Station de surveillance automatique de l'humidité du sol : comment déterminer la capacité du champ pour l'irrigation et l'évaluation de la sécheresse

La capacité des champs est une référence essentielle pour l’analyse de l’humidité du sol, la planification de l’irrigation et l’évaluation de la sécheresse. Sans une valeur fiable de la capacité au champ, l’évaluation de l’humidité relative du sol et de la sécheresse peut devenir incohérente d’un site à l’autre.

Une méthode pratique d'utilisation d'une station automatique de surveillance de l'humidité du sol pour déterminer la capacité sur le terrain suit ce flux de travail : sélectionnez une station stable, saturez le sol autour du capteur à tube, évitez l'évaporation, enregistrez les données horaires et utilisez la méthode de courbure pour déterminer la valeur d'humidité d'équilibre.

Méthode de mesure et référence standard

Les méthodes courantes comprennent les mesures sur le terrain et les mesures en laboratoire. Les méthodes de terrain incluent les précipitations naturelles et les inondations de charpente. Les méthodes de laboratoire comprennent les méthodes du bac à sable, de Wilcox et de la membrane sous pression. Pour les stations automatiques d'humidité du sol, la méthode référencée est la détermination de la capacité du champ du sol NY/T 3678-2020 par la méthode de l'instrument d'inondation du cadre.

Procédure sur le terrain à l'aide d'une station automatique

Sélection du site

Sélectionnez un champ qui représente la texture du sol local, les conditions de culture et une certaine échelle de plantation. Évitez les positions en pente et en crête. L’accès à l’eau doit être pratique car le processus d’inondation nécessite suffisamment d’eau.

Configuration du cadre et du remblai

Construisez un remblai carré autour de la sonde du capteur à tube. Une configuration de terrain pratique utilise un remblai de 2 mx 2 m, d'environ 30 cm de haut et 30 cm de largeur de fond. Un cadre en bois est placé à l'emplacement central du capteur pour former la zone de test tout en évitant d'endommager les câbles.

Inondations et couverture

Avant l'irrigation, placez de l'herbe sèche, de la paille ou tout autre matériau sur la surface pour réduire la perturbation de la structure du sol. Le volume d'eau estimé est d'environ 1,4 m³ pour un sol sableux et 1,8 m³ pour un sol limoneux ou argileux. Après l’inondation, recouvrez la zone de paille et d’un film plastique pour réduire l’évaporation et l’intrusion des précipitations.

Collecte de données et calcul de courbure

Maintenez la station de surveillance en marche avant et après l’inondation. La collecte horaire du capteur de température et d'humidité du sol en tube fournit les données nécessaires au calcul. Tracez l'humidité du sol en fonction du temps, calculez la courbure et identifiez le point où la courbure devient presque horizontale. La valeur d'humidité correspondante est prise comme capacité au champ.

Pourquoi la capacité sur le terrain est importante dans le suivi des projets

La capacité au champ est la teneur en eau du sol relativement stable maintenue après une irrigation ou des précipitations suffisantes, un drainage et une prévention de l'évaporation. Il est important pour les indicateurs de sécheresse car il fournit un point de référence local pour l'interprétation des données sur l'humidité du sol.

Pour un intégrateur de systèmes, la capacité sur le terrain n’est pas seulement une valeur de laboratoire. Cela affecte les seuils d’alarme, les décisions d’irrigation et la possibilité de comparer différentes stations de surveillance.

Pourquoi cette méthode améliore la valeur des données

De nombreux projets sur l’humidité du sol se contentent d’afficher des valeurs en pourcentage. Les tests de capacité sur le terrain rendent ces valeurs plus significatives car ils créent une référence locale sol-eau. Deux champs peuvent présenter la même teneur volumétrique en eau mais avoir une disponibilité en eau différente pour les cultures si leur texture et leur structure diffèrent.

Pour les districts d’irrigation, la capacité sur le terrain permet de mieux fixer les seuils. Pour la surveillance de la sécheresse, il permet de convertir l’humidité brute en indicateurs d’humidité relative. Pour les stations de recherche, il fournit une méthode documentée qui peut être répétée ou auditée.

Modèle d'enregistrement de terrain

Comment utiliser le résultat après la mesure

Une fois la capacité du champ déterminée, la valeur doit être écrite dans le fichier de la station et utilisée lors de la définition des seuils d'alarme. Par exemple, les alertes d’irrigation, les alertes de sécheresse et le calcul de l’humidité relative doivent se référer à la capacité de référence locale du champ plutôt qu’à une valeur générique copiée à partir d’un autre type de sol. Ceci est particulièrement important pour les districts d’irrigation, les exploitations agricoles en zones arides et les réseaux de surveillance qui incluent plusieurs textures de sol.

Le résultat doit également être examiné lorsque la profondeur des racines des cultures change ou lorsque le capteur est déplacé. La capacité de champ dépend du profil du sol et des conditions d'installation, et pas seulement du modèle de capteur. Si la station est déplacée, la valeur précédente ne doit pas être réutilisée sans vérification.

Comment connecter la capacité des champs aux seuils d’irrigation

Une fois la valeur de la capacité du champ déterminée, les seuils d’irrigation peuvent être rédigés sous forme de règles de projet. Par exemple, l’opérateur peut définir une bande d’avertissement en dessous de la plage d’humidité de travail de la culture et une bande supérieure après l’irrigation. La valeur exacte doit être fixée en fonction de la culture, de la texture du sol et du stade de croissance, mais la capacité au champ constitue le point de référence pour l'élaboration de ces règles.

C'est pourquoi une station d'humidité du sol ne doit pas être acceptée uniquement en vérifiant si les données apparaissent en ligne. Le propriétaire doit confirmer si les données peuvent soutenir les décisions d'irrigation, les rapports de sécheresse et les comparaisons ultérieures entre les champs. Si le projet comprend plusieurs stations, chaque type de sol représentatif doit avoir sa propre référence documentée.

Scénarios d'application et valeur technique

Réseau de surveillance de la sécheresse

Défi du site :Différentes stations nécessitent des lignes de base locales comparables.

Plan d'intégration du système :Déterminez la capacité au champ pour des types de sols représentatifs et appliquez-la aux seuils des stations.

Valeur utilisateur :Les indicateurs de sécheresse deviennent plus cohérents et défendables.

Gestion des districts d'irrigation

Défi du site :Les décisions d’irrigation nécessitent des valeurs de référence pour l’eau du sol.

Plan d'intégration du système :Utilisez les données automatiques de la station pour définir la capacité du champ local et la réponse de la zone racine.

Valeur utilisateur :La planification de l'eau peut être basée sur le comportement mesuré du sol.

Ferme de recherche et de démonstration

Défi du site :L'échantillonnage manuel ne peut pas fournir suffisamment de détails temporels.

Plan d'intégration du système :Utilisez des enregistrements automatiques horaires pendant le drainage et la redistribution.

Valeur utilisateur :Les chercheurs peuvent identifier l’équilibre plus clairement.

Acceptation à long terme des stations d’humidité du sol

Défi du site :Une station peut être en ligne mais non calibrée sur le sol local.

Plan d'intégration du système :Inclure le test de capacité sur le terrain et l'étalonnage du capteur dans l'acceptation.

Valeur utilisateur :Le projet fournit une interprétation utilisable de l’humidité, pas seulement des données en ligne.

Causes courantes des résultats peu fiables en matière de capacité sur le terrain

• Test trop tôt après l'installation du capteur, avant que le sol autour de la sonde ne se stabilise.

• Utiliser un site qui ne représente pas la texture du sol agricole.

• Endommager le câble du capteur ou perturber le sol d'essai pendant la configuration du cadre.

• Permettre l’évaporation ou l’intrusion des précipitations lors de la redistribution.

• Données manquantes pendant la période où la courbe d'humidité s'approche de l'équilibre.

Livrables du projet pour les entrepreneurs

Un livrable complet doit inclure l'ID de la station, la profondeur d'installation, les photos du terrain, l'enregistrement des inondations, les données brutes horaires, la courbe d'humidité, le résultat du calcul de courbure et la valeur finale de la capacité du champ. Cela transforme la mesure en un document de projet traçable qui peut être examiné ultérieurement par le propriétaire ou un consultant technique.

Guide de sélection

• Utilisez des stations stables avec un temps d’installation long pour réduire la perturbation du sol.

• Préférez les capteurs à tube où des données de profil multi-profondeurs sont requises.

• Confirmez l’intervalle d’exportation des données et les horodatages avant le test d’inondation.

• Évitez les mesures pendant la période de gel du sol.

• Planifiez au moins une expérience d'étalonnage pour les capteurs à tube.

Notes d'intégration du système

La station doit maintenir la communication pendant toute la durée du test. Si le réseau est instable, le stockage local doit être activé. La profondeur du capteur, le bloc de champ, le type de sol, le volume d'irrigation et la durée de couverture doivent être enregistrés dans le dossier du projet.

FAQ sur les décisions de projet

Q1 : Quelle est la capacité sur le terrain en matière de surveillance des sols ?

R : La capacité au champ est la teneur en eau stable du sol après une prévention suffisante de l’humidité, du drainage et de l’évaporation.

Q2 : Pourquoi la capacité des champs est-elle importante pour l’irrigation ?

R : Il fournit une référence locale pour les seuils d’irrigation au lieu de s’appuyer sur un pourcentage d’humidité générique.

Q3 : Quelle méthode est référencée pour les tests sur le terrain ?

R : NY/T 3678-2020 est référencé pour la détermination de la capacité du champ du sol par la méthode de l'instrument d'inondation du cadre.

Q4 : Pourquoi utiliser une station automatique d’humidité du sol ?

R : Les données horaires de la station fournissent une courbe humidité-temps plus facile à analyser que les lectures manuelles dispersées.

Q5 : Quelle configuration de champ est utilisée autour du capteur ?

R : Un remblai carré autour de la sonde du capteur à tube protège la zone de test et empêche la perte d’eau.

Q6 : Quelle quantité d’eau d’irrigation est généralement estimée ?

R : Une estimation pratique est d'environ 1,4 m3 pour un sol sableux et 1,8 m3 pour un sol limoneux ou argileux, ajustée sur place.

Q7 : Comment la valeur finale est-elle sélectionnée ?

R : La méthode de courbure identifie le point où la courbe d'humidité du sol s'approche de l'équilibre après drainage.

Q8 : Qu’est-ce qui peut rendre le résultat peu fiable ?

R : Des perturbations récentes de l'installation, une mauvaise sélection du site, des dommages aux câbles, l'évaporation, l'intrusion de précipitations ou des données horaires manquantes peuvent réduire la fiabilité.

Q9 : Quels livrables les entrepreneurs devraient-ils fournir ?

R : Fournissez l'ID de la station, la profondeur du capteur, les photos de terrain, l'enregistrement des inondations, les données brutes, l'analyse des courbes et la valeur finale de la capacité de champ.

Q10 : Quand la valeur doit-elle être retestée ?

R : Refaites le test lorsque le capteur est déplacé, que les conditions du sol changent de manière significative ou que la station de surveillance est reconstruite.

Résumé

La mesure de la capacité sur le terrain transforme une station automatique d'humidité du sol d'un dispositif d'affichage de données en un outil de décision sol-eau. Une méthode d'inondation contrôlée, des données horaires et une documentation minutieuse aident les acheteurs à construire des systèmes d'irrigation et d'évaluation de la sécheresse plus fiables.