Обґрунтований полив з тензіометрами

Особливості розміщення вологомірів

Важливе значення для діагностування термінів поливу має місце і глибина встановлення датчиків вологості ґрунту. Місце залежить від способу і техніки поливу, організації зрошення на ділянці, однорідності ґрунтового покриву.Кількість і глибина встановлення тензіометрів в одному місці контролю (місце контролю також називають станцією) залежить від виду рослин, передусім від потужності їх кореневої системи.

В умовах поверхневого поливу овочевих культур тензіометри зазвичай розміщують поблизу нижнього кінця борозни. Для довгих борозен ще одну станцію тензіометрів інколи встановлюють у верхній частині або в проміжному місці пробігу.

На полях, що зрошуються дощувальними машинами, тензіометри встановлюють зазвичай вздовж крила машини на відстані 1/3 і 2/3 його довжини й на відстані 20-50 м від вихідної позиції машини.

В умовах використання крапельного зрошення в рядах овочевих культур тензіометри встановлюють у 2-3 контрольних місцях між крапельними водовипусками – крапельницями на відстані 10-15 см від осі поливного трубопроводу – стрічки в кожній зоні одночасного поливу (модуля, клітки, ділянки, поля).
Для овочевих культур, в яких основна частина кореневої системи зосереджена у товщі ґрунту до 50 см, тензіометри встановлюють у початковій фазі росту і розвитку на глибині 10-20 см, а після проникнення фізіологічно активного коріння в глибші шари встановлюють додаткові тензіометри на глибині 25-40 см. За показаннями верхніх приладів можна призначати полив, а за показаннями нижніх – припиняти його.

Підтримання потенціалу ґрунтової вологи

Вологість ґрунту контролюють в оптимальному діапазоні протягом усієї вегетації овочевих рослин. Верхнім значенням є гранично-польова вологість ґрунту (це найбільша кількість води, яку може утримувати ґрунт), а нижнім – передполивна вологість. Передполивну вологість ґрунту характеризує передполивний капілярний потенціал ґрунтової вологи (тензіометричний тиск), за якого й призначають поливи. Враховуючи, звичайно, що передполивний капілярний потенціал змінюється залежно від фази розвитку рослин (див. таблицю). Він коливається від мінус 10-15 кПа у фазі садіння (сівби) до мінус 35-45 кПа у період збирання врожаю.
Підтримання потенціалу в межах цих інтервалів забезпечить оптимальні умови водного живлення рослин. Слід враховувати, що на легких ґрунтах зниження потенціалу до критичних значень відбувається швидше, ніж на важких, оскільки в легких ґрунтах запас вологи менший. Відповідно, на легких ґрунтах за вегетаційний період слід проводити більше поливів, ніж на важких, але меншою кількістю води.
Тензіометри експлуатують за температури повітря від 5 до 40 °С і відносної вологості повітря до 80 %. Під час експлуатації приладів треба перевіряти, щоб місця їхнього встановлення були захищені від прямого потрапляння води безпосередньо до отворів, в які встановлені тензіометри, під час поливів або опадів, протирати їх від бруду, пилу. Щоб тензіометри не заважали механічному обробітку ґрунту і догляду за рослинами, а також для захисту від прямого сонячного випромінювання надземну частину приладів закривають захисним чохлом і сіткою. Знімати показання тензіометрів рекомендується рано вранці або після шостої вечора, щоб зменшити вплив коливань температури повітря.

Для зручності користування

Для зручності користування до комплекту постачання тензіометрів входить паспорт-інструкція до кожного приладу, в якій зазначена таблиця із залежністю тензіометричного тиску ґрунту від його вологості. Наприклад, якщо тензіометр показує мінус 44 кПа на середньосуглинковому ґрунті, то це відповідає 75 % від польової (граничної) вологоємності (її ще називають найменша вологоємність ґрунту – НВ), значення мінус 33 кПа – 80 %, значення мінус 16 кПа – 95 % польової вологоємності ґрунту.
Під час вимірювання капілярного потенціалу вологи тензіометрами на вимірювальну величину впливає стовп води, що міститься в приладі. За нижню точку його розрахунку слід приймати середину циліндричного керамічного зонда, за верхню точку – рівень вакуумметра. За робочою глибиною встановлення тензіометра визначають відстань від поверхні ґрунту до середини керамічного зонду (наприклад, тензіометр Т30 – механічний тензіометр із робочою глибиною встановлення Т=30 см). А технічна відстань від поверхні ґрунту до вакуумметра дорівнює близько 10 см. Тоді, якщо показання тензіометра, встановленого на глибині 30 см, відповідають мінус 30 кПа, то поправка дорівнює близько 4 кПа. Позитивний знак поправки пояснюється тим, що гідравлічний тиск стовпа води збільшує її потенціал. З урахуванням поправки величина капілярного потенціалу становить мінус 26 кПа.
В електронних тензіометрів онлайн-моніторингу вологості ґрунту реєстратори запрограмовані на перетворення зчитаних даних у тензіометричний тиск із використанням рівнянь, адаптованих для кожної глибини встановлення і з автоматичною температурною компенсацією.

Досвід на перцях

Юрій Урбанський вирощує овочі у відкритому ґрунті на землях особистого селянського фермерського господарства в Полтавській області. Він поділився досвідом використання тензіометрів.
"Наша основна культура – солодкий перець. Загальновідомо, що це вологолюбна рослина, полив для якої має принципове значення. Від садіння розсади до початку плодоутворення вологість суглинкового ґрунту має становити 85-90 % від польової, а після початку плодоутворення її можна зменшити до 75-80 %.
Перше знайомство з тензіометрами було ще десять років тому, тоді я придбав закордонні прилади. Згодом через недостатність знань і досвіду застосування приладів механізм вакуумметра пошкодився, відбулось умовне зміщення позначки "0", побився керамічний зонд. Полагодити сам не зміг. Але я не здався. У 2017 році знову купив прилади, на цей раз – в української компанії "АКВАТЕК". Тензіометри обійшлися відносно недорого і виправдали мої очікування: один прилад коштував у межах 900 грн, на поле з перцями площею 2 га я встановив чотири тензіометри. Користуємося ними третій сезон поспіль.

Конструкція тензіометра

Конструкція тензіометра доволі проста, його основні елементи: вакуумметр і керамічний зонд. Датчик заглиблюють у ґрунт і наповнюють водою, потім герметично закривають. Під час поливу волога з ґрунту надходить до тензіометра, розрідження зменшується – потенціал води падає, а від’ємне значення його зростає. Зі зменшенням вмісту вологи в ґрунті через сумарне вологоспоживання рослинами розрідження збільшується.
Важливим є те, на якій глибині проводяться заміри. На глибині 20 см вологість може бути недостатньою (70 % від польової вологості), а на 40 см тензіометр може показувати мінус 26 кПа, що відповідає 90 % (рисунки нижче).

Конкретне завдання

Тоді є конкретне завдання: довести вологість верхнього шару ґрунту до потрібних значень. Частота поливу сильно залежить від погоди, від інтенсивності сонячного світла. Я веду журнал поливів, в який записую контрольні показники тензіометра на початку поливу і час, коли вологість досягла 100 %. Це дає змогу зорієнтуватися, скільки потрібно поливної води.
Навіть після випадання дощу нормою 2-7 мм спостерігається дефіцит ґрунтової вологи на глибині 20-30 см в період інтенсивного вологоспоживання овочів, тому на другий день поливаю рослини.
Допоки я не налагодив правильний режим зрошення перцю, на плодах завжди з'являлася верхівкова гниль. Думав, що це через дефіцит кальцію, адже перець дуже чутливий до нестачі мікроелементів у ґрунті, особливо кальцію і магнію. Часто вносив кальцієвмісні добрива, що потрібного ефекту не давало, витрачав зайві гроші. Після налагодження контролю за вологістю ґрунту гнилі й пожовтіння листків не проявляються. Ще рекомендую встановлювати тензіометри до висаджування розсади, щоб надлишково не зволожувати ґрунт після садіння.
Треба зазначити, що попит на перець солодкий стабільний щороку, а ціна реалізації залежить від якості продукції, її зовнішнього вигляду і розмірів плодів. Завдяки раціональному режиму зрошення у моєму господарстві врожайність перцю зросла на 25 % і покращилася його якість. Витрати на придбання тензіометрів повністю окупили себе за перший рік використання".

Тензіометричні станції онлайн-моніторингу

У фермерському господарстві "Лапа і К" Одеської області Татарбунарського району вологість контролюють три станції онлайн-моніторингу вологості ґрунту з електронними тензіометрами.
"Наше господарство вирощує переважно зернові і бобові культури. Тензіостанції встановлені на полях кукурудзи, що зрошуються крапельним способом, ґрунт у нас чорнозем південний середньо- і важкосуглинковий, – розповідає голова господарства Андрій Лапа. – Одна така тензіостанція складається з автономного універсального контролера для збирання й передачі даних через інтернет і двох електронних тензіометричних датчиків (рис. 2, 3).

Фрагмент графіка поливів

Цікаво проаналізувати фрагмент нашого графіка поливів з 1-го по 7-ме липня, у період проходження фенологічної фази воскової стиглості кукурудзи (рисунок нижче: "Графік поливів кукурудзи з 1-го по 7-ме липня 2019 року в господарстві "Лапа і К").

Датчик 1 розміщений на глибині 30 см, датчик 2 – на глибині 50 см. На графіку добре видно реакцію тензіометрів на поливи, що проводилися 2, 4 і 7 липня, а також на атмосферні опади 7 липня. Перед першими двома поливами верхній датчик показував мінус 65 і мінус 55 кПа відповідно, що дорівнює 70-75% від польової вологоємності ґрунту. Це оптимальний діапазон для призначення поливу кукурудзи в цей період її росту і розвитку.
Після поливу кукурудзи 2-го липня протягом 5 годин (починали поливати близько 9-ї ранку, а волога до зонду тензіометра дійшла через дві години після подачі води) тиск зростав до мінус 7 (датчик 1) і мінус 18 кПа (датчик 2) у шарі ґрунту 0-50 см, що відповідає польовій вологоємності.

Після поливу 4-го липня протягом 4 годин тиск зростав тільки до мінус 20 (датчик 1) і мінус 30 кПа (датчик 2), що відповідає 85-90% від НВ. Часу проведення другого поливу було недостатньо, щоб зволожити шар ґрунту 0-50 см до рівня НВ. Незважаючи на це, діапазон вологості ґрунту після другого поливу знаходився в межах оптимального діапазону для кукурудзи.

Наступний полив 7-го липня розпочали о 7:00 ранку і закінчили через три години. А вже о 13:00 пішов дощ.

З офісу керувати зрошенням

Застосування тензіометрів у системах вимірювання і передачі інформації вважаю революційним для моніторингу вологості ґрунту. Тепер у нас є можливість з офісу через комп'ютер керувати зрошенням: моніторити ситуацію на ділянці зрошення і контролювати формування зони зволоження на різних глибинах, при цьому орієнтуватися на оперативні й точні дані щодо сили ґрунту, яка утримує, рушає воду в ґрунті, і яку коренева система рослин застосовує, щоб вилучити воду з ґрунту для живлення.
Думаю, що незабаром розробники впровадять такі системи в автоматизацію управління поливами. Щодо вартості, то вітчизняна тензіостанція моніторингу з двома тензіодатчиками коштує близько 450 доларів, що у 3-4 рази дешевше закордонних. Водночас вона є достатньо надійною і динамічною".

Автори

Ольга Павелківська, канд. с.-г. наук

Олександр Павелківський, керівник компанії "АКВАТЕК"

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