기여자

관개용수 관리 시스템은 최적의 수확량과 성능으로 작물을 건강하게 재배하는 것을 목표로 합니다. 정밀 농업 전략을 달성하는 방법은 측정 도구를 사용하여 과잉 급수와 과소 급수 사이의 완벽한 균형을 찾는 것입니다. 하지만 현실에서는 물 사용량이 많아지고, 영양분 가용성이 낮아지고, 잡초의 압력이 높아지고, 노동력이 증가하는 경우가 많습니다. 왜 그럴까요? 우리가 피하고자 하는 바로 그 상황을 무의식적으로 유발하기 때문입니다. 이 글에서는 물, 비료, 노동력, 제초제를 최소화하면서 이러한 함정을 피할 수 있는 방법을 살펴봅니다. 먼저 불균형한 물 시스템의 몇 가지 예부터 살펴보겠습니다.

예 #1 - 축구 잔디

몇 년 전, 저희는 습기가 많은 지형을 가진 운동장에 센서를 설치할 기회가 있었습니다. 이 운동장은 곳곳에 물이 고여 있어 잔디 관리가 어렵고 선수들에게 위험했습니다. 이 잔디는 상당한 비가 온 후에도 잔디를 아름답고 안전하게 유지하도록 설계된 ASTM 사양의 12인치 토양 층 위에 깔렸습니다. 목표는 투입물을 최적화하고 침입성 잡초의 압력을 줄이는 것이었습니다. 이 축구장에서는 침입성 잔디인 포아가 가장 큰 문제였습니다.

그림 1과 2는 축구장의 양쪽 끝에서 채취한 샘플을 나타냅니다. 두 샘플 모두 하강하는 토양 수분 함량을 보여주며, 특히 이 특정 잔디의 뿌리 영역인 2인치 깊이에서 모든 수분 함량 측정값이 너무 높았습니다.

이 토양의 기공수 전기 연결성(_ECp)도 낮았는데, 이는 필드 양쪽 끝의 토양에 영양분이 부족함을 시사합니다. 검사 결과, 잔디 잔디에 문제가 있는 것으로 나타났습니다:

• 낮은 영양소 가용성 - 캐노피의 녹색을 제한하는 요인
• 과도한 물 - 다년생 블루그래스보다 일년생 블루그래스(포아)를 선호하여 더 약한 토양 구조를 형성합니다.
• 얕은 뿌리 시스템 - 필요한 물을 얻기 위해 뿌리가 멀리 뻗을 필요가 없었기 때문입니다.

이 시나리오에 대한 해결책은 이 글의 뒷부분에서 살펴보겠습니다. 지금은 두 번째 불균형한 관개용수 관리 시나리오를 살펴보겠습니다.

예 #2 - 야외 대마초

다음 그래프는 야외 대마초 밭의 토양 수분 함량 측정값을 보여줍니다. 온실에서 이식한 식물 사이의 간격은 1m, 각 줄 사이의 간격은 2m로 관개 필드 설정이 이상적이었습니다. 미사질 양토 토양 위에 검은색 플라스틱 멀치 아래에 개방형 점적 관개 시스템을 설치하고 센서를 15, 30, 60cm에 매설했습니다. 그해에는 봄과 여름이 덥고 건조하여 토양에 잠재된 수분이 부족했지만, 심기 전에 관개를 통해 토양이 모니터링 깊이인 60cm까지 젖었습니다. 주변에 설치된 보안 울타리가 미기후를 조성했을 수 있습니다.

그림 3은 물을 효과적으로 관리하려면 토양 수분 함량만 조사하는 것만으로는 충분하지 않다는 것을 보여줍니다. 이 토양에서는 특별한 사건이 일어나고 있지 않다는 것을 알 수 있습니다. 수분 함량 수준은 상당히 균일한 수준으로 유지되고 있었지만 이것이 전체 그림을 그리는 것은 아닙니다.

최적의 토양 수분 함량에도 불구하고 작물 결과는 그다지 좋지 않았습니다. 측정된 조건에서 예상되는 수확량에 비해 작물의 바이오매스 생산량은 매우 적었습니다. 콜린 캠벨 박사는 토양에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알아보기 위해 관개 관리 시스템에 대한 몇 가지 계산을 수행하고 이를 증발산량과 비교했습니다. 관개 시스템은 하루에 두세 차례에 걸쳐 시간당 약 0.4mm의 물을 공급했습니다. 재배자들은 검은색 플라스틱 멀치 아래를 살펴본 결과 토양이 촉촉할 뿐만 아니라 실제로 진흙탕이 되어 있어 관개하는 물의 양이 문제가 아니라고 생각했습니다. 하지만 그들은 틀렸습니다. 그해 수확량은 예상보다 훨씬 적었습니다.

우수한 관개용수 관리를 위한 비전

올바르게 관개하려면 언제 물을 켜고 언제 물을 꺼야 하는지 알아야 합니다. 이론적으로는 간단한 개념입니다. 실제로는 물을 언제 켜고 꺼야 하는지 계산하는 것이 매우 복잡해집니다. 이를 계산하려면 세 가지 질문에 대한 답을 알아야 합니다:

1. 작물은 얼마나 많은 물을 사용하나요?
2. 현재 토양의 물 가용량은 얼마인가요?
3. 사용 가능한 물의 총량은 얼마인가요?

이러한 각 질문에 답하기 위해 어떤 도구가 사용되는지 살펴보겠습니다.

3가지 질문-3가지 도구

식물이 매일 사용하는 물의 양을 확인하려면 증발산량을 계산해야 합니다. 식물이 매일 얼마나 많은 물을 잃는지 알면 얼마나 많은 물을 섭취해야 하는지 알 수 있습니다. 토양의 물이 식물 성장에 최적으로 이용 가능한지 확인하려면 토양 수분 잠재력을 계산해야 합니다. 온도가 방의 크기에 관계없이 사람의 체감온도를 나타내는 것처럼, 수분 잠재력은 토양 유형에 관계없이 식물이 토양에서 물을 끌어올 수 있는지를 결정합니다. 마지막으로 식물이 자유롭게 흡수할 수 있는 물의 양을 이해하려면 토양 수분 방출 곡선을 알아야 합니다. 이 곡선은 식물이 사용할 수 있는 수분 포락선을 정의하는 수분 전위와 수분 함량 간의 관계입니다.

도구 #1 - 증발산

이전 캠벨 사이언티픽 웨비나에서 증발산량 또는 ET에 대해 자세히 설명했지만, 이 애플리케이션의 목적상 증발산량을 계산하기 위해 알아야 할 몇 가지 사항만 알려드리겠습니다. 태양 복사가 들어오고 온도와 수증기 손실의 형태로 열이 나가는 시스템에는 질량과 에너지가 교환되는 관계가 있으며, 시스템 내 다른 교환도 있습니다. 이를 방정식으로 풀 수 있습니다.

그림 4는 증발산량을 계산하는 데 사용되는 상단의 펜만-몬테티스 방정식을 보여줍니다. 이 방정식은 시스템 내의 다른 에너지 교환을 사용하여 증발과 증산으로 인해 손실되는 물의 양을 결정합니다. 안타깝게도 증발산량을 직접 측정할 수는 없으며, 대신 작물 계수를 통해 증발산량을 계산합니다. 시스템의 증발산량을 계산한 후에는 이 값을 사용하여 관개 일정을 잡을 수 있습니다.

기준 ET 계산

"하지만 어떻게요?" 이 질문은 저희가 많이 받는 질문입니다. "그것은 크고 긴 방정식이 포함된 크고 긴 단어입니다. 그게 왜 필요한가요?" 실제로 ET를 계산하려면 현장에서 측정된 태양 복사량, 풍속, 온도, 상대 습도만 알면 됩니다. 현장에 설치된 METER의 ATMOS 41 또는 ATMOS 41W 올인원 기상 관측소와 같은 기기를 사용하면 이러한 모든 지표와 그 이상을 측정할 수 있으므로 증발산량을 훨씬 쉽게 계산할 수 있습니다. 증발산량이 계산되면 시스템에서 손실되는 물의 양을 파악할 수 있으므로 관개를 통해 추가해야 하는 물의 양을 알 수 있습니다.

앞의 야외 대마초 예시에서는 그림 6을 사용하여 기준 작물의 작물 계수를 기반으로 한 기준 ET(_ETo) 계산을 이해할 수 있습니다.

그림 6은 기준 작물에 의해 매일 손실되는 물의 양을 수치로 보여줍니다. 대마초는 기준 작물로 사용된 12cm 높이의 물을 잘 받는 풀은 아니지만, 계절에 따라 자라면서 실제로 이 풀 캐노피를 모방했습니다. 야외 대마초 작물의 경우, 늦은 계절에 측정한 경우에도 밭에 물이 많이 부족했기 때문에 작물의 성과가 크게 저조했습니다.

참조 ET의 문제

참조 ET에 의존할 때의 문제점은 그림의 일부만 보여줄 수 있다는 것입니다. 이를 설명하는 가장 쉬운 방법은 도로를 달리는 자동차를 시각화하는 것입니다. 참조 ET를 사용하면 한 방향으로 주행하는 데는 도움이 되지만 도로의 반대편으로 가고 있는지, 오른쪽으로 가고 있는지, 도랑을 지나고 있는지 전혀 알 수 없습니다. 이는 매우 일관성을 유지해 주지만 현재 위치를 정확하게 파악할 수 있는 기준점은 제공하지 않습니다.

이를 더 잘 이해하기 위해 스포츠 잔디밭의 예를 다시 살펴봅시다. 이 축구장은 토종 미사질 양토로 구성되어 있으며 관개는 _ETo로만 제어됩니다.

그림 7은 연습장의 토양 수분 함량을 보여 주며, 놀라운 일관성을 보여줍니다. 관개장치는 매일 토양 수분 수준을 같은 지점까지 끌어올릴 수 있었습니다. 따라서 수분 함량을 모니터링함으로써 마치 자동차가 한 방향으로 향하는 것처럼 토양 수분 수준을 일정하게 유지할 수 있었습니다. 이 정보만으로는 그것이 올바른 방향인지 알 수 없습니다. 그래프를 자세히 보면 노란색 선, 즉 뿌리 수준보다 훨씬 아래인 12인치의 가장 깊은 센서를 볼 수 있습니다. 7월 5일과 7월 14~16일 사이에 이 선에 변동이 있습니다. 이는 해당 시기에 밭에 물이 너무 많이 들어오고 있음을 나타내지만, 얼마나 많은 물이 들어왔는지는 알려주지 않습니다.

도구 #2 - 토양 수분 잠재력

토양의 수분 함량을 이해하는 것은 매우 중요하지만, 이것만으로는 전체 그림을 그릴 수 없습니다. 수분 함량에 대한 맥락을 파악하려면 토양 수분 잠재력도 알아야 합니다. 수분 잠재력은 처음에는 어렵게 느껴질 수 있습니다. 그렇기 때문에 물 잠재력 101, 물 잠재력 201, 물 잠재력 301, 물 잠재력 401 등 이 주제에 관한 여러 웨비나를 개최했습니다. 하지만 수전위를 활용하기 위해 모든 측면을 자세히 이해할 필요는 없습니다. 화씨 눈금이 어떻게 계산되는지 이해할 필요 없이 어떤 온도가 사람을 편안하게 만드는지 알 수 있는 것과 마찬가지로, 수분 전위도 수분 전위 눈금(보통 kPa 눈금) 내의 지점에서 식물이 얼마나 편안한지 알기만 하면 됩니다. 토양 수분 전위를 계산하는 것은 TEROS 21과 같은 기기로 쉽게 할 수 있습니다.

토양 수분 잠재력을 계산하면 "물을 사용할 수 있는가?"라는 질문에 대한 답을 얻을 수 있습니다. 이상적으로는 식물이 푸르고 건강하게 자라기 위해서는 토양에 물이 최적의 수준으로 유지되어야 합니다. 수분 잠재력은 식물이 토양에서 물을 얼마나 쉽게 추출할 수 있는지를 설명하는 측정 가능한 방법입니다.

특정 작물에 적합한 물의 양을 어떻게 알 수 있을까요? 앞서 설명한 온도 비교는 이 개념을 이해하는 데 도움이 됩니다. 온도는 열 함량이 아니라 사람의 쾌적도를 정의합니다. 열 함량은 실내에 있는 열의 양입니다. 온도는 실내에 있는 열의 에너지 상태입니다. 따라서 온도는 해당 방의 쾌적도를 정의합니다.

토양 수분 전위는 식물의 편안함을 정의함으로써 식물에게도 동일한 역할을 합니다. 수분 함량은 토양 내에 식물이 이용할 수 있는 물의 양을 의미합니다. 수분 잠재력은 식물 뿌리 영역의 물 '온도계'로, 토양 유형에 관계없이 토양에 존재하는 물을 식물이 이용할 수 있는지를 식별합니다.

_ETo와 수전위 결합

_ETo와 수분 잠재력은 각각 토양-식물-물 상호작용을 이해하는 데 중요한 요소이지만, 개별적으로만 활용하면 그 유용성의 절반만 활용하고 있는 것입니다. _ETo와 수분 잠재력을 결합하면 식물이 최적의 수분량을 보유하고 있는지 여부를 경험적으로 정의할 수 있습니다. 운전의 예와 마찬가지로 수분 함량은 우리가 가고 있는 방향을 파악하고, 수분 잠재력은 그 방향이 우리가 가고자 하는 방향인지 아닌지를 보여줍니다.

그림 9는 수분 함량과 수분 전위 측정을 모두 스포츠 잔디 예시에 적용했을 때 어떤 일이 일어나는지 보여줍니다. 수분 전위로 정의된 녹색 띠는 잔디가 토양에서 물을 추출할 수 있는 범위입니다. 수분 함량 측정값을 수분 전위 그래프에 겹치면 그림이 명확해집니다. 이 필드의 수위는 일정하지만 지속적으로 너무 높았습니다. 그림의 웨이터처럼 최대 수위보다 더 이상 물을 담을 수 없는 컵에 계속 물을 채우고 있는 것입니다.

수분 함량과 잠재력 결합의 힘

두 가지 측정을 동시에 수행하는 것의 중요성을 확고히 하기 위해 몇 가지 예를 더 살펴봅시다. 수전위 센서로 수행한 첫 번째 실험 중 하나는 이러한 중요성을 잘 보여줍니다. 아이다호주 그레이스의 감자밭에 장비를 설치하여 수분 함량 측정에는 TEROS 11개 센서를, 토양 수분 전위 측정에는 TEROS 21개 센서를 사용하기로 결정했습니다.

그림 10은 두 개의 그래프를 보여주는데, 위쪽은 감자 밭의 수분 함량이고 아래쪽은 수분 잠재력을 보여줍니다. 수분 함량 그래프는 계절 내내 큰 변화를 보이지 않으며 어떤 형태의 문제나 고난도 나타내지 않습니다. 그러나 그림 10에서 매트릭스 전위라고 하는 수분 전위는 센서 중 3개는 최적 범위를 유지했지만 나머지 3개는 스트레스를 받아 영구 시들음 범위로 떨어지기 시작했습니다.

이 실험 중에 3개의 센서에서 수전위 수치가 떨어졌기 때문에 농부에게 해당 지역에 물을 더 추가해야 한다고 알려주었습니다. 농부는 해당 지역에 가서 땅을 파서 물을 발견하고 데이터 또는 센서에 결함이 있는 것이 틀림없다고 판단했습니다. 우리는 모든 제품의 정확성을 위해 노력하지만, 장비 고장이 항상 정답일 수도 있고 잘못된 설치일 수도 있다는 것을 인정합니다. 하지만 각 위치의 수율을 해당 위치가 스트레스를 받은 것으로 측정된 일수와 비교했을 때, 데이터는 문제를 명확하게 파악할 수 있었습니다.

시즌이 끝난 후 저희는 데이터를 취합하여 농부에게 매우 흥미로운 상관관계를 제시했습니다. 데이터에 따르면 수확량이 낮은 지역과 스트레스를 받은 일수가 많은 지역 사이에 강한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다. 이 농부는 "아하!"하는 순간을 맞이했습니다. 다음 단계는 모든 밭에 수분 함량 및 수분 전위 센서를 설치하는 것이었습니다. 그 이후로 이 농부는 관개용수 관리 전략에 큰 변화를 가져왔고, 지금은 수확량이 지속적으로 증가하고 있습니다.

아이다호 렉스버그에 있는 감자 농장의 또 다른 예로, 아래 그래프에 _ETo 및 수분 함량 측정값이 나와 있습니다.

그림 12는 _ETO와 급수 이벤트가 서로 상당히 잘 일치한다는 것을 보여줍니다. 이것이 기준 작물이었다면 제공된 물은 상당히 정확해야 합니다. 그러나 이 감자는 12cm 높이의 우물물 풀이 아니기 때문에 이 시스템에서 이 급수 패턴이 최적의 물 공급 패턴이었는지 확실하지 않습니다.

그림 13은 같은 기간 동안 같은 밭에서 측정한 수전위 측정값을 보여줍니다. 한 센서(녹색 선)는 수위 범위 바로 위에 있는 위치에서 필요 이상의 물이 공급되어 자원을 낭비하고 토양에서 영양분을 씻어낼 가능성이 있음을 보여줍니다. 두 번째 센서(주황색 선)는 수심이 더 낮고 포락선 내에 있었지만 여전히 범위의 높은 쪽에 있었습니다. 이 예에서는 밭에 필요 이상으로 많은 물이 공급되고 있었습니다. 재배자들은 캐노피에 물이 너무 많이 들어와 수확량에 문제가 있다고 언급했습니다. 이 시스템에서는 관개 관리 시스템을 조금만 조정하여 최적의 범위로 조절하고 그 과정에서 자원을 절약할 수 있었을 것입니다.

도구 #3 - 수분 방출 곡선

앞서 언급했듯이 수분 방출 곡선은 "식물이 자유롭게 사용할 수 있는 물의 양이 얼마나 되는가?"라는 질문에 답하기 위해 사용하는 도구입니다.

수분 방출 곡선이 이 질문에 어떻게 답하는지 이해하기 위해 도로를 달리는 자동차의 예를 들어 보겠습니다. 식물이 미사토 토양에 있다면 매우 넓은 차선이 있는 도로와 같습니다. 그 도로를 따라 운전할 때 차선을 벗어날 위험 없이 왼쪽이나 오른쪽으로 구불구불하게 달릴 수 있습니다. 작은 흔들림에도 오류를 수정할 수 있는 여지가 많습니다. 공장이 모래밭에 있다면 도로의 차선이 매우 좁습니다. 제약 조건이 매우 까다롭기 때문에 운전대를 조금만 기울여도 금방 위험한 상황에 처할 수 있습니다.

수분 방출 곡선은 토양에 존재하는 물의 양과 식물이 사용할 수 있는 물의 양을 비교합니다. 보시다시피 점토, 양토, 모래는 수분 함량과 수분 잠재력 측면에서 매우 다른 관계를 가지고 있습니다. 예를 들어 이 그래프에서 볼 수 있듯이 수분 함량이 0.^2m3/m3이고 매트릭 전위가 -100kPa인 경우 점토 토양에 있는 식물은 시들음점을 넘어설 것입니다. 양토 토양이 최적의 범위입니다. 식물이 모래에 있으면 물과 영양분이 토양에서 바로 씻겨 나가기 때문입니다.

토양이 건조해지면 식물이 그 토양에서 물을 추출하기가 점점 더 어려워집니다. 수분 방출 곡선은 이러한 관계를 설명하며 관개용수 관리 시스템에서 식물이 사용할 수 있는 물의 양을 파악합니다.

몇 년 전, 저희는 사질 모래 토양에서 연구를 수행한 적이 있습니다. 연구 도중 농작물 주인이 관개 시스템이 고장 난 줄 모르고 현충일 주말에 집을 나갔다가 3일 후에 돌아와 보니 풀이 죽어 있었습니다.

그림 15는 이 토양에서 이 식물의 수분 포텐셜 엔벨로프가 매우 작다는 것을 보여줍니다. 영구 시들음 지점(그래프의 오른쪽)과 과포화 지점(그래프의 왼쪽) 사이에는 불과 12mm의 차이가 있으며, 여기서 여분의 물은 토양을 통해 그냥 배수됩니다. 이 상황에서 작물에는 매일 6mm의 물이 필요했습니다. 관개 시스템이 3일 동안 가동되지 않았기 때문에 물을 주지 않은 기간 동안 작물이 생존할 수 있는 충분한 물을 보유할 수 있는 방법이 없었습니다. 이 그래프는 주말 3일 동안 잔디밭이 고사한 이유를 명확하게 보여줍니다.

수분 방출 곡선을 적용하는 방법

시스템에 수분 방출 곡선을 적용하려면 다음 네 단계를 거쳐야 합니다:

1. 수분 잠재력의 상한과 하한 결정 - 이는 측정하는 개별 작물과 토양에 따라 다릅니다.
2. 수분 함량 상한 및 하한에 대한 수분 함량 값 찾기
3. 식물 뿌리 영역 깊이(_Zroot)를 결정합니다.
4. 수분 함량의 차이를 루팅 깊이에 곱합니다.

최대 관개 = (_VWCup - _VWClow)_Zroot

야외 대마초의 예에서 이 공식은 다음과 같습니다:

최대 관개 = (0.16 - 0.08) x 15cm = 1.2cm 또는 12mm

기억하시겠지만, 이 연구의 수분 함량 측정값과 _Eo는 상당히 일관적이었고 문제를 나타내지 않았습니다. 하지만 이 정보를 수분 포텐셜 데이터와 결합하자 문제가 실제로 무엇인지 훨씬 쉽게 파악할 수 있었습니다.

이 작물의 수분 잠재력에 주의를 기울이지 않았기 때문에 수분 잠재력은 영구 시들음 지점인 -1500kPa로 급락했습니다. 식물로서의 대마초는 광범위하게 연구되지는 않았지만, 시들음 지점까지 토양에서 물을 계속 끌어당깁니다. 그러나 이러한 상태가 오래 지속되면 식물은 모든 에너지를 바이오매스 구축에서 생존으로 전환해야 하므로 식물에 좋지 않습니다. 이 재배자는 8월 초에 이 문제를 발견하고 하루 동안 과도하게 관개한 후 물을 계속 주지 않았고 수분 잠재력이 다시 빠르게 감소했습니다.

교훈을 얻어야 할 사항

재배자는 작물에서 최대한 많은 것을 얻기를 원하지만, 이전 상황에서는 효과가 있었던 해결책이 도움을 주려는 바로 그 식물에 해를 끼칠 수 있습니다. 관개용수 관리 계획의 모든 측면에 대한 필요성과 결과를 완벽하게 파악하지 않으면 기대하는 만큼의 성공을 거두지 못할 것입니다.

이 세 가지 도구는 식물의 건강과 자원 제약을 개선할 수 있습니다. 증발산량은 좋은 시작이지만, 그 자체만으로는 완전한 관개용수 관리 상황을 이해하기에는 정보가 충분하지 않습니다. 자동차가 일관된 방향으로 나아갈 수는 있지만, 그것이 올바른 방향인지는 알 수 없습니다. 잠재 수위와 ETo를 결합하면 관개용수를 '선 사이'에서 계속 운전할 수 있지만, 그 선 안에 얼마나 많은 여유가 있는지는 여전히 확신할 수 없습니다. 수분 방출 곡선을 추가하면 엔벨로프를 정의하여 최적의 구역에 적용할 물의 양을 알 수 있습니다.

관개용수 관리 FAQ

미래에 넓은 지역에서 채소 작물을 관개할 수 있는 식물이 사용할 수 있는 물이 부족한 건조 지역이 생길 수 있나요?

뉴스에서 볼 수 있듯이 우리는 곳곳에서 담수에 대한 도전에 직면해 있습니다. 우리는 이러한 자원을 유지하기 위해 앞으로 어떻게 나아가야 할지 고민해야 합니다. 비료는 작년에 두 배 이상 가격이 올랐고, 투입물, 물, 비료, 살충제 등에도 문제가 있습니다. 이 모든 것을 한꺼번에 해결할 수 있는 거대한 망치가 있는 것은 아닙니다. 하지만 기후 변화로 인해 더욱 건조해지고 있는 이러한 시스템에 물의 균형을 맞출 수 있습니다. 더 나은 측정을 통해 시스템을 더 잘 이해하고 관개 및 개선 방법에 대한 일종의 이해를 이끌어낸다면 시스템을 더 잘 이해할 수 있습니다. 이 데이터를 통해 수압이 높은 지역에 관개를 계속할 수 있을 것입니다. 이를 위한 방법을 찾아야 합니다. "식물이 스트레스를 받고 있으니 그냥 물을 더 주자"라는 식의 사고방식으로는 안 됩니다. 도구를 사용하여 식물에 대해 더 많은 정보를 얻고 식물의 상태를 파악한 다음, 이를 효과적으로 활용하여 항상 물을 과도하게 주는 대신 물을 주는 방법을 개선해야 합니다.

현장에서 수분 방출 곡선을 개발할 수 있나요?

위에서 보여드린 잔디밭의 수분 포락선 정보는 실제로 저희가 현장에서 직접 측정한 것입니다. 저희는 TEROS 12개의 수분 함량 센서와 TEROS 21개의 수분 전위 센서를 함께 배치하고, 이를 조합한 다음 바로 이 질문을 스스로에게 던졌습니다: 현장에서 이 수분 포락선을 개발할 수 있을까요? 제가 보여드린 데이터는 여기에 포함되지 않았습니다. 물론 METER Group 에는 실험실에서 수분 전위, 수분 함량 및 수분 방출 곡선을 개발할 수 있는 멋진 장비도 있습니다. 저희는 이것들이 어떻게 비교되는지 보고 싶었습니다. 그래서 실제로 실험실에 들어가서 몇 가지 데이터를 수집했습니다. 그 예시 자체에서는 언급하지 않았지만 실험실 데이터도 몇 가지 있었는데 실제로 꽤 잘 일치했습니다. 그래서 우리는 다양한 사람들과 이야기를 나누기 시작했고, 흥미롭게도 많은 사람들이 실험실에서 할 수 있는 것을 현장에서 시도해 보자는 생각을 가지고 있었습니다. 대체로 일치하는 부분이 많았습니다. 이제 일치하지 않을 수도 있나요? 네, 맞습니다. 왜 그럴까요? 우리는 토양에 뿌리를 두고 있기 때문입니다. 실험실로 가져가면 뿌리가 말라서 샘플이 압축될 수도 있고, 센서가 충분히 가까이 있지 않을 수도 있으며, 수분 전위 센서가 수분 함량 센서보다 반응 속도가 느리기 때문에 동시에 반응하지 않을 수도 있습니다. 그렇다면 두 센서가 다를 수도 있나요? 네. 그렇습니다. 지금까지 어떤 결과가 나왔나요? 꽤 비슷합니다.

모델링과 직접 측정의 장단점은 무엇인가요?

직접 측정 도구를 만드는 데 전념하는 회사로서 직접 측정에 치우치지 않는 것이 때로는 어려울 수 있지만, 모델링과 측정값을 일치시켜야 할 필요성은 분명합니다. 이 글에서 설명하는 접근 방식은 현장에서의 증발산량 및 토양 수분 측정과 같은 것을 모델링 및 다른 측정값으로부터 예측할 수 있는 것과 짝을 이루는 것과 일치합니다. 한 가지 문제는 현장의 한 곳 또는 소수의 지점에서 측정하지만 현장의 모든 지점을 측정하는 것은 아니라는 점입니다. 밭의 어느 위치에서나 정확한 양의 물을 내려줄 수 있는 가변 속도 관개 시스템과 같은 것을 구동할 수 있을 만큼 충분한 현장을 테스트할 수 없습니다. 때로는 중앙 피벗과 같은 단일 스위치 관개 시스템이 필드 주변에서 일정한 속도로 작동하고 데이터가 있더라도 필드 전체에서 조정할 수 없는 문제가 있습니다. 수위 센서와 같은 센서를 필드에, 그것도 몇 개 깊이의 한 위치에서 사용하면 이 모델링 작업을 크게 향상시킬 수 있습니다. 물 균형을 추정하고, 기후 조건을 추가하고, 수분 방출 곡선을 만드는 등 이러한 모든 작업은 현장에서 직접 수행해야 하는 경우가 많습니다. 수분 방출 곡선으로 일종의 시스템 모델을 만들 수는 있지만, 현장에 가서 직접 수분 잠재력을 측정하는 것은 지금까지 우리가 놓친 부분이자 앞으로 생각해봐야 할 부분이라고 생각합니다. 과거에는 현장에서 측정할 수 있는 정확하고 신뢰할 수 있으며 경제적인 도구가 부족했기 때문에 현장에서 수분 함량을 측정하고 수분 잠재력을 모델링하는 것이 일반적인 관행이었습니다. 저희( METER Group )는 이러한 상황을 바꾸기 위해 노력해 왔습니다.

하루 중 어떤 시간대에 수전위를 측정해야 하나요?

이 질문에 대해 별도로 고려해야 할 두 가지 종류의 수분 잠재력이 있습니다. 식물의 수분 잠재력과 토양의 수분 잠재력이 있습니다. 토양은 밤낮으로 매우 완충되어 있습니다. 따라서 토양 수분 잠재력은 매우 건조할 때를 제외하고는 큰 변동이 없습니다. 식물 수분 전위에서는 낮과 밤 사이에 변동이 있습니다. 식물에서의 측정값은 증발 수요에 따라 달라집니다. 따라서 식물의 수분 전위를 측정할 때는 새벽에 측정하는 것이 가장 좋습니다.

수분 함량 손실 측정이 있는 경우 _ETo를 측정해야 하나요?

이 질문에 대한 답은 '그렇다'와 '아니다'입니다. 수전위 센서를 설치하고 _ETo를 사용하는 것만으로도 충분히 해결할 수 있습니다. 이것이 바로 우리가 이를 도구 1과 도구 2로 제시한 이유입니다. _ETo는 거기에서 작물 계수를 제공합니다. 어떤 사람들은 _ETo가 전혀 필요하지 않다고 매우 설득력 있게 주장했습니다. 토양의 수분 함량과 수분 전위를 측정하려면 토양에서 나오는 물 사용량과 _ETo가 수집하는 물 사용량이 같아야 하지 않나요? 지금까지 살펴본 바에 따르면 수분 함량 센서와 수분 전위 센서를 함께 매립하여 수분 방출 곡선을 얻으면 더 완벽한 그림을 얻을 수 있습니다. 종종 모든 분야에 기상 관측소가 필요하다는 인식에 반대하는 이유는 비용 때문입니다. 저희의 연구 결과, 모든 분야에서 ATMOS 41이 필요하다고 생각하지 않습니다. 오히려 반경 15킬로미터마다 ATMOS 41을 사용합니다. 그런 다음 단일 ATMOS 41을 사용하여 해당 지역의 여러 필드에 대한 _ETo를 얻은 다음 해당 특정 필드의 수분 함량을 사용하여 계산을 미세 조정할 수 있습니다.

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