Por que os sensores de umidade do solo não podem lhe dizer tudo o que você precisa saber

Why soil moisture sensors can’t tell you everything you need to know

Sensores de umidade do solo precisos e baratos fazem do conteúdo volumétrico de água do solo (VWC) uma medida justificadamente popular , mas pode não ser a medida certa para todas as aplicações.

CONTRIBUINTES

Sensores de umidade do solo precisos e baratos tornam o conteúdo volumétrico de água do solo (VWC) uma medida justificadamente popular, mas pode não ser a medida certa para todas as aplicações. O potencial hídrico (ou sucção do solo), que mede o estado energético da água no solo, explica melhor a disponibilidade de água, se a água se moverá e para onde irá.

As variáveis intensivas não mudam de acordo com o tamanho ou a situação

O potencial hídrico é a energia necessária, por quantidade de água, para transportar uma quantidade infinitesimal de água da amostra para um reservatório de referência de água livre pura. O potencial hídrico é frequentemente comparado à temperatura. Ambas são consideradas variáveis "intensivas" que descrevem a intensidade ou a qualidade da matéria ou da energia. Por exemplo, o estado térmico de uma substância pode ser descrito em termos de conteúdo de calor e temperatura. A temperatura é uma maneira óbvia de definir a intensidade do conforto em um ser humano.

O conteúdo de calor não define o conforto porque o conteúdo de calor em um nível de conforto específico será maior em um cômodo grande e menor em um cômodo pequeno. A medição da temperatura define o conforto sem que outras variáveis entrem na equação.

O conteúdo de água não prevê como a água se move

Assim como o conteúdo de calor, o conteúdo de água é uma quantidade. É uma variável extensa. Ele muda de acordo com o tamanho e a situação. Considere os seguintes paradoxos:

  • Um solo com conteúdo volumétrico de água razoavelmente baixo pode ter muita água disponível para as plantas, e um solo com alto conteúdo de água pode ter quase nenhuma
  • A gravidade puxa a água para baixo através do perfil, mas a água sobe para o solo a partir de um lençol freático
  • Dois trechos adjacentes de solo em equilíbrio podem ter conteúdo de água significativamente diferente

Nesses e em muitos outros casos, os dados de conteúdo de água são confusos porque não preveem como a água se move. O potencial hídrico mede o estado de energia da água e, portanto, explica as realidades do movimento da água que, de outra forma, desafiam a intuição. Assim como a temperatura, o potencial hídrico define o nível de conforto de uma planta. Da mesma forma que a analogia do tamanho da sala para a temperatura, se o potencial hídrico for conhecido, é possível prever se as plantas crescerão bem ou ficarão estressadas em qualquer ambiente.

Saiba mais sobre variáveis intensivas e extensivas nesta palestra do físico do solo, Dr. Colin Campbell.

O potencial hídrico define o nível de conforto de uma planta

O conteúdo de água não é um indicador do "conforto" da planta porque o tipo de solo é importante. Solo, argila, areia, terra para vasos e outros meios retêm água de forma diferente. Imagine uma areia com 30% de teor de água. Devido à sua baixa área de superfície, a areia estará muito úmida para o crescimento ideal das plantas, ameaçando a falta de aeração para as raízes e flertando com a saturação. Agora considere uma argila de textura fina com o mesmo teor de água de 30%. A argila pode parecer apenas úmida e estar bem abaixo do "conforto" ideal para uma planta devido à superfície da argila que prende a água e a torna menos disponível para a planta.

A graph of moisture release curves for two different types of soil demonstrate the effect of surface area
Figura 1. As curvas de liberação de umidade para dois tipos diferentes de solo demonstram o efeito da área de superfície. A areia contendo 10% de água tem um alto potencial matricial, e a água está prontamente disponível para organismos e plantas. A argila siltosa contendo 10% de água tem um potencial matricial muito mais baixo, e a água é significativamente menos disponível.

As medições de potencial hídrico indicam claramente a água disponível para a planta e, ao contrário do conteúdo de água, há uma escala de referência fácil -o ideal para a plantavai de cerca de -2-5 kPa, que está no lado muito úmido, até aproximadamente -100 kPa, no lado mais seco do ideal. Abaixo disso, as plantas estarão em déficit e, após -1000 kPa, começarão a sofrer. Dependendo da planta, potenciais hídricos abaixo de -1000 a -2000 kPa causam murcha permanente.

A Tabela 1 ilustra a escala de referência fácil para alguns tipos de culturas. As plantas não sofrerão estresse e produzirão mais quando mantidas dentro dessa faixa de conforto de potencial hídrico.

A graphic showing the optimal kPa ranges for several crops
Tabela 1. Uma escala de referência de potencial hídrico fácil para algumas culturas (fonte: Taylor, Sterling A. e Gaylen L. Ashcroft. Physical Edaphology. The Physics of Irrigated and Nonirrigated soils (A física dos solos irrigados e não irrigados). 1072.) As plantas não sofrem estresse e produzem mais quando são mantidas dentro de sua zona de conforto de potencial hídrico.

A maioria das aplicações exige tanto o potencial hídrico quanto o teor de água

Embora o potencial hídrico seja um indicador melhor da água disponível para a planta do que o conteúdo de água, na maioria das situações, é útil usar tanto os sensores de potencial hídrico quanto os sensores de umidade do solo. A medição da intensidade do potencial hídrico não se traduz diretamente na quantidade de água armazenada ou necessária. As informações sobre o conteúdo de água também são necessárias em aplicações como gerenciamento de irrigação e estudos de balanço hídrico.

Para obter mais informações, leia: "Quando regar - medições duplas resolvem o mistério".

Ainda tem dúvidas?

Neste webinar de 20 minutos, aprenda:

  • Por que a umidade do solo é mais do que apenas uma quantidade
  • Teor de água: o que é, como é medido e por que você precisa dele
  • Potencial hídrico: o que é, como é diferente do teor de água e por que você precisa dele
  • Se você deve medir o conteúdo de água, o potencial hídrico ou ambos
  • Quais sensores medem cada tipo de parâmetro

Saiba mais

Aprenda tudo o que você precisa saber sobre a medição da umidade do solo e como fazê-la corretamente.

Faça o download do "Guia completo do pesquisador para o potencial hídrico"

Faça o download do "Guia completo do pesquisador para a umidade do solo"

Assista à nossa aula magistral sobre umidade do solo

Seis vídeos curtos ensinam tudo o que você precisa saber sobre o conteúdo de água do solo e o potencial de água do solo - e por que você deve medi-los juntos. Além disso, domine os conceitos básicos da condutividade hidráulica do solo.

Assista agora

Dúvidas?

Nossos cientistas têm décadas de experiência em ajudar pesquisadores e produtores a medir o contínuo solo-planta-atmosfera.

percepções de medição

ver todos os artigos

Sensor de umidade do solo: Qual sensor de solo é perfeito para você?

Entre as milhares de publicações revisadas por pares que utilizam os sensores de solo da METER, nenhum tipo emerge como o favorito. Portanto, a escolha do sensor deve se basear em suas necessidades e na aplicação. Use essas considerações para ajudar a identificar o sensor perfeito para sua pesquisa.

LER INSIGHT DE MEDIÇÃO

Sensoriamento da umidade do solo - evolução

TEROS são mais duráveis, precisos, mais fáceis e rápidos de instalar, mais consistentes e vinculados a um sistema poderoso e intuitivo de registro e visualização de dados quase em tempo real.

LER INSIGHT DE MEDIÇÃO

O que é umidade do solo? A ciência por trás da medição

A maioria das pessoas analisa a umidade do solo apenas em termos de uma variável - o conteúdo de água. Mas são necessários dois tipos de variáveis para descrever o estado da água no solo.

LER INSIGHT DE MEDIÇÃO

Estudos de caso, webinars e artigos que você vai adorar

Receba o conteúdo mais recente regularmente.

ângulo do ícone Barras de ícones ícone-times