Acasă · Cum măsurăm apa disponibilă plantei
Umiditatea solului arată cât de multă apă există. Nu arată însă cât de ușor poate fi absorbită de rădăcini — iar pentru plantă acest lucru este determinant.
Procentul de umiditate spune câtă apă se află în sol. Nu spune însă cât din ea poate fi efectiv folosită de plantă — iar diferența dintre cele două poate fi foarte mare.
Aceeași valoare a umidității înseamnă lucruri complet diferite pe soluri diferite. Argila, având particule fine și pori mici, reține apa mult mai puternic decât nisipul la același conținut de apă. De aceea o valoare care indică un sol confortabil pe o parcelă nisipoasă poate însemna o plantă în suferință pe una argiloasă.
Fiecare sol are propria lui relație între cantitatea de apă și cât de greu iese ea — o „amprentă” proprie. Din acest motiv, procentele de umiditate nu se pot compara între parcele și nu pot fi folosite singure ca prag de irigare.
Un exemplu aparent surprinzător: proba cu mai multă apă este cea în care planta suferă.
ARGILĂ
Apă în sol
25%
Forța cu care solul reține apa
−1300 kPa
Planta ajunge să sufere
Are de 2,5 ori mai multă apă — dar particulele fine o rețin atât de puternic încât rădăcina nu o mai poate extrage.
NISIP
Apă în sol
10%
Forța cu care solul reține apa
−25 kPa
Planta absoarbe ușor
Are mult mai puțină apă — dar o reține slab, așa că planta o preia fără efort.
Ce înseamnă
Contează cât de strâns reține solul apa, nu doar cât de multă are.
De aceea măsurăm ambele: umiditatea, care arată rezerva, și forța de reținere, care arată cât din ea ajunge efectiv la plantă.
Ia doi bureți și încearcă să scoți apa din ei. Diferența dintre ei este exact ce măsoară senzorul.
aproape de 0 kPa
Îl ridici și curge singur. Nu trebuie să faci aproape nimic ca să obții apă din el.
−1500 kPa
Storci din răsputeri și abia scoți o picătură. Apa este acolo, în el — dar nu ți-o cedează.
Rădăcina exercită forța de extragere.
Potențialul apei arată cât de mare trebuie să fie această forță pentru a obține apa. Nu cât de mult conține buretele — cât de ușor cedează.
Iar solurile se comportă ca bureți diferiți: argila are pori microscopici și reține apa puternic, nisipul are pori mari și o eliberează ușor.
Cât de mare este efortul, în termeni familiari
100 kPa echivalează cu presiunea exercitată de o coloană de apă de 10 metri. La o valoare de −1500 kPa, rădăcina extrage apa cu un efort comparabil cu aspirarea printr-un tub de 150 de metri. La −33 kPa, într-un sol bine aprovizionat, tubul ar avea doar 3,3 metri.
apă în exces — rădăcinile au puțin aer
solul e „plin” — ca după o ploaie bună
planta absoarbe apa fără efort mare
extragerea devine tot mai dificilă
planta nu mai poate extrage apă
umed ◀▶ uscat
Important: aceasta nu este o regulă universală. Pragul la care se decide irigarea depinde de cultură, de stadiul de dezvoltare, de adâncimea rădăcinilor, de tipul de sol și de condițiile parcelei. Cercetările indică praguri diferite chiar și între culturi apropiate, cum sunt ardeiul, pepenele și tomatele.
La fel și ofilirea: valoarea clasică de −1500 kPa provine dintr-un experiment pe floarea-soarelui din 1912 și a rămas ca reper convențional, dar în realitate ofilirea permanentă apare, în funcție de plantă, undeva între −1000 și −2000 kPa.
Rolul măsurătorii este să-ți arate tendința reală din parcela ta. Pragurile de intervenție le stabilim împreună, pentru cultura ta, la instalare.
Două câștiguri, măsurate în studii publicate pe culturi irigate prin picurare: apă economisită și o cultură care nu este încetinită de stres.
16–35%
mai puțină apă consumată
Când udarea este declanșată de senzor, nu după rutină. Studiile raportează 16–35% la mazăre și circa 20% în legumicultură la scară mică.
10–18%
pierderi evitate la cultură
La tomate, un prag de udare prea uscat a redus suprafața foliară cu 18%, greutatea fructului cu 13% și producția cu 10%. Pragul corect evită aceste pierderi.
De ce apar aceste pierderi. Când solul se usucă peste prag, planta închide stomatele ca să se protejeze. Prin aceleași stomate intră însă și dioxidul de carbon necesar fotosintezei — așa că, odată cu apa, se oprește și acumularea de biomasă.
Avantajul nu este deci că planta crește mai repede decât în mod obișnuit, ci că nu este încetinită de perioade de stres pe care nu le-ai observat. Își parcurge ciclul în ritmul propriu.
Cifrele provin din studii pe culturi și condiții diferite, deci sunt orientative. Rezultatul într-o fermă anume depinde de cultură, sol și sistemul de irigare — și exact asta măsurăm în programul pilot.
Apa se deplasează dinspre zonele unde este reținută slab către cele unde este atrasă mai puternic.
SOL
−0,3 MPa
rezerva parcelei
RĂDĂCINĂ
−0,5 MPa
extrage din sol
TULPINĂ
−1,2 MPa
transportă în sus
FRUNZĂ
−1,8 MPa
consumă și transpiră
AER
−100 MPa
atmosfera usucă
valorile scad de jos în sus → forța de tragere crește → apa urcă. Cifrele sunt orientative, pentru o zi obișnuită de vegetație.
Frunza are pori microscopici, numiți stomate, prin care iese vapori de apă. Fiecare moleculă plecată lasă un gol în urmă.
Moleculele de apă se atrag între ele prin coeziune și aderă la pereții vaselor conducătoare. Se formează astfel coloane neîntrerupte de apă, de la frunză până la vârful rădăcinii.
Când o moleculă iese prin stomată, tensiunea se transmite prin toată coloana până la rădăcină, care extrage apă din sol pentru a înlocui pierderea.
Dacă solul o reține slab, apa vine ușor. În condiții severe de stres hidric, coloana de apă din vasele conducătoare poate fi însă întreruptă prin cavitație, ceea ce reduce transportul apei către frunze.
De aceea măsurăm continuu: aceeași parcelă arată diferit la ore diferite.
Noaptea — planta se reface
Stomatele se închid, transpirația aproape încetează, iar apa continuă să vină din sol până se echilibrează. Dimineața devreme, valoarea din plantă este cea mai apropiată de cea a solului — de aceea măsurătoarea de dimineață reflectă cel mai bine rezerva parcelei.
La prânz — planta se protejează
Cererea de apă depășește ce poate aduce rădăcina. Valoarea din frunză scade brusc, iar planta închide parțial stomatele. O ofilire ușoară la amiază este obișnuită; una care persistă și seara indică o problemă reală.
Asupra apei din sol acționează simultan patru forțe. Împreună determină cât de greu îi este rădăcinii să extragă apa.
ψT = ψm + ψg + ψo + ψp
Potențialul total este suma celor patru componente de mai jos.
Apa se lipește de suprafața particulelor de sol. Cu cât particulele sunt mai mici și mai numeroase, cu atât suprafața totală pe care apa se poate lipi este mai mare — de aceea argila reține apa mult mai puternic decât nisipul.
Se adaugă și efectul de capilaritate: în spațiile înguste dintre particule apa urcă singură, ca prin paiul unui pahar. Pe măsură ce solul se usucă, golurile mari se umplu cu aer, iar apa rămasă se retrage în cele tot mai mici, unde este ținută tot mai strâns.
Este componenta care decide dacă planta poate extrage apa, iar senzorul nostru din zona rădăcinii o măsoară direct. Valoarea este întotdeauna negativă.
Apa este trasă în jos de gravitație, la fel ca orice alt corp. Efectul depinde doar de adâncime: la 1 metru sub suprafață contribuția este de circa −9,81 kPa.
Comparat cu forța cu care solul reține apa — care ajunge la sute sau mii de kPa — această valoare este mică, așa că în practica agricolă se neglijează de obicei.
Sărurile dizolvate rețin și ele apa. Efectul apare doar acolo unde există o membrană care lasă apa să treacă, dar oprește sărurile — iar în sol exact așa se comportă rădăcina.
Pe solurile obișnuite contribuția este mică. Pe cele sărăturate devine însă importantă și explică de ce o plantă poate suferi de secetă chiar și într-un sol care pare umed. Este și motivul pentru care măsurăm conductivitatea electrică a solului. Valoarea este întotdeauna negativă.
Apare atunci când apa este apăsată de o presiune exterioară, cum se întâmplă sub nivelul pânzei freatice sau în interiorul celulelor plantei.
În solul unei parcele obișnuite, deasupra pânzei freatice, această componentă nu joacă practic niciun rol.
Pe scurt: din cele patru forțe, în practica agricolă contează în primul rând cea matrică — apa lipită de particulele de sol. Cea osmotică devine relevantă pe solurile cu multe săruri, iar celelalte două sunt, în condiții obișnuite de câmp, neglijabile.
Vrei să vezi cum arată aceste măsurători în parcela ta?
Înscrie ferma în programul pilot