В дистанционных методах используются спутниковые данные, которые собираются благодаря отражательной способности поверхности грунта, то есть отражению электромагнитного излучения в специфических спектральных диапазонах.
Влажность почвы
Оптимальный уровень влажности почвы является ключевым фактором, необходимым для корректного роста сельскохозяйственных культур и увеличения их урожайности. Влага необходима не только для восстановления водного баланса в растениях, но и для регулирования температуры. В процессе терморегуляции в растениях испаряется до 99% влаги, в то время как для формирования вегетативной массы используется всего лишь 0,2-0,5%. При этом оптимальная влажность почвы для различных сельскохозяйственных культур может варьироваться в зависимости от стадий роста растений и условий погоды. Значительное количество влаги формируется за счет конденсации водяного пара, а также учитывается топография, тип растительности и гидрогеологические условия. Основная задача фермера заключается в поддержании естественной влажности почвы, максимальном аккумулировании осадков и эффективном их распределении в соответствии с потребностями выбранных культур.
- Влажность почвы влияет на аэрацию, степень салинизации и концентрацию токсических веществ в грунте;
- Обуславливает структуру, пластичность и плотность почвы;
- Регулирует температуры и теплоемкость почвы;
- Предотвращает выветривание полезных элементов из грунта;
- Определяет время для проведения полевых работ.
EOS Crop Monitoring
Управляйте своими полями с помощью спутниковых снимков высокого разрешения – выявляйте изменения точно и оперативно!
В 2010 году Всемирная метеорологическая организация включила влажность почвы в список пятидесяти ключевых климатических переменных, рекомендованных для систематического наблюдения.
Значение влажности почвы определяется как соотношение количества воды к определенному объему или массе грунта, и может выражаться в процентах или в дюймах влаги на фут глубины почвы.
Потенциал (давление) почвенной влаги демонстрирует, насколько эффективно вода удерживается в грунте. Этот параметр оценивается в единицах давления, таких как бары. Обычно, когда почва более сухая, она лучше впитывает влагу.
Доступная для растений влага – это количество воды, которую растение может усвоить за определенный временной промежуток. Этот параметр представляет собой разницу между максимальным количеством воды, которую может удерживать почва, и минимальным пределом, при котором растение начинает испытывать дефицит влаги. Его измеряют в дюймах доступной влаги на фут глубины грунта.
Соотношение между содержанием влаги и потенциальным давлением не является универсальным и варьируется в зависимости от характеристик грунта в конкретном регионе, таких как текстура и плотность. На основании доступной влаги для растений разрабатываются планы ирригации.
К сожалению, в понимании взаимосвязей между физико-химическими свойствами грунта и его увлажненностью остается еще много неразгаданных вопросов, требующих дальнейших исследований.
Определяем влажность почвы
Влажность почвы представляет собой критически важный параметр. Чаще всего его определяют визуально, поливая растения, когда верхний слой земли кажется сухим, или следуя заранее установленному расписанию полива, исходя из потребностей конкретных растений. Однако такой подход не гарантирует идеального результата, так как реальную влажность грунта можно не знать. Например, на ярком солнце верхний слой может пересохнуть достаточно быстро, в то время как более глубокие слои, где располагаются корни растений, могут оставаться влажными. В результате это может привести к избыточному поливу, что крайне вредно для многих растений на вашем участке.
Перед тем как рассмотреть способы измерения влажности почвы, стоит кратко обсудить понятие влагоемкости. Если говорить просто, влагоемкость – это характеристика, определяющая, сколько воды может удержать почва. Этот параметр может значительно влиять на режим полива, так как некоторые типы почвы удерживают минимальное количество влаги, в то время как другие могут поглощать практически все 100% воды. Уровень влагоемкости также зависит от типа грунта, находящегося под слоем верхнего грунта. Если воде никуда уходить, влагоемкость будет выше, независимо от типа почвы. Измерение влагоемкости является довольно трудоемким процессом, и зачастую это не требуется, если вы контролируете объем подаваемой воды.
Когда речь идет о способах измерения влажности почвы, существует несколько методов, отличающихся по сложности и точности. Наиболее простым и доступным вариантом является датчик влажности грунта. Он выглядит как длинный штырь с индикатором, показывающим параметры влажности. Пользователь просто устанавливает его в землю в нужном месте, и через некоторое время (согласно инструкции к модели) он покажет фактическое значение. Такие датчики стоят всего несколько сотен рублей и могут служить довольно долго. Это наименее затратный и трудоемкий из всех организационных методов. К тому же они вполне подходят для использования в комнатных растениях.
Существуют и более сложные, но точные методы, например, термостатно-весовой метод. Для его использования понадобятся весы и термостат. Этот метод основывается на измерении веса грунта до и после его высушивания. Затем, с использованием простых формул, рассчитывается влажность почвы. К основным недостаткам данного способа можно отнести длительность процесса – это может занять несколько дней, тогда как необходимость полива может быть актуальна прямо сегодня. Тем не менее, этот метод позволяет одновременно оценить плотность грунта, благодаря чему удается вычислить оптимальный уровень влажности. Теперь давайте перейдем к значениям.
Каждое растение требует своего количества влаги, поэтому нецелесообразно приводить общие рекомендации по этому параметру. Это займет слишком много времени, и вам будет проще искать информацию, связанную конкретно с вашими культурами. Но существуют определенные общие значения критической влажности (порог, при котором растения начинают увядать) для различных типов почвы. Например, для суглинка, если влажность составляет менее 15%, у многих растений могут возникнуть проблемы (допустимые значения колеблются от 20 до 45%). Для песчаной почвы этот нижний предел составляет 3%, а для торфяных почв – от 50 до 55%. Также не забывайте о том, что избыток влаги также может быть вреден и даже критически влиять на растения.
Определяем кислотность почвы
Кислотность почвы играет не менее важную роль. Этот параметр влияет на усвоение растениями необходимых микроэлементов, включая влагу. Каждое растение требует определенного уровня кислотности, хотя стоит отметить, что идеальные показатели в большинстве случаев добиться невозможно – отклонения все равно будут. Главное – следить за тем, чтобы показатель кислотности не выходил за допустимые пределы. Определять кислотность почвы следовало бы еще до посадки растений, поскольку корректировка этого параметра после посадки может быть весьма сложной или даже полностью невозможной. Кислотность почвы подразделяется на следующие категории в соответствии с уровнем pH:
- Ниже 4 — крайне сильнокислотные;
- От 4,1 до 4,5 — сильнокислые;
- От 4,6 до 5,2 — кислые;
- От 5,3 до 6,4 — умеренно кислые (или слабокислые);
- От 6,5 до 7,3-7,4 — нейтральные;
- Выше 7,5 — щелочные.
Как видно, крайние значения могут быть опасны для растений, особенно это касается почв с высокой кислотностью, где способны расти только очень ограниченное число видов растений. Остальные растения могут столкнуться с серьезными проблемами, недополучать необходимые питательные вещества, становиться более уязвимыми к различным заболеваниям и даже погибать. Существуют таблицы кислотности, а также данные для разных растений, однако, в большинстве случаев, следует стремиться поддерживать этот показатель в диапазоне от 6 до 7,5. Методы регулировки кислотности почвы обсуждать не будем, а сосредоточимся на измерении этого показателя.
Существует несколько способов, отличающихся по степени точности, трудозатратам и скорости выполнения. Наиболее простым и ненадежным способом является визуальная оценка. Если почва имеет рыжеватый оттенок, это может свидетельствовать о ее высокой кислотности, однако таким методом можно определить только крайние состояния, и то не всегда. Другим способом может быть полив уксусом – если появляется пена, значит, почва щелочная (т.е. pH высоко), в то время как при кислой почве пена не образуется. Но, конечно, этот подход не обеспечивает высокой точности.
Существуют и другие методы, например, использование растений, которые меняют цвет в зависимости от кислотности почвы, но основной недостаток заключается в том, что их можно использовать только после того, как они уже выросли. Легче всего на даче использовать специальный прибор-измеритель. Он работает по тому же принципу, что и датчик для измерения влажности почвы. Есть модели, способные измерять сразу несколько показателей, включая интенсивность освещения. По точности они значительно опережают указанные ранее методы, но все же уступают некоторым другим. Тем не менее, для дачного участка лабораторные исследования не являются актуальными.
После того как вы определите уровень кислотности почвы, его необходимо скорректировать (если он далек от нормы). Для этого существует множество способов, все они заключаются в добавлении необходимых веществ в почву. Высокую кислотность снижают путем известкования, тогда как при щелочной реакции используют материалы, содержащие гипс. Однако есть и другие варианты – главное выбрать наиболее подходящий для вас способ. Более подробно изучить методы можно на специализированных ресурсах, но в целом ничего сложного в этом процессе нет. Главное – знать исходный уровень, понять, насколько он отличается от нормы, а затем выбрать оптимальный подход к решению проблемы.
Основные методы
В измерении влажности почвы могут применяться разные методические подходы, среди которых выделяются пять основных.
- Гравиметрические методики — используют химические реакции, вызывающие испарение влаги из образца почвы. Для большей эффективности в данной методике применяются сушильные камеры.
- Электромагнитные — основаны на том факте, что уровень влажности прямо влияет на электрические характеристики почвы. Исследуются такие параметры, как поляризация и сопротивление, для чего используются специальные сенсоры. Однако электромагнитные методики наиболее применимы для верхних слоев почвы.
- Микроволновые — основываются на заниженной электро- и теплопроводности воды и связи этих характеристик с влагоемкостью.
- Тензометрический метод — определяет способность грунта впитывать воду. Приборы учитывают изменения влагоемкости почвы.
- Термический — измеряет тепловую инерцию почвы.
Портативные влагомеры являются очень востребованным инструментом для измерения влажности. Принцип их работы основывается на оценке электрических свойств почвы, которые меняются в зависимости от уровня её влажности.
Существует два подхода к измерению:
- Емкостный — измеряется изменение диэлектрической проницаемости почвы, которая возрастает с увеличением влажности. Электрическое поле создается между двумя пластинами, и изменение емкости указывает на уровень влаги.
- Резистивный — прибор измеряет сопротивление почвы, которое уменьшается при повышении уровня влаги. Два электрода устанавливаются в почву, и прибор фиксирует электрическое сопротивление между ними.
В обоих случаях измеренные параметры преобразуются в значение влажности, отображаемое на экране устройства.
Измерения без использования приборов
В крайнем случае можно провести измерение влажности почвы вручную без лабораторного оборудования. Для этого потребуется просто взять немного грунта в руку и сжать его.
Если почва рассыпается и имеет порошкообразную текстуру, это означает, что влаги в ней вовсе нет — 0%. Если грунт не рассыпается, но не может сформироваться в комок, его влажность оставляет около 20%. В случае, если его можно скатать в комок, но при этом он рассыпается при попытке его подбросить, влажность составляет около 50%. И наконец, если почва формируется в плотный шар, который сохраняет свою форму при подбрасывании, влажность составляет от 75 до 100%. При этом оптимальным значением можно считать 70%.
Тем не менее, важно учитывать, что показания могут существенно варьироваться в зависимости от типа почвы. Например, песчаные почвы могут легко рассыпаться. Поэтому для точного измерения лучше либо отправить образец в лабораторию, либо воспользоваться переносными приборами, такими как влагомер.
Понимание уровня увлажненности почвы является критически важным. Оно напрямую сказывается на урожайности культур и помогает агрономам определять, какие растения лучше всего подойдут для данного участка земли. Следовательно, выбор методов и приборов для измерения влажности почвы имеет большое значение.
Как проверить влажность почвы
Самым точным методом считается термостатно-весовой, применяемый в лабораториях. Однако если у владельца дачи нет специального оборудования, он может оценить состояние грунта на ощупь. Как же определить влажность почвы самостоятельно? Нужно взять немного грунта в руку и сжать его, а выводы делать, ориентируясь на данные таблицы.
Если почва сухая и рассыпается, то влаги в ней очень мало.
Если она скатывается в комок, но распадается при подбрасывании, то уровень влаги находится на промежутке 20-50%.
Если земля хорошо скатывается в плотный комок и легко сжимается, тогда оптимальный уровень влажности почвы составляет от 70%.
Важно помнить: на песчаных почвах комки будут более рыхлыми и ломкими независимо от уровня влажности.
Методы определения влажности
- Гравиметрические методы — основаны на экстракции воды из образца путем испарения или химической реакции. Стандартом точности считается исследование, проведенное в сушильном шкафу.
- Электромагнитные методы — базируются на том, как уровень влажности влияет на электрические параметры почвы. Разработаны разнообразные встроенные сенсоры, реагирующие на сопротивление, поляризацию или на обе эти характеристики. Эти сенсоры оказались особенно полезными для измерения влажности в верхнем слое почвы, однако при более глубоком анализе они не продемонстрировали четкой корреляции.
- Тензометрический метод — основывается на способности почвы к поглощению воды. Специальные приборы фиксируют изменения в влагоемкости грунта. Ноль на шкале тензиометра показывает, что почва полностью насыщена влагой.
- Микроволновые методы — исходят из того, что вода обладает низкими электро- и теплопроводностью, следовательно, характеристики излучения зависят от влагоемкости. Недостатком этого метода является высокая стоимость необходимого оборудования.
- Термические методы — основываются на зависимости тепловой инерции грунта от его влажности. Измерения выполняются с помощью портативных датчиков.
Традиционные методы определения влажности почвы
Рассмотрим, как можно определить влажность почвы традиционными методами. Один из самых распространенных способов — это использование грунтовлагомера. Этот простой и удобный прибор позволяет измерять содержание влаги в земле. Грунтовлагомер состоит из металлического стержня и шкалы, где отображается уровень влажности. Для использования прибора достаточно вставить стержень в почву и проанализировать результат. Если шкала показывает низкое значение влажности, то это сигнализирует о необходимости полива растений; высокая влажность позволяет отложить полив на некоторое время.
Еще одним традиционным методом определения влажности почвы является визуальный анализ. Для этого нужно взять небольшой кусочек грунта, почувствовать его текстуру и влажность. Если почва сухая и легко рассыпается, значит, влаги в ней очень мало. Влажная почва, напротив, будет иметь мягкую и комковатую консистенцию. Этот метод прост и доступен, не так ли?
Исторические и народные методы определения влажности почвы
Теперь давайте перейдем к интересным и неординарным способам определения влажности почвы, которые использовались в прошлом и могут быть применены и в современности. В различных подходах были разработаны народные приметы для определения уровня увлажненности грунта, которые пользовались популярностью среди сельских жителей.
Например, одним из таких методов было использование метеорологических условий для оценки влажности почвы. Если дождь только что закончился, и ветер быстро подсушивает поверхность земли, то это означает, что почва хорошо насыщена влагой. Если же дождь не идет, а ветер отсутствует, это может означать, что земля сухая.
Сельские жители также наблюдали за поведением животных, чтобы определить уровень влажности почвы. Например, если лягушки начинают активно прыгать по утрам, значит, земля вокруг хорошо увлажнена; если они прячутся, скорее всего, почва сухая.
