Bevezetés

Talajnedvesség mérés – pontos talajnedvesség-mérés a gyökérzónában

A megfelelő vízellátás a növénytermesztés egyik legfontosabb feltétele. A túl kevés víz növényi stresszt, növekedéscsökkenést és termésveszteséget okozhat, a túlöntözés pedig vízpazarláshoz, tápanyag kimosódáshoz és a gyökérzóna levegőtlenné válásához vezethet. A talajnedvesség mérés segítségével nem kell többé kizárólag a növények állapotából, a talaj felszínéből vagy egy előre meghatározott öntözési időből következtetni arra, hogy mikor és mennyi vizet kell kijuttatni. A megfelelően telepített talajnedvesség-szenzor közvetlen adatot ad arról, hogy mennyi víz található a növény gyökérzónájában. A korszerű FDR és TDR talajnedvesség-mérők segítségével a talaj víztartalma folyamatosan vagy rendszeres időközönként követhető. A mérési adatok alapján pontosabban meghatározható az öntözés időpontja, az öntözés mennyisége és az is, hogy a kijuttatott víz eljutott-e a teljes gyökérzónába. A talajvíz-tartalom mérését az öntözés tervezésében kutatási és gyakorlati környezetben is alkalmazzák. Az Agrivin célja, hogy a talajnedvesség-mérést ne önmagában, hanem precíziós öntözési döntéstámogató rendszerként mutassa be: a talaj, a növény és az időjárás adatai együtt sokkal többet mondanak, mint bármelyik adat önmagában.

Mi a talajnedvesség mérés? 

A talajnedvesség mérés a talajban található víz mennyiségének meghatározását jelenti. A mezőgazdasági és kertészeti gyakorlatban az egyik legfontosabb mérőszám a VWC, vagyis volumetrikus víztartalom (Volumetric Water Content). A VWC azt fejezi ki, hogy a talaj teljes térfogatának mekkora részét foglalja el a víz. Ha például egy talajréteg VWC értéke 25%, az azt jelenti, hogy az adott talajtérfogat körülbelül egynegyedét víz tölti ki. A VWC különösen hasznos azért, mert számszerűsíthetővé teszi a talaj víztartalmának változását. Egy megfelelően telepített szenzorral nemcsak azt lehet megállapítani, hogy „nedves” vagy „száraz” a talaj, hanem azt is, hogy az előző öntözés után mennyit változott a víztartalom. Fontos azonban, hogy egy adott VWC-érték önmagában nem jelenti azt, hogy minden talajon ugyanazt az állapotot jelenti. A homokos, vályogos és agyagos talajok víztartó képessége eltérő, ezért az öntözési küszöbértékeket a talajhoz, a növényhez és a gyökérzónához kell igazítani.

Miért fontos a talajnedvesség mérése? 

A hagyományos öntözés gyakran időalapú: például minden második vagy harmadik nap meghatározott ideig működik az öntözőrendszer.

Ez azonban nem feltétlenül követi a növény tényleges vízigényét.

Egy eső után ugyanannyi öntözésre lehet szükség? Nem.

Egy hűvös, felhős napon ugyanannyi vizet használ el a növény, mint egy forró, száraz időszakban? Szintén nem.

A talajnedvesség mérésével az öntözés mért adatokra alapozható.

A szenzorok adatai segítségével többek között megfigyelhető:

• mennyi víz van a gyökérzónában,

• milyen gyorsan szárad a talaj,

• mennyi vizet juttatott be az öntözés,

• milyen mélyre jutott el az öntözővíz,

• elérte-e a víz az alsó gyökérzónát,

• mennyi idő alatt fogyasztja el a növény a rendelkezésre álló vizet,

• kialakul-e túlöntözés,

• mikor érdemes újra öntözni.

A talajnedvesség-mérés ezért az öntözés optimalizálásának egyik fontos eszköze. Az USDA kutatási eredményei szerint a talaj víztartalmának és vízvisszatartási tulajdonságainak ismerete fontos az öntözés időzítéséhez és a hatékony öntözésirányításhoz.

Talajnedvesség mérés a gyökérzónában 

A talajnedvesség-mérés egyik leggyakoribb hibája, amikor csak a talaj felső néhány centiméterét vizsgáljuk.

A növény azonban nem egyetlen talajrétegből veszi fel a vizet. A gyökérzet mélysége növényenként és termesztési körülményenként jelentősen eltérhet. Emiatt a professzionális talajmonitorozás során célszerű a talajnedvességet több mélységben vizsgálni.

Például egy 60 cm-es mérési profil esetén:

5 cm – felső talajréteg,

15 cm – sekély gyökérzóna,

25 cm – aktív gyökérzóna,

35 cm – középső gyökérzóna,

45 cm – mélyebb gyökérzóna,

55 cm – a gyökérzóna alsó része.

Ez már nem egyetlen pont aktuális nedvességét mutatja, hanem a talaj vízprofiljának változását.

Az Agrivin által kínált Sentek Drill@Drop rendszerekben a szenzorok 10 cm-es osztásban helyezkednek el, a szondák pedig különböző hosszban érhetők el. Így a talajnedvesség több mélységben is vizsgálható.

Mi az FDR talajnedvesség mérés? 

Az FDR (Frequency Domain Reflectometry) olyan elektromágneses mérési technológia, amely a talaj elektromos tulajdonságain keresztül következtet a víztartalomra. Az FDR-szenzorok egyik nagy előnye, hogy alkalmasak a talajnedvesség folyamatos monitorozására. Az Agrivin által forgalmazott Sentek Drill@Drop talajszondák FDR technológiát alkalmaznak, és a talaj térfogati víztartalmát, azaz VWC-t mérik. A rendszer a talajnedvesség mellett megfelelő kivitelben talajhőmérsékletet, illetve opcionálisan sótartalmat is képes monitorozni. A professzionális FDR-rendszerek egyik legfontosabb előnye nem egyszerűen az, hogy „mérnek egy százalékot”, hanem az, hogy idősor készíthető a talaj víztartalmának változásáról. Ez az öntözés szempontjából rendkívül fontos.

Mi a TDR talajnedvesség mérés? 

A TDR (Time Domain Reflectometry) szintén elektromágneses mérési technológia, amelyet széles körben alkalmaznak talajvíztartalom meghatározására.A TDR módszer jól ismert és kutatási, mezőgazdasági, valamint környezeti monitoring rendszerekben is alkalmazható. Az USDA kutatásai szerint a TDR alkalmas a talaj víztartalmának automatikus mérésére és öntözésirányítási alkalmazásokban történő felhasználására. A TDR és FDR rendszerek között technológiai különbségek vannak, ezért nem érdemes pusztán az alapján választani, hogy valamelyik technológia „jobb-e”. A megfelelő rendszer kiválasztásánál fontos a mérési pontosság, a talaj típusa, a mérési mélység, a telepítés, az adatátvitel, a monitoring célja és az öntözési rendszer.

Milyen talajnedvesség-mérési módszerek léteznek? 

A talaj víztartalmának mérésére többféle módszer használható.

Gravimetrikus mérés

A klasszikus módszer során talajmintát veszünk, megmérjük annak tömegét, majd szárítással meghatározzuk a víztartalmat. Ez laboratóriumi és referencia-mérésekhez hasznos lehet, de folyamatos, automatizált öntözési döntéstámogatásra nem praktikus.

TDR

A TDR elektromágneses mérési módszer, amely a talaj víztartalmának meghatározására használható.

FDR

Az FDR szintén elektromágneses mérésen alapul, és különösen alkalmas lehet folyamatos talajnedvesség monitorozásra. A Sentek Drill@Drop talajnedvesség mérőszondák ezn az elven mérnek.

Kapacitív szenzorok

A kapacitív rendszerek a talaj elektromos tulajdonságainak változásából következtetnek a víztartalomra.

Neutron szonda

A neutronos mérés nagy pontosságú referencia- és kutatási alkalmazásokban is használható, ugyanakkor sugárforrást alkalmaz, ezért speciális kezelési, engedélyezési és biztonsági követelmények kapcsolódnak hozzá. A gyakorlatban tehát nem egyszerűen azt kell kérdezni, hogy „melyik talajnedvesség-mérő a legjobb?”, hanem azt, hogy az adott termesztési és öntözési feladathoz melyik mérési rendszer biztosítja a szükséges adatminőséget.

Miért nem elég egyetlen talajnedvesség-szenzor? 

Egyetlen szenzor egyetlen mérési pont vagy mérési mélység állapotáról ad információt. Ez bizonyos feladatokra megfelelő lehet, de intenzív termesztésben sokkal többet lehet megtudni több mérési mélység együttes használatával. Képzeljük el, hogy öntözés után a felső réteg VWC értéke gyorsan megemelkedik, miközben a mélyebb rétegben alig változik. Ez arra utalhat, hogy az öntözővíz még nem jutott el a mélyebb rétegekbe. Más esetben a felső réteg gyorsan szárad, miközben az alsó réteg folyamatosan nedves marad. Ez arra utalhat, hogy az öntözés túl mélyre juttatja a vizet, vagy a talaj vízelvezetése lassú. A többmélységű mérés ezért sokkal többet mond a növény tényleges vízellátottságáról.

Hogyan kell elhelyezni a talajnedvesség-szenzort? 

A szenzor elhelyezése legalább olyan fontos, mint maga a mérőműszer.

A mérési pontnak reprezentatívnak kell lennie.

Öntözött területen például nem feltétlenül jó választás közvetlenül egy csepegtető mellett vagy egy szórófej közvetlen vízsugarában elhelyezni a szenzort.

A szenzor elhelyezésénél figyelembe kell venni:

• a növény gyökérzetét,

• az öntözőrendszer típusát,

• az öntözővíz eloszlását,

• a talaj típusát,

• a lejtést,

• a növényállomány egyenletességét,

• a termesztéstechnológiát.

A cél az, hogy a szenzor olyan helyen legyen, amely a növény tényleges vízellátottságát reprezentálja.

Miért fontos a talaj-szenzor kapcsolat? 

A talajnedvesség-szenzor pontos működéséhez megfelelő talajkontaktus szükséges. A telepítés során kerülni kell a levegővel teli hézagokat és a talaj túlzott bolygatását a mérési környezetben. Különösen fontos ez olyan rendszereknél, amelyek a talaj elektromos tulajdonságain keresztül becsülik a víztartalmat.

Kutatások szerint az érzékelő és a talaj közötti kontaktus, a talaj textúrája, a sótartalom, a hőmérséklet és a talajspecifikus kalibráció is befolyásolhatja egyes elektromágneses talajnedvesség-mérési rendszerek pontosságát. Ezért a professzionális talajnedvesség-mérés nem pusztán abból áll, hogy „leszúrunk egy szenzort a földbe”. A helyes telepítés + megfelelő szenzor + megfelelő értelmezés együtt ad használható eredményt.

Talajnedvesség mérés különböző típusú talajokban

A talaj típusa alapvetően meghatározza a víz mozgását és a víztartó képességet.

Homoktalaj

A homokos talaj általában gyorsan elvezeti a vizet, ezért a nedvességtartalom gyorsabban változhat. Ilyen talajon különösen fontos lehet a gyakori monitoring.

Vályogtalaj

A vályogtalajok általában kedvező víz- és levegőgazdálkodásúak, de az aktuális víztartalom és a növény vízigénye itt is folyamatosan változik.

Agyagtalaj

Az agyagos talaj nagyobb mennyiségű vizet képes visszatartani, de nem minden talajban lévő víz egyformán hozzáférhető a növény számára.

Az elektromágneses szenzorok mérését bizonyos talajokban a nagy agyagtartalom és az elektromos vezetőképesség is befolyásolhatja, ezért a mérési eredmények értelmezésénél a talaj sajátosságait figyelembe kell venni.

Talajnedvesség mérés szabadföldön 

Talajnedvesség mérés kertészetben 

Kertészetben néhány százaléknyi víztartalom-változásnak is jelentősége lehet. A konténeres termesztésben például a termesztőközeg kis térfogata miatt gyorsan változhat a víztartalom. Szabadföldi zöldségtermesztésben pedig a sekély gyökérzóna miatt lehet fontos a megfelelő időzítés. Az Agrivin kínálatában a folyamatos monitorozó rendszerek mellett kézi talajnedvesség-mérő műszerek és adatrögzítővel ellátott megoldások is megtalálhatók.

Folyamatos vagy kézi talajnedvesség-mérés? 

Mindkettőnek megvan a helye.

Kézi talajnedvesség-mérés előnyei:

• egyszerű,

• gyors,

• több helyen is mintázható,

• nem szükséges állandó adatkapcsolat.

A LUTRON PMS 714-es mérőműszer is ilyen eszköz kínálatunkban, amelyet bátran ajánlunk profi felhasználóknak is.

Jó megoldás lehet kisebb területeken, ellenőrző mérésekhez vagy több mérési pont összehasonlításához.

Folyamatos talajnedvesség-monitorozás

Előnye, hogy nem egy-egy pillanatot látunk, hanem a teljes folyamatot.

Megfigyelhető például:

öntözés → nedvességnövekedés → vízfelvétel → kiszáradás → következő öntözés

A Sentek rendszereknél az adatok online rendszerben is megjeleníthetők, így a talajnedvesség változása távolról is követhető.

Talajnedvesség mérés időjárási adatokkal együtt 

A talajnedvesség önmagában is fontos adat, de még értékesebbé válik, ha az időjárási adatokkal együtt vizsgáljuk.

Például:

talajnedvesség + csapadék + hőmérséklet + páratartalom + szél + napsugárzás

együttesen sokkal pontosabb képet ad a növény vízháztartásáról.

Egy forró, szeles napon gyorsabb talajnedvesség-csökkenés várható, mint egy hűvös, párás időszakban.

Az Agrivin meteorológiai rendszere többek között hőmérsékletet, relatív páratartalmat, szélsebességet, szélirányt, csapadékot, UV-sugárzást és fényintenzitást mér, így a talajnedvesség-adatokkal együtt komplexebb döntéstámogatás alakítható ki.

Talajnedvesség mérés és precíziós öntözés 

A precíziós öntözés alapja, hogy akkor, annyi vizet és oda juttassunk ki, ahol és amikor a növénynek szüksége van rá. A talajnedvesség-szenzor ebben kulcsszerepet játszik. 

A rendszer segítségével nemcsak azt lehet megállapítani, hogy „kell-e öntözni”, hanem azt is, hogy:

• mennyi víz van még a gyökérzónában?

• milyen gyorsan fogy a víz?

• meddig jutott el az öntözővíz?

• túlöntözünk-e?

• mikor érdemes újra öntözni?

A talajnedvesség-monitorozás ezért a víztakarékos gazdálkodás egyik fontos eszköze.

Mennyit lehet megtakarítani talajnedvesség-méréssel? 

Erre nincs minden gazdaságra érvényes egyetlen százalékos érték. A megtakarítás függ az eredeti öntözési gyakorlattól, az öntözőrendszer hatékonyságától, a talajtól, a kultúrától, az időjárástól és attól is, hogy korábban mennyire volt pontos az öntözés. A cél nem egyszerűen a lehető legkevesebb víz kijuttatása.

A cél az optimális vízellátás.

Ha a növény vízhiányt szenved, a túlzott vízmegtakarítás ugyanúgy terméskiesést okozhat, mint a túlöntözés. Ezért a professzionális rendszer célja az optimális vízellátási tartomány megtalálása, majd annak fenntartása.

Hogyan válasszunk talajnedvesség-mérőt? 

A megfelelő talajnedvesség-mérő kiválasztásakor érdemes az alábbi kérdéseket feltenni:

• Mekkora területet szeretnénk monitorozni?

• Milyen mély a növény aktív gyökérzónája?

• Egy vagy több mélységben szeretnénk mérni?

• Kézi vagy folyamatos mérésre van szükség?

• Szükséges-e távoli adatátvitel?

• Kell-e mobiltelefonos vagy online hozzáférés?

• Szükséges-e talajhőmérséklet-mérés?

• Fontos-e a talaj EC/sótartalmának monitorozása?

• Milyen a talaj textúrája?

• Öntözésvezérléshez vagy egyszerű ellenőrzéshez használjuk?

Az Agrivin kínálatában kézi mérőműszerek, Bluetooth-adatrögzítők és folyamatos, többmélységű talajmonitorozó rendszerek is elérhetők.