Kiedy nawadniać? Kiedy przestać? Czy susza na zdjęciu satelitarnym to susza w strefie korzeni, czy tylko przesuszona wierzchnia warstwa? Na te pytania nie odpowie ani pogoda, ani satelita - odpowie czujnik w ziemi. Problem w tym, że pod hasłem „czujnik wilgotności gleby” sklepy sprzedają rzeczy od 8 zł do 8 000 zł i większość poradników nie mówi, czym się różnią. Ten mówi. Na końcu pokazujemy, jak sami to robimy w winnicy.

Cztery typy czujników, jeden przedział cen na każdy

1. Rezystancyjny (8-30 zł)

Dwie metalowe elektrody, pomiar oporu między nimi. Tanie, wszędzie dostępne, i w zasadzie do wyrzucenia po sezonie: elektrody korodują, odczyt dryfuje, a sól z nawozu zmienia opór bardziej niż woda. Nadaje się do doniczki, nie do pola.

2. Pojemnościowy (20-150 zł za głowicę)

Mierzy pojemność elektryczną gleby, która zależy od zawartości wody. Brak odsłoniętych elektrod, więc nie koroduje. To standard w czujnikach DIY i w tańszych stacjach rolniczych. Wada: odczyt surowy to liczba bez jednostki - wymaga kalibracji dla twojej gleby (piasek i glina dają inne wartości przy tej samej wilgotności). Głowica kosztuje kilkanaście złotych; kompletny węzeł z radiem, obudową i baterią, który przetrwa sezon w ziemi, to realnie 80-135 zł. To wersja, którą budujemy sami - o tym niżej.

3. Tensjometr / czujnik potencjału wodnego (150-700 zł)

Nie mierzy, ile wody jest w glebie, tylko jak mocno gleba ją trzyma - czyli ile wysiłku kosztuje roślinę pobranie tej wody. Wynik w kPa (centybarach). Klasyczne tensjometry wodne wymagają dolewania i nie działają przy dużym przesuszeniu; czujniki matrycowe (typu Watermark) są bezobsługowe i wytrzymują lata. Dla sadownika i winiarza to najbardziej „agronomiczna” liczba: wiadomo, że powyżej ok. 40-60 kPa większość roślin zaczyna się stresować, niezależnie od typu gleby.

4. TDR / FDR profesjonalny (1 500-8 000 zł)

Sondy mierzące na kilku głębokościach jednocześnie, skalibrowane fabrycznie, z wynikiem w procentach objętościowych. Standard w badaniach i dużych plantacjach nawadnianych. Dla 20 ha zbóż to armata na wróble.

Rekomendacja: pole i sad bez nawadniania - pojemnościowy skalibrowany lub jeden tensjometr matrycowy na reprezentatywnym miejscu. Uprawa nawadniana - tensjometry na 2 głębokościach w każdej strefie nawadniania.

Gdzie wkopać: głębokość i miejsce

Głębokość dobiera się do korzeni, nie do wygody:

  • warzywa, truskawki, trawy: 15-20 cm
  • zboża, rzepak, kukurydza: 20 cm i 40 cm
  • sad, winnica, chmiel: 30 cm i 60 cm (drugi czujnik mówi, czy woda dotarła w głąb, czy tylko zmoczyła wierzch)

Miejsce ma być typowe dla pola, nie wygodne dla ciebie. Nie przy drodze, nie na skraju, nie w zagłębieniu, nie pod kapinosem kroplownika. W sadzie i winnicy - w rzędzie, 20-30 cm od pnia, po stronie nasłonecznionej, bo tam roślina pije najwięcej. Jeśli pole ma wyraźnie różne fragmenty (piasek na górce, glina w dolinie), potrzebujesz dwóch stanowisk - i tu przydaje się satelita, ale o tym za chwilę.

Montaż: wąski otwór świdrem, czujnik wciśnięty w nienaruszoną ścianę otworu, przestrzeń zasypana tą samą glebą i ubita. Powietrze wokół czujnika to najczęstszy powód bzdurnych odczytów. Odczekaj 2-3 tygodnie i jeden porządny deszcz, zanim zaczniesz wierzyć w liczby.

Jak czytać odczyty (i typowe błędy)

  1. Patrz na krzywą, nie na liczbę. Pojedynczy odczyt „37%” nic nie znaczy. Krzywa po deszczu, która co dobę opada o stały procent, to tempo zużycia wody przez uprawę. Gdy przestaje opadać - roślina przestała pobierać, albo z braku wody, albo z braku wzrostu.
  2. Ustal własny „pełny” i „pusty”. Po dużym deszczu i dobie odsączenia masz polową pojemność wodną (100% na twojej skali). Punkt, w którym rośliny więdną, to 0%. Nawadniaj przy 50-60% tej różnicy, nie przy wartości z instrukcji.
  3. Temperatura kłamie. Czujniki pojemnościowe reagują na temperaturę gleby; dobowe wahania o 1-2 punkty procentowe to nie zmiana wilgotności.
  4. Jeden czujnik = jeden punkt. Nie ekstrapoluj z jednego miejsca na 20 ha bez sprawdzenia, czy pole jest jednorodne.

Czujnik a satelita: co widać z orbity

Satelity też mierzą wilgotność gleby - radar Sentinel-1 i misja SMAP - ale tylko wierzchnie 5 cm i w rozdzielczości od 1 km w górę. Do decyzji o nawadnianiu to za mało. Za to zdjęcia Sentinel-2 i wskaźniki wilgotności roślinności (NDMI) doskonale pokazują, gdzie na polu rośliny mają za mało wody - nawet jeśli nie powiedzą, ile jej jest w glebie.

Najlepszy układ, jaki znamy:

  • satelita wskazuje strefy różniące się stresem wodnym → wiesz, gdzie wkopać czujniki, żeby były reprezentatywne
  • czujnik podaje twardą liczbę w strefie korzeni → wiesz, kiedy zacząć
  • satelita po tygodniu pokazuje, czy nawadnianie wyrównało różnice → wiesz, czy zadziałało

Tak właśnie łączymy to w monitoringu nanosatelity.pl.

Jak robimy to sami w Winnicy Pustkowie

Nasze czujniki to węzły LoRa własnej konstrukcji: pojemnościowa głowica, mikrokontroler, radio 868 MHz, bateria na sezon, obudowa uszczelniona. Dane lecą do bramki przy stacji pogodowej, dalej do platformy, gdzie leżą obok temperatury, opadu ze stacji i NDVI z satelity. Koszt kompletnego węzła mieści się w tych 80-135 zł, o których pisaliśmy - i to jest uczciwa cena, bo „czujnik za 10 zł” z reklam to sama głowica bez niczego. Skalibrowaliśmy je metodą wagową (próbka gleby, waga, suszarka) i porównujemy z jednym tensjometrem matrycowym jako wzorcem.

Wnioski po sezonach: dwa czujniki na głębokościach 30 i 60 cm mówią więcej niż pięć na 30. Sygnał z rzędu w dolinie i z rzędu na górce różni się tak bardzo, że jeden czujnik na winnicę wprowadzałby w błąd. I najważniejsze: liczby same w sobie nic nie robią - robotę robi automat, który na ich podstawie otwiera zawór. To ten sam system, który u nas włącza ochronę przeciwprzymrozkową o czwartej rano.

Podsumowanie

  • Rezystancyjny: nie. Pojemnościowy: tak, ale kalibruj. Tensjometr matrycowy: najlepsza liczba dla sadu i winnicy. TDR: dla dużych nawadnianych plantacji.
  • Dwie głębokości, miejsce typowe dla pola, montaż bez powietrza, 2-3 tygodnie cierpliwości.
  • Czytaj krzywą, ustal własne 0 i 100%, ignoruj dobowe wahania.
  • Satelita mówi gdzie, czujnik mówi kiedy, automat robi co.

Chcesz połączyć czujniki z monitoringiem satelitarnym i alertami? Zapisz się na listę oczekujących nanosatelity.pl.

Winnica lub sad z nawadnianiem? Automatyczne sterowanie zaworami na podstawie czujników i pogody działa już w VineyardElf.