灌溉调度:解开何时浇水之谜

Irrigation scheduling: Solve the mystery of when to water

水势比含水量更能反映植物的可用水量、 但在大多数灌溉调度情况下,将两个传感器的数据结合起来是非常有用的。

贡献者

灌溉调度:双重测量揭开何时灌溉之谜

虽然水势比含水量更能反映植物的可用水量,但在大多数灌溉调度情况下,将两种传感器的数据结合起来还是很有用的。这是因为水势的强度测量并不能直接转化为储水量或需水量。 灌溉管理和水平衡研究等应用中也需要含水量信息。

双重测量简化灌溉调度决策

杨百翰大学草坪农场的研究人员正在研究如何优化草坪草的灌溉安排,该农场的数据可以说明双重测量的价值。 由于研究地块位于水源充足的沙质土壤中,研究人员同时测量了水势和含水量。图 1 说明了原因。

A graph showing turf farm data
图 1.草坪农场数据:仅水势

早期水势数据看起来并不有趣,大部分时间都显示水分充足,但并不能说明是否施用了过多的水。 此外,当水势开始变化时,土壤很快就会进入压力状态。 几天之内,草坪就有进入休眠的危险。 水势数据对于了解何时浇水至关重要,但由于数据在几乎为时已晚时才会发生变化,因此还需要含水量数据。

土壤水分传感器完善了全貌

A graph showing turf farm data
图 2.草场数据:仅体积含水量

与水势不同,含水量数据(图 2)更加动态。土壤水分传感器的数据不仅能显示每天吸水量的微妙变化,还能显示需要施用多少水才能将根区保持在最佳水平。 然而,仅凭含水量数据无法确定最佳水平。 例如,如果含水量在四、五天内变化很大,研究人员可能会根据现场观察认为是灌溉的时候了。实际上,他们对植物的可用水量知之甚少。因此,将这两张图放在一起很有用(图 3)。

A graph showing turfgrass data
图 3.草坪数据:水势和体积含水量合计

图 3 展示了土壤水分的总体情况。 研究人员可以观察到含水量下降的位置,以及植物开始承受压力的百分比。 还可以识别土壤含水量过高的情况:含水量高于水势传感器开始感知植物压力的位置。 利用这些信息,研究人员可以确定草坪的最佳含水量范围为 12% 至 17%。 低于或高于这个范围都会导致水分过少或过多。

土壤水分释放曲线解释了总供水量

A graph showing turfgrass soil moisture release curve
图 4.草坪土壤水分释放曲线(黑色)。其他颜色是不同类型土壤的水分释放曲线示例。

双重测量还能绘制出像上图(图 4)这样的原位土壤水分释放曲线,详细说明水势和含水量之间的关系。 科学家可以通过评估这些曲线来了解土壤的许多情况,如水力传导性和总水量。

有关测量水势以进行灌溉调度的更多详细信息,请阅读 "为什么土壤水分传感器不能告诉你需要知道的一切"和 "为什么要测量水势

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