Jak wykorzystać PAR do bardziej wydajnego nawadniania

How to use PAR for more efficient irrigation

Dobre zarządzanie nawadnianiem wymaga odpowiedzi na dwa pytania: kiedy włączyć wodę i kiedy ją wyłączyć. Dysponując odpowiednią wiedzą i narzędziami, nawadnianiem można zarządzać tak, aby kontrolować wzrost winorośli, maksymalizować zawiązywanie owoców i regulować ich jakość.

DR. GAYLON S. CAMPBELL

Dobre zarządzanie nawadnianiem wymaga odpowiedzi na dwa pytania: kiedy włączyć wodę i kiedy ją wyłączyć. Prawidłowa odpowiedź na te pytania to poważna sprawa dla współczesnych zarządców winnic. Dysponując odpowiednią wiedzą i narzędziami, nawadnianiem można zarządzać tak, aby kontrolować wzrost winorośli, maksymalizować zawiązywanie owoców i regulować ich jakość. Zarządzanie wodą w uprawach jednorocznych, takich jak ziemniaki lub buraki cukrowe, wymaga nawadniania, aby uprawy nigdy nie były narażone na stres wodny. Produkcja winorośli jest bardziej skomplikowana. Należy unikać stresu podczas kwitnienia, ale jest on wykorzystywany później do kontrolowania podziału asymilatów i wzrostu winorośli. Rozmiar i kształt baldachimu oraz szereg czynników wpływających na jakość owoców zależy od utrzymania precyzyjnego poziomu stresu. Ale jak to zrobić w obliczu gwałtownie zmieniającego się zapotrzebowania na wodę i parowanie?

Kiedy włączyć wodę

Hodowcy stosują różne metody, aby zdecydować, kiedy włączyć wodę. Niektóre z nich obejmują monitorowanie rośliny. Stres jest wskazywany przez zmiany w tempie wydłużania pędów i ekspansji liści poprzez zmniejszenie przewodnictwa szparkowego (co prowadzi do wzrostu temperatury liści) i przez bardziej ujemny potencjał wody w liściach. Można to również wywnioskować z pomiarów wilgotności gleby. Hodowcy często wykorzystują szacunki zapotrzebowania na parowanie, aby zdecydować, kiedy wyłączyć wodę (lub ile wody potrzebuje uprawa).

Zapotrzebowanie na parowanie jest zwykle obliczane jako iloczyn współczynnika upraw Kc i potencjalnej ewapotranspiracji PET. Wartości PET są dostępne (czasami jako usługa płatna) z lokalnych stacji pogodowych. Przechwytywanie światła, prędkość wiatru, deficyt ciśnienia pary, dostępna woda i temperatura powietrza mogą wpływać na Kc, ale najważniejszym z nich jest przechwytywanie światła przez uprawę. Ostatnie badania pokazują, że zmienność w przechwytywaniu światła stanowi ponad 85% zmienności współczynnika upraw (L.E. Williams, 2001; Johnson, 2000). Ma to sens, ponieważ parowanie wymaga energii, a energia ta pochodzi ze słońca.

Baldachim i utrata wody

Aby uczynić to nieco jaśniejszym, ewapotranspiracja to całkowita utrata wody z pola. Składa się na nią parowanie (utrata z gleby) i transpiracja (utrata z upraw lub roślinności). Aby uzyskać dobre przybliżenie, frakcja PET, która jest transpiracją, jest równa frakcji przychodzącego promieniowania słonecznego, które jest przechwytywane przez uprawę. Gdy gleba jest mokra, frakcja nieprzechwycona w całości trafia do parowania, ale gdy gleba jest sucha, parowanie z gleby jest znacznie mniejsze niż potencjalna szybkość. Gdy powierzchnia gleby jest mokra, Kc wynosi około 1,0, ale gdy powierzchnia gleby jest sucha, a korona jest rzadka, Kc może być znacznie mniejsza niż 1. Wartość Kc zmienia się zatem w zależności od tego, czy stosowane jest nawadnianie kroplowe czy napowietrzne oraz od częstotliwości nawadniania, ale zależy głównie od przechwytywania promieniowania przez korony upraw.

Istnieje kilka metod pomiaru przechwytywania. Williams (2001) zmierzył fotograficznie zacieniony obszar pod okapem około południa i opracował korelacje między tymi wartościami a Kc. Te wartości w południe są wprost proporcjonalne do całodziennego przechwytywania (patrz instrukcja obsługi). ACCUPAR LP-80 instrukcja obsługi). Inne metody wykorzystują pomiary światła powyżej i poniżej okapu.

Obliczenie współczynnika upraw za pomocą LP-80 jest proste

ACCUPAR to przyrząd do pomiaru światła w koronach roślin. Mierzy promieniowanie fotosyntetycznie czynne (PAR) w zakresie fal od 0,4 do 0,7 mikrometra. Osiemdziesiąt czujników w sondzie o długości 80 cm jest uśrednianych, dzięki czemu bardzo zmienne poziomy światła pod okapem są łatwo i szybko uśredniane. Przechwytywanie jest obliczane jako 1 - t, gdzie t, ułamkowa transmisja, jest stosunkiem jednego lub więcej pomiarów poniżej okapu do jednego lub więcej pomiarów powyżej.

Procedura obliczania współczynnika plonów dla winnicy przy użyciu korelacji ACCUPAR i Williams (2001) jest następująca:

  1. Pomiarów należy dokonywać w pogodny dzień, kilka godzin przed południem.
  2. Wykonaj jeden pomiar PAR powyżej okapu i kilka pomiarów w równych odstępach poniżej okapu od środka rzędu do środka rzędu, postępując zgodnie z instrukcjami zawartymi w podręczniku ACCUPAR .
  3. Nie pobieraj próbek preferencyjnie w obszarach nasłonecznionych lub zacienionych i pobierz tyle próbek, aby uzyskać dobrą średnią dla danego obszaru.
  4. Strona ACCUPAR automatycznie oblicza t. Odejmij tę wartość od 1,0, aby uzyskać przechwycenie. Korelacja Williamsa (2001) mnoży tę wartość przez 1,7, aby uzyskać Kc, więc jeśli t wynosiłoby 0,60, przechwycenie wynosiłoby 1 - 0,60 = 0,40, a Kc wynosiłoby 1,7 x 0,40 = 0,68.

Kiedy wyłączyć wodę

Podsumowując, wróćmy do pytań, od których zaczęliśmy: kiedy włączyć wodę i kiedy ją wyłączyć. Menedżerowie monitorują tempo wzrostu winorośli, potencjał wodny liści lub przewodnictwo szparkowe, aby zdecydować, kiedy rozpocząć nawadnianie. Decydują, kiedy wyłączyć wodę, znając tempo aplikacji wody, pojemność gleby i tempo zużycia wody przez winorośl. Szybkość zużycia to PET (obliczona na podstawie lokalnych danych pogodowych) pomnożona przez współczynnik uprawy. Współczynnik uprawy jest wprost proporcjonalny do przechwyconego promieniowania, które jest mierzone za pomocą ACCUPAR.

Pytania?

Nasi naukowcy mają wieloletnie doświadczenie w pomaganiu badaczom i hodowcom w pomiarach kontinuum gleba-roślina-atmosfera.

Referencje

Johnson, R. S., J. Ayars, T. Trout, R. Mead i C. Phene. "Współczynniki plonów dla dojrzałych drzew brzoskwiniowych są dobrze skorelowane z przechwytywaniem światła przez baldachim w południe". Acta horticulturae (2000).(Link do artykułu)

Williams, Larry E. "Nawadnianie winorośli w Kalifornii". Practical Winery & Vineyard 23 (2001): 42-55.

Williams, L. E., i J. E. Ayars. "Zużycie wody przez winorośl i współczynnik plonu są liniowymi funkcjami zacienionego obszaru mierzonego pod baldachimem". Agricultural and Forest Meteorology 132, no. 3 (2005): 201-211.(Link do artykułu)

Pełny obraz sytuacji

Dowiedz się więcej o pomiarze okapu. Wszystko, co musisz wiedzieć o mierzeniu leaf area index, w jednym miejscu.

Pobierz "Kompletny przewodnik badacza po leaf area index (LAI)"

Studia przypadków

Zobacz wszystkie studia przypadków

Jak modelować wodę dostępną dla roślin

Dr Gaylon Campbell, światowej sławy fizyk gleby, uczy tego, co trzeba wiedzieć o prostych modelach procesów wodnych w glebie.

PRZECZYTAJ INFORMACJE O POMIARACH

Po co mierzyć promieniowanie fotosyntetycznie czynne (PAR)?

Naukowcy mogą wykorzystać informacje na temat zdolności różnych roślin do przechwytywania i wykorzystywania PAR do modyfikowania struktury korony, co znacznie poprawia plony.

PRZECZYTAJ INFORMACJE O POMIARACH

Dlaczego malowanie i kalibrowanie czujnika wilgotności liści nie działa?

Przez cały czas, gdy wilgotność względna powierzchni czujnika (RHs) jest wyższa niż 90%, czujniki wilgotności pomalowanych liści rejestrują wynik fałszywie dodatni.

PRZECZYTAJ INFORMACJE O POMIARACH

Studia przypadków, webinaria i artykuły, które pokochasz

Regularne otrzymywanie najnowszych treści.

icon-angle paski ikon ikona-czasu