profondità. Il 13/11 e il 17/11, due eventi di precipitazione significativi hanno aumentato il contenuto d'acqua a entrambe le profondità. Dopo il secondo evento dell'11/17, è possibile osservare la diminuzione dell'acqua nel suolo e poi l'appiattimento finale. Verso l'11/25, i livelli di contenuto d'acqua smettono di cambiare rapidamente, suggerendo che la rimozione dell'acqua dal profilo del suolo a causa della gravità è rallentata. Poiché in questa località è inverno, possiamo supporre che l'evapotraspirazione sia minima.
Concludiamo che la capacità di campo a 0,5 m è di 0,25 m3/m3 e la capacità di campo a 1 m è di 0,20 m3/m3.
Esempio 2
Nella Figura 2, i sensori di umidità del suolo sono installati nella sabbia a 15 cm, 30 cm, 45 cm e 90 cm di profondità in un frutteto. Il 28 luglio, due forti precipitazioni hanno aumentato il contenuto d'acqua nell'intero profilo del suolo. Ci concentreremo sul sensore a 45 cm di profondità, in giallo. L'acqua della tempesta ha impiegato quasi un giorno intero per raggiungere il sensore di 45 cm. Pertanto, il nostro picco inizia il 29 luglio e non il 28 settembre. Si può osservare come l'acqua del suolo diminuisca rapidamente per poi appiattirsi tra il 30 e il 31 luglio, ovvero due o tre giorni dopo l'evento di precipitazione, suggerendo che la rimozione dell'acqua dal profilo del suolo per gravità è rallentata. Luglio non è il periodo migliore per determinare la capacità del campo, quindi non possiamo partire dal presupposto che l'evapotraspirazione sia minima, ma spesso ci dimentichiamo di fare questi test in primavera, quindi questo è un esempio realistico.
Concludiamo che la capacità di campo a 45 cm è pari al 10% di VWC.
Il sito WP4C determina il punto di appassimento permanente per voi.
Mentre la capacità di campo può essere facilmente stimata in base al lavoro sopra descritto, la stima del punto di appassimento permanente è un po' più impegnativa. Per ottenere stime accurate è necessaria una strumentazione speciale come il WP4C è necessaria per ottenere stime accurate. Per la maggior parte degli studi, si consiglia di stimare il punto di appassimento permanente in base alla tessitura del terreno o di utilizzare un WP4C per determinare il punto di appassimento permanente(vedere come). Se non avete accesso a un WP4C, i servizi di costruzione della curva di rilascio dell'umidità del suolo METER possono determinare per voi la capacità di campo e il punto di appassimento permanente del vostro terreno.
Domande?
I nostri scienziati hanno decenni di esperienza nell'aiutare ricercatori e coltivatori a misurare il continuum suolo-pianta-atmosfera.
Riferimento
Dane J, Topp C. 2002. Metodi di analisi del suolo, vol. 4. Madison (WI): Soil Science Society of America, Inc.(Link articolo)
Domande su come misurare l'umidità del suolo?
Guardate il webinar qui sotto per imparare:
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- Potenziale idrico: cos'è, come si differenzia dal contenuto d'acqua e perché serve
- Se si deve misurare il contenuto d'acqua, il potenziale idrico o entrambi.
- Quali sensori misurano ciascun tipo di parametro
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Sei brevi video vi insegnano tutto quello che c'è da sapere sul contenuto d'acqua del suolo e sul potenziale idrico del suolo, e perché dovreste misurarli insieme. Inoltre, imparate a conoscere le basi della conducibilità idraulica del suolo.
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Esplorate domande e idee con un esperto di umidità del suolo. Gli scienziati METER hanno decenni di esperienza nell'aiutare i ricercatori a misurare il continuum suolo-pianta-atmosfera.
Approfondimenti sulla misurazione
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