Управління зрошенням ягідних насаджень на основі використання
сучасних вологомірів ґрунту 

Дані про вологість ґрунту

Дані про вологість ґрунту, отримані ємкісними датчиками, не дозволяють робити які-небудь висновки, а говорять лише про просторові і часові змінювання кількості води у ґрунті. Про те, наскільки є великими і значущими ці змінювання, як впливають вони на поведінку води у ґрунті і її доступність рослинам, можна пояснити лише вимірюючи не тільки її кількість (масу) у ґрунті, але і енергетичний стан ґрунтової вологи.
Для характеристики енергетичного стану води використовують матричний (каркасний, капілярно-сорбційний) потенціал води у ґрунті. Цю величину вимірюють за допомогою приладу тензіометра тиску рідкої фази ґрунту. Наповнені водою тензіометри із електронними перетворювачами тиску, бездротовими системами реєстрації даних і зрозумілим програмним інтерфейсом, є найпоширенішими датчиками у світі для вимірювання тензіометричного тиску ґрунту.

Діапазон рухливої і доступної вологи

Величина тензіометричного тиску, що відповідає польовій – найменшій вологомісткості (НВ), коливається у ґрунтів, рекомендованих для вирощування ягідних насаджень, приблизно від -10 до -5 кПа. Для найбільш поширених ягідних культур діапазон рухливої і доступної вологи варіює від -60 до -5 кПа (таблиці нижче).

МІСЦЕ І ГЛИБИНА ВСТАНОВЛЕННЯ ВОЛОГОМІРІВ

Важливе значення для визначення строків поливу має місце і глибина встановлення вологомірів. Місце залежить від способу і техніки поливу, організації зрошення на ділянці, однорідності ґрунтового покриву.

* Менші значення тензіометричного тиску характерні для піщаних, супіщаних, легкосуглинкових ґрунтів, більші – для середньосуглинкових.


За краплинного зрошення в рядах ягідних культур тензіометри встановлюють під 2-3 представницькими рослинами основного сорту між краплинними водовипусками на відстані 10-20 см від осі поливного трубопроводу в кожній зоні одночасного поливу.

Глибина зволоження кореневої системи рослин змінюється протягом вегетації та з віком ягідних культур, тож інтервали глибини контролю вологості залежать від виду та віку насаджень (таблиці).

Ягідні культури зволожують суцільною смугою вздовж ряду рослин на глибину, яку встановлюють з урахуванням виду культури, її віку та схеми садіння. Ширина зони зволоження формується залежно від її глибини та водно-фізичних властивостей ґрунту. Вологість ґрунту контролюють в оптимальному діапазоні протягом усієї вегетації. Верхнім значенням є НВ, а нижнім — рівень передполивної вологості ґрунту, за якого й призначають поливи. Враховуючи, звичайно, що цей рівень змінюється залежно від фази розвитку рослин (таблиці).

** Менші значення для чорниці – для субстратів, піщаних, супіщаних ґрунтів, більші – для легкосуглинкових.

Подвійні вимірювання

На полях промислового зрошення ягідників рекомендовано використовувати два датчики одночасно: тензіометри для моніторингу доступності води у ґрунті рослинам та встановлення терміну поливу і датчики об'ємного вмісту води для управління зрошенням та дослідження водного балансу ділянки.
В Україні такі подвійні вимірювання реєструє контролер BIONICA, який виготовляє українська компанія AQUATEC (рисунок нижче). Компанія також є виробником високоякісних тензіометрів, як механічних, так і електронних.

АВТОНОМНА ТЕНЗІОМЕТРИЧНА СТАНЦІЯ ОНЛАЙН МОНІТОРИНГУ НА БАЗІ КОНТРОЛЕРА BIONICA

1 – контролер BIONICA;
2 – електронний тензіометр AQUATEC;
3 – датчик температури ґрунту;
4 – датчик об'ємного вмісту води AQUATEC;
5 – датчик температури, вологості повітря і атмосферного тиску

На честь науки біоніки

"Назва контролера BIONICA сформувалась на честь біоніки, як науки, що вивчає використання знань про конструкції і форми, принципи і біологічні процеси живої природи для вирішення інженерних завдань, а саме для вивчення рослини через розкриття неперевершеної досконалості її природних процесів, які виникли і відпрацювались в ході еволюції", – ділиться Павло Янченко, інженер-розробник.

"Контролер BIONICA разом з електронними тензіометрами, ємкісними датчиками і метеосенсорами складають автономну тензіометричну станцію онлайн моніторингу (онлайн тензіостанцію), яка дає можливість в реальному часі досліджувати живий організм – рослину, а саме рівень її стресу, через інтенсивність усмоктування вологи з ґрунту її кореневою системою, що являється інтегрованим показником впливу усіх факторів на рослину: температури, вологості повітря і ґрунту, фотосинтезу, сонячного випромінювання, сили вітру, кількості опадів тощо. Адже принцип роботи тензіометра подібний до роботи кореня рослини!", – наголошує Олександр Павелківський, керівник компанії.

Програмне забезпечення BIONICA Server

Програмне забезпечення BIONICA Server тензіостанції – це WEB орієнтована клієнт-серверна система, що вирішує завдання збору, зберігання, оброблення та відображення даних тензіометричного тиску ґрунту і метеопараметрів. У процесі оброблення даних вона будує криві вивільнення вологи ґрунту, які детально визначають взаємозв’язок між водним потенціалом та об'ємним вмістом води, графіки поливу рослин – дати та норми поливу (додаткове налаштування). Всі дані системи розміщуються на одному сервері та завжди доступні для користувача у вигляді звітів, графіків, таблиць. Доступ до збережених даних на сервері надається 24/7 та зберігається протягом 3 років.

Функціональність контролера

Функціональність контролера дозволяє підключити до 10-ти електронних датчиків з цифровим сигналом та до 8-ми електронних датчиків з аналоговим сигналом (залежно від модифікації), які опитуються контролером зазвичай кожної години для отримання необхідних даних. Живлення автономне від акумуляторної батареї, яка заряджається сонячною панеллю, що дозволяє пристрою надійно і стабільно обробляти всі дані.

Керувати стресом рослин

"Автономна тензіометрична станція онлайн моніторингу – це другий етап роботи нашого проекту "Акватек" на шляху до розроблення повноцінної інтегрованої системи автономного моніторингу і управління зрошенням агрокультур, що ґрунтується на дистанційній, точній і достовірній інформації про наявність і доступність продуктивної вологи на поливних ділянках агрокультур. Оцінювання енергетичного стану ґрунтової вологи дає уяву про величину сили, що утримує та рухає воду у ґрунті і у загальній системі "ґрунт – рослина – атмосфера". Завдяки вимірюванню потенціалу води у ґрунті тензіометричною станцією створюється можливість керувати стресом рослин, оптимізувати їх ріст і розвиток, покращити агрономічні результати та підвищити прибутковість вирощування." – розповідає Олександр Павелківський.

Графік поливів малини 4-го року

Цікаво проаналізувати графік поливів малини 4-го року вегетації з червня по липень у період утворення ягід і початок збору врожаю (рисунок нижче). Строки і норми поливів розраховані на основі спостережень за тензіометричним тиском ґрунту в шарах 0–20, 20–40 і 40–60 см. Датчик 1 розміщений на глибині 15 см, датчик 2 – на глибині 30 см, датчик 3 – на глибині 50 см, ґрунт – чорнозем звичайний середньосуглинковий.

Режим краплинного зрошення малини 4-го року вегетації з червня по липень

На графіку добре видно реакцію тензіометрів на поливи, що проводилися у цей період, а також на атмосферні опади. Перед поливами верхній датчик показував у середньому -32 кПа, що дорівнює 75 % НВ, – це оптимальний рівень вологості ґрунту для призначення поливів малини у цей період її росту і розвитку. Після поливів на другий день тиск зростав у середньому до -12 кПа, що відповідає 90–95 % НВ. Діапазон вологості ґрунту у шарі 0–40 см, де розміщується основна частина кореневої системи малини, знаходився в межах оптимального.

Менша амплітуда коливань потенціалу вологості ґрунту спостерігалась на глибині 40–60 см, протягом червня і липня його значення, коливаючись, зменшувалися, що свідчить про правильність призначення норми поливівmentu.

Управління зрошенням

Управління зрошенням ягідних насаджень на основі використання автономних тензіометричних станцій моніторингу з передачею даних через доступні стандарти зв’язку, які надають точні і безперервні вимірювання всмоктуючого тиску ґрунтової вологи, забезпечує значне зниження експлуатаційних витрат, дозволяє підвищити оперативність прийняття рішень, створити для рослин оптимальні режими зрошення і удобрення, які сприяють раціональному використанню поливної води і добрив, виключаючи надлишкове зволоження, мінімізуючи забруднення, сприяють покращенню здоров’ю рослин, збільшенню врожайності та якості продукції ягідництва.

Автори

Олександр Павелківський, керівник компанії AQUATEC

Павло Янченко, інженер-розробник Bionica компанії AQUATEC

Cookie-файли
Налаштування Сookie-файлів
Детальна інформація про цілі обробки даних і постачальників, які ми використовуємо на наших сайтах
Аналітичні Cookie-файли Відключити все
Технічні Cookie-файли
Інші Cookie-файли
Ми використовуємо файли Cookie для поліпшення роботи, персоналізації та підвищення зручності користування нашим сайтом. Продовжуючи відвідувати сайт, ви погоджуєтеся на використання нами файлів Cookie. Детальніше про нашу політику щодо Cookie.
Налаштувати Прийняти все
Cookies