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사용 가능한 물을 심습니다: 필드 용량과 영구 시들음 지점은 어떻게 결정하나요?

Plant available water: How do I determine field capacity and permanent wilting point?

토양 수분 센서와 수분 전위 센서가 함께 작동하여 함께 작동하여 물주기를 시작하고 중단할 시기를 정확하게 알려줍니다.

식물 가용 수량은 토양 또는 재배 매체의 밭 용량과 영구 시들음점 사이의 수분 함량 차이입니다. 대부분의 작물은 토양이 영구 시들점까지 마르도록 방치하면 수확량 손실이 발생합니다.

토양 수분 센서로 작물 수확량 극대화

작물 수확량을 극대화하려면 토양 수분 함량을 경작지 용량과 영구 시들음점 사이로 유지해야 합니다. 토양 유형에 대한 기본적인 지식만 있으면 현장 토양 수분 센서로 측정한 값으로 경작지 용량과 영구 시들음점을 추정할 수 있습니다. 지속적인 토양 수분 함량 데이터는 작물 수확량과 물 사용 효율을 높이기 위한 관개 관리 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.

필드 용량은 포화도와 동일하지 않습니다.

밭 용량은 비가 오거나 관개 후 2~3일 후에 중력의 하강력에 의해 나머지 물이 제거된 토양의 수분 함량입니다. 이는 토양 프로필에서 제거된 물이 식물이나 증발을 통해서가 아니라 중력에 의해서만 제거된다고 가정합니다. 이 때문에 밭의 수용력 추정치는 일반적으로 성장기 전에 이루어집니다. 미국 및 일부 국가에서는 토양의 수분 전위가 -33kPa일 때 토양이 밭 용량이 있는 것으로 간주합니다.

필드 용량은 포화도와 동일하지 않습니다. 토양이 포화 상태이면 토양 입자 사이의 모든 공간이 물로 채워집니다. 토양이 필드 용량에 도달하면 토양 입자 사이의 공간에 공기와 물이 모두 포함됩니다. 토양의 구조와 질감에 따라 토양에 얼마나 많은 물을 담을 수 있는지가 결정됩니다. 예를 들어 모래는 입자가 커서 표면적이 넓지 않기 때문에 물을 많이 머금지 못합니다. 따라서 모래 토양의 토양 용량은 체적 수분 함량이 10%까지 낮을 수 있습니다. 반면 점토 입자는 거꾸로 접시를 무작위로 쌓아 올린 듯한 모양으로 표면적이 넓은 경우가 많습니다. 점토 토양의 넓은 표면적과 구조로 인해 용적 수분 함량이 40%를 초과할 수 있는 밭 용량을 갖게 됩니다.

영구 시들음 지점에 있는 토양이 반드시 "건조"한 것은 아닙니다.

영구적인 식물 시들음은 토양의 수분 함량이 너무 낮아 식물의 뿌리가 물을 추출할 수 없을 때 발생합니다. 토양에 있는 물의 절반 정도가 식물이 접근할 수 없을 정도로 너무 단단히 고정되어 있습니다. 토양의 수분 전위가 -1.5MPa 이하일 때 토양은 영구 시들음 지점에 있는 것으로 간주되므로 영구 시들음 지점은 -1.5MPa 수분 전위에서 토양의 수분 함량입니다.

영구 시들음점에 있는 토양이 반드시 "건조"한 것은 아닙니다. 토양의 수분 함량이 영구 시들점보다 낮으면 토양에 물이 여전히 존재하지만 식물 뿌리가 물에 접근할 수 없는 상태입니다.

Photograph of TEROS 21 field water potential sensor — TEROS 21 필드 수분 전위 센서는 밭에 있는 토양의 수분 전위를 측정할 수 있습니다.

필드 용량 및 영구 시들음점 예측이 쉬워졌습니다.

작업 중인 토양의 질감을 아는 것만으로도 밭의 수용력과 영구 시들음 지점을 합리적으로 정확하게 예측할 수 있습니다. 토양의 질감을 파악하는 방법을 모르는 경우 이 간단한 동영상을 시청하세요.

METER 토양 수분 센서를 사용하여 현장에서 밭의 수용력 값을 확인할 수도 있습니다. 아래 방법론은 토양 분석 방법론, 4권 방법론 (Dane and Topp, 2002)을 대략적으로 적용한 것입니다.

이 추정치의 가정 중 하나는 중력에 의한 배수를 통해서만 토양 프로파일에서 물이 제거된다는 것이므로 이러한 테스트는 성장기 전에 수행하는 것이 가장 좋습니다.

생육기가 시작되기 전에 밭의 대표적인 부분에서 식물의 가용 수분을 파악하고자 하는 토양 깊이에 METER 토양 수분 센서를 설치하세요. 초기 및 중간 성장 뿌리 영역과 뿌리 영역 아래를 포함하는 최소 세 가지 깊이를 권장합니다.

관개 또는 비가 내린 직후 토양 수분을 모니터링합니다. 3일이 지나면 대부분의 토양에서 수분 함량 수준이 크게 변하지 않으므로 남은 수분 함량(증발이나 증발이 없다고 가정)이 밭의 수용력으로 간주됩니다. 일부 미세한 질감의 토양에서는 수분 함량이 크게 변하지 않을 때까지 4~10일을 기다려야 할 수도 있습니다.

A researcher hold a TEROS 12 soil moisture sensor — METER TEROS 12 토양 수분 센서.

식물에 사용 가능한 물: 토양 수분 데이터로 프로세스 간소화

예제 1

그림 1에서 토양 수분 센서는 포도밭의 0.5m와 1m에 있는 미사토에 설치되어 있습니다. 11월 13일과 11월 17일에 두 번의 큰 강수량이 발생하여 두 깊이 모두에서 수분 함량이 증가했습니다. 11/17일 두 번째 이벤트 이후에는 토양 수분이 감소한 후 마침내 평평해지는 것을 볼 수 있습니다. 11월 25일경에는 수분 함량 수준이 빠르게 변화하지 않는데, 이는 중력에 의한 토양 프로파일의 수분 제거가 느려졌음을 시사합니다. 이 위치는 겨울철이므로 증발산이 최소화된다고 가정할 수 있습니다.

A graph showing Vineyard soil water contents at 0.5 m and 1 m before and after two rain events — **그림 1.** 두 번의 강우 전후의 0.5m(파란색)와 1m(빨간색)에서의 포도밭 토양 수분 함량. 건조 곡선을 통해 0.5m의 토양 용량은 0.^{25m3/m3이고} 1m의 토양 용량은 0.^{20m3/m3이라는} 결론을 내릴 수 있습니다.

0.5m에서의 전계 용량은 0.^{25m3/m3이고} 1m에서의 전계 용량은 0.^{20m3/m3이라는} 결론을 내립니다.

예 2

그림 2에서 토양 수분 센서는 과수원의 15cm, 30cm, 45cm, 90cm 깊이의 모래에 설치되어 있습니다. 7월 28일에 두 번의 큰 강수량으로 인해 전체 토양 프로파일의 수분 함량이 증가했습니다. 노란색으로 표시된 45cm 깊이 센서에 집중하겠습니다. 폭풍으로 인한 물이 45cm 센서에 도달하는 데 거의 하루가 걸렸습니다. 따라서 7/28이 아닌 7/29에 정점이 시작됩니다. 토양 수분이 빠르게 감소하다가 7/30~7/31일 사이, 즉 강수량이 많은 날로부터 2~3일 후에 마침내 평평해지는 것을 볼 수 있는데, 이는 중력에 의해 토양 프로파일에서 물이 제거되는 속도가 느려졌다는 것을 의미합니다. 7월은 밭 용량을 결정하기에 가장 좋은 시기가 아니므로 증발산량이 최소화된다는 가정을 할 수는 없지만, 봄에 이러한 테스트를 하는 것을 종종 잊어버리기 때문에 현실적인 예입니다.

A graph of soil water content at four depths (15, 30, 45, and 90 cm) in an orange grove with loamy sand soils — **그림 2.** 사질 모래 토양이 있는 오렌지색 숲의 네 가지 깊이(15, 30, 45, 90cm)에서의 토양 수분 함량. 관개 또는 강우 이벤트는 빨간색으로 표시되어 있습니다. 45cm의 필드 용량은 10% VWC라는 결론을 내렸습니다.

45cm의 필드 용량은 10% VWC라는 결론을 내립니다.

WP4C 에서 영구 시들음 지점을 결정합니다.

위의 작업으로 현장 용량을 쉽게 추정할 수 있지만 영구 시들음점을 추정하는 것은 다소 어렵습니다. 정확한 추정을 위해서는 WP4C 와 같은 특수 기기가 필요합니다. 대부분의 연구에서는 토양 질감으로 영구 시들음점을 추정하거나 WP4C 를 사용하여 영구 시들음점을 결정하는것이 좋습니다(방법 참조). WP4C 에 액세스할 수 없는 경우 METER 토양 수분 방출 곡선 구축 서비스를 통해 토양의 필드 용량과 영구 시들음점을 결정할 수 있습니다.