C'è un documento a cui si può fare riferimento riguardo agli effetti dello scavo di una trincea sul terreno di un sito?
Non ho un documento specifico a cui fare riferimento su questo argomento. Il problema delle trincee di grandi dimensioni è il modo in cui influisce sul movimento dell'acqua nel terreno vicino al sensore. A seconda del modo in cui la trincea viene riempita, è possibile che si creino dei percorsi di flusso preferenziali, che comportano una migrazione più rapida dell'acqua attraverso il profilo del terreno. Per ulteriori informazioni su questo argomento, consultare il nostro articolo:"5 modi in cui la perturbazione del sito influisce sui dati".
Dove posso trovare i protocolli e un buon disegno sperimentale per pubblicare articoli di ricerca scientifica sui requisiti di irrigazione e sull'ottimizzazione dell'irrigazione?
Mi concentrerei su una revisione della letteratura che comprenda i documenti sul fabbisogno idrico e sull'ottimizzazione, studiando attentamente i loro protocolli e facendo coincidere i vostri sforzi con i loro progetti, con eventuali miglioramenti. In generale, occorre considerare un buon contatto sensore-suolo e modelli accuratamente derivati per l'assorbimento dell'acqua, insieme ai dati meteorologici per l'uso dell'acqua utilizzando i coefficienti colturali e l'ET.
Come si può capire il rapporto tra immagini satellitari e sensori per l'irrigazione intelligente?
Si tratta di un'area critica o di ricerca al momento. Attualmente ci sono diversi istituti che hanno progetti che cercano di mettere in relazione le due cose. Attualmente sono coinvolto in un progetto che prevede l'utilizzo di dati satellitari come il Normalized Difference Water Index e l'ECOSTRESS per correlarli ai singoli siti di umidità del suolo sul campo. Utilizzeremo le informazioni di tendenza dei dati sul campo con le istantanee poco frequenti dei satelliti per ottenere un quadro completo (speriamo). Poiché si tratta di scale molto diverse, questo sforzo sarà impegnativo.
Come è possibile rimuovere i sensori dal terreno alla fine della stagione?
La maggior parte delle installazioni di sensori di contenuto d'acqua sono permanenti perché la rimozione del sensore è difficile. In ambito agricolo, il sensore e il cavo sono spesso installati sotto lo strato di lavoro. Tuttavia, esistono alcuni sensori di profilo ad asta che si estendono sopra la superficie e possono essere rimossi ogni anno. La precisione di questi sensori non è elevata, ma a volte è sufficiente.
Quali sono i buoni sensori di umidità del suolo per un parco?
I modelli TEROS 10, TEROS 11 e TEROS 12 sono ideali per l'utilizzo in un parco. Sono comunemente utilizzati per monitorare l'irrigazione dei tappeti erbosi e in altre situazioni agricole.
Com'è la ripetibilità da sensore a sensore con i sensori TEROS ?
Per i modelli TEROS 11 e TEROS 12 è estremamente stretto. Normalizziamo ogni sensore per assicurarci che legga come tutti gli altri TEROS 11/12. I nostri test dimostrano che manteniamo la ripetibilità entro l'1% del contenuto d'acqua. TEROS 10 non ha un microprocessore che consenta la procedura di normalizzazione, quindi dobbiamo affidarci a processi di produzione molto rigidi. Siamo comunque in grado di mantenere l'intera popolazione entro il 2% circa di contenuto d'acqua.
Quali sono i sensori adeguati per misurare l'acqua nelle singole piante in vaso e nell'intero vivaio?
I sensori dielettrici sono comunemente utilizzati in vasi singoli. È sufficiente scegliere un sensore che si adatti alle dimensioni del vaso scelto. Il sensore TEROS 12 è una scelta molto popolare per le piante in vaso perché misura il contenuto d'acqua e la conducibilità elettrica, che è un indicatore del livello di fertilizzante. Il trucco per misurare le piante in vaso è quello di scegliere piante rappresentative di un vivaio o di una zona di irrigazione più ampia, perché in genere è troppo costoso strumentare ogni singolo vaso.
C'è un motivo per cui TEROS 12 sensori sono posizionati perpendicolarmente al terreno invece che orizzontalmente?
L'unica ragione è evitare che il corpo del sensore ostacoli il flusso dell'acqua nel terreno. L'effetto è piuttosto limitato, ma può causare un ritardo nel segnale di umidità del terreno, poiché l'acqua deve ridistribuirsi intorno al sensore.
Qual è il suo consiglio per la misurazione del contenuto d'acqua nelle piantagioni di alberi? Ci sono limitazioni? Ci sono modelli?
In questo caso, la misurazione del contenuto d'acqua non presenta problemi. Una considerazione è quella di ottenere una misurazione rappresentativa della zona radicale. Questo è abbastanza facile se ci si affida alla pioggia o si usa l'irrigazione dall'alto. Il posizionamento dei sensori diventa più importante se si utilizza un sistema di irrigazione a goccia. Molti posizionano i sensori direttamente sotto i gocciolatori se si utilizza l'irrigazione a goccia.
Che tipo di sensori funzionano meglio nella coltivazione in substrato?
In genere si utilizzano sensori di umidità del suolo di tipo dielettrico. Spesso i livelli di fertilizzante sono importanti, quindi i coltivatori utilizzano una combinazione di sensore di contenuto idrico e di conduttività elettrica per misurare sia l'acqua che i fertilizzanti. Il sensore TEROS 12 è una scelta molto popolare per la coltivazione su substrato.
Quanto sono affidabili le misurazioni in condizioni di suolo saturo e altamente variabile, come le torbiere?
Le misurazioni vanno bene in questo scenario, con una limitazione. Una volta che la torba è satura al livello del sensore, è possibile aggiungere altra acqua per aumentare l'altezza di stagnazione, ma il sensore continuerà a misurare solo il contenuto di acqua satura al suo livello finché l'acqua non si ritira. Nella torba, per ottenere la massima precisione, è probabile che si desideri una calibrazione specifica per il substrato, poiché il materiale organico è leggermente diverso dal terreno minerale. Se siete interessati, consultate le nostre istruzioni per la calibrazione per la calibrazione specifica del substrato.
Se le radici crescono tra gli aghi del sensore nel corso del tempo, come influisce sulla misurazione? Come possiamo ovviare a questo problema?
La misura dielettrica misurerà tutta l'acqua nella zona di misurazione, compresa quella delle radici vicine. È quindi possibile che la densità delle radici nel volume di misura sia tale da influenzare la misurazione. Questo potrebbe portare a una distorsione della misura, ma non esiste una soluzione. In pratica, l'effetto è piuttosto ridotto, per cui i sensori di contenuto d'acqua vengono utilizzati molto spesso in ambienti agricoli e di irrigazione senza problemi evidenti.
Come si misura il contenuto d'acqua a una profondità di 1-2 cm? La maggior parte dei sensori misura mediamente una sfera di 5-10 cm di diametro.
Questo è difficile con la maggior parte dei sensori, come lei ha sottolineato. È possibile misurare la capacità termica volumetrica del terreno utilizzando un sensore a doppio ago a impulsi di calore sulla scala spaziale di 1-2 cm. La capacità termica volumetrica è correlata linearmente al contenuto d'acqua, quindi la conversione è piuttosto semplice. La misurazione della capacità termica è piuttosto complessa, quindi solo pochi ricercatori la utilizzano a questo scopo, ma è stata fatta. Per maggiori dettagli, contattare l'assistenza clienti.
Come si misura il dielettrico? In quali unità di misura?
È una domanda trabocchetto! Ma solo perché il dielettrico è una quantità senza unità. È il rapporto tra l'immagazzinamento di carica in un mezzo e l'immagazzinamento di carica nello spazio libero. Può essere misurato in molti modi, tra cui il tempo di percorrenza di un impulso (TDR, TDT), il tempo di carica di un condensatore o la frequenza di risonanza. Vari sensori di umidità del suolo utilizzano queste diverse tecniche di misurazione.
È una sfida mantenere il sensore del contenuto d'acqua in posizione mentre si riempie il terreno?
È una buona domanda, che mi sono posto anch'io quando abbiamo sviluppato il concetto di strumento di installazione. Fortunatamente, non si è rivelato un problema, se non in terreni secchi e di consistenza grossolana. I perni dei sensori di TEROS fanno un buon lavoro nell'ancorare i sensori in posizione mentre il terreno viene reimpastato dietro di loro. Tuttavia, nella sabbia asciutta è difficile mantenere intatto il foro della trivella, per non parlare dei sensori.
In che modo i terreni organici privi di suolo, come il biochar o la fibra di cocco, influiscono sulla precisione del sensore dielettrico? La forma fisica e le dimensioni dei pori che contengono l'acqua da misurare influiscono sulla misurazione, poiché influenzano il percorso elettrico tra l'anodo e il catodo?
Fortunatamente, la forma e le dimensioni dei pori hanno un effetto minimo sulla misurazione dielettrica. Il campo elettromagnetico polarizzerà tutte le molecole d'acqua all'interno del volume di misura, indipendentemente dalla geometria dei pori. Tuttavia, con i materiali organici, la permittività dielettrica del materiale a bassa densità è generalmente inferiore a quella del terreno minerale. Pertanto, l'accuratezza può risentirne, in quanto il sensore dielettrico misura un contenuto d'acqua erroneamente basso. Con questi materiali particolari, consiglio sempre una calibrazione specifica per il substrato. Qui sono disponibili istruzioni dettagliate su come creare questa calibrazione. Noterete che c'è una procedura speciale per la fibra di cocco, poiché è piuttosto difficile da lavorare.
Ci sono considerazioni particolari per i terreni molto rocciosi o per le aree in cui il contenuto d'acqua del suolo è tipicamente molto basso, come nel deserto del Mojave?
Il basso contenuto d'acqua non è un problema e può essere misurato con precisione dai sensori dielettrici. I terreni rocciosi sono invece difficili per tutti i sensori. Le migliori tecniche di installazione, che prevedono l'inserimento dei sensori in terreni indisturbati, potrebbero non essere possibili nei terreni rocciosi. Potrebbe essere necessario rimuovere alcune rocce e installare il sensore in un terreno nuovamente compattato e privo di rocce. Ciò influirà sull'accuratezza, ma la precisione dovrebbe essere comunque buona.
Qual è il miglior sensore per monitorare l'eccessivo contenuto di umidità nel terreno? Quali sono gli intervalli di umidità per questi sensori?
Buona domanda. I nostri sensori di contenuto d'acqua TEROS 10, 11 e 12 vi diranno quanta acqua è presente, in modo da caratterizzare il grado di saturazione, che è un indicatore di umidità in eccesso. Il tensiometro TEROS 32 caratterizzerà l'aspirazione del terreno e, forse ancora più importante, la pressione positiva dell'acqua dei pori, entrambi importanti per la stabilità dei pendii e per i progetti di ingegneria del suolo. Non sono un ingegnere civile, ma credo che la combinazione del grado di saturazione dei sensori di contenuto d'acqua e dell'aspirazione del terreno di TEROS 32 sia la combinazione ottimale per comprendere la resistenza del terreno. Entrambi i tipi di sensore funzionano bene nell'intervallo di umidità in eccesso, ma il TEROS 32 fallisce in caso di terreno asciutto.
Quali sono le applicazioni dei sensori di umidità del suolo nelle pavimentazioni in asfalto?
Qual è stata la sua esperienza nello sviluppo di sensori di umidità del suolo per il rover Phoenix del JPL della NASA? Perché il sensore registrava anche la conduttività termica? Ci sono stati risultati interessanti?
Non fateci iniziare! Nel complesso, l'esperienza è stata fantastica. Il team con cui abbiamo lavorato al JPL era composto da ottimi scienziati e ingegneri. Le misurazioni delle proprietà termiche dovevano essere una verità di base per i dati sulle proprietà termiche del regolite rilevati a distanza, che sono fondamentali per comprendere la profondità di penetrazione del calore solare. Tutte le funzioni di misurazione del TECP hanno funzionato bene e il progetto è considerato un grande successo. Forse la scoperta più importante è stata la migrazione in fase di vapore dell'acqua nel regolite quando il regolite si è raffreddato con l'avvicinarsi dell'inverno marziano. L'aumento della permittività dielettrica misurato dal TECP è stato molto più grande del previsto, probabilmente a causa dell'interazione dell'acqua con i sali di perclorato nella fase non congelata. Qualche tempo fa abbiamo girato un video con il ricercatore principale del JPL. Potete vederlo qui.
Come si gestiscono gli estremi di salinità - alti o bassi?
La bassa salinità non è generalmente un problema per la maggior parte dei sensori di contenuto d'acqua. Una salinità estremamente elevata può essere un problema. Con il TDR, l'alta salinità può attenuare il segnale al punto da rendere impossibile la misurazione del contenuto d'acqua. Con alcuni sensori di tipo capacitivo, l'accuratezza può essere davvero scarsa nei terreni ad alta salinità. Una calibrazione specifica per il terreno può risolvere questo problema per i sensori di capacità.
Cosa è meglio per i sensori di contenuto d'acqua: installazione verticale o installazione ad angolo?
Entrambe le installazioni vanno bene. Ulteriori suggerimenti per l'installazione sono disponibili qui.
Se si vuole irrigare a partire da una percentuale minima di umidità del terreno, quale profondità bisogna prendere in considerazione?
La profondità più significativa è in genere quella con la maggiore densità di radici. Tuttavia, più profondità forniscono ulteriori informazioni. Spesso i coltivatori collocano due sensori nella zona radicale e uno sotto la zona radicale. Il terzo sensore sotto la zona radicale aiuta a controllare la frazione di lisciviazione.
Pensate che il dielettrico sia un'opzione più accurata di una camera di pressione per le mandorle?
La misurazione dielettrica fornisce una serie temporale del contenuto idrico del suolo che può essere monitorata a distanza. La camera di pressione fornisce il potenziale idrico del mandorlo stesso. La misura del potenziale idrico della camera a pressione è un indicatore di gran lunga migliore dello stato di stress idrico del mandorlo. L'aspetto negativo è che la raccolta dei dati della camera di pressione è difficile e richiede molto tempo. Molti coltivatori utilizzano la misurazione della camera di pressione per "calibrare" le misure del contenuto idrico del suolo e capire quale contenuto idrico inizia a causare uno stress idrico eccessivo. Questo rende i dati sul contenuto idrico in serie temporali davvero potenti e convenienti per quantificare lo stress idrico.
Quanto è difficile la calibrazione dei sensori dielettrici?
Il processo non è difficile, ma richiede una certa attenzione. Qui sono disponibili istruzioni dettagliate passo-passo. Se non avete l'attrezzatura, il tempo o la voglia di eseguire questa procedura da soli, offriamo anche un servizio di calibrazione per voi, se ci inviate un campione del vostro terreno/substrato. Per maggiori informazioni sul servizio di calibrazione specifico per il terreno, è possibile contattare [email protected].