Die meting van plantbeskikbare grondwater

Hendrik Smith PhD (Pr.Sc.Nat.) Grondkunde

Definisies en bespreking met erkenning en toestemming van die Grondkundevereniging van Suid Afrika, Afrikaanse woordelys.
Die term grondvog word algemeen gebruik in Afrikaans as spreektaal  wanneer gesprekke rondom die beskikbare water vir plantproduksie in die grond gevoer word. Luister maar net as wetenskaplikes, boere, konsultante  en tegniese ondersteuningspersoneel hierdie onderwerp bespreek. Die term “vog” en alle  verwante terme waarin vog as deel voorkom (bv. “voginhoud”, “vogpotensiaal” ens.) is verouderd.  Die term “water”, wat chemies as H2O bekend staan, is die korrekte term. Wanneer grondwater bespreek of beskryf word, word “grond” gewoonlik weggelaat en praat ons net van waterinhoud.
Wanneer ons praat van grondwater bedoel ons die water wat in die solum voorkom.
Solum: Die boonste deel van ‘n grondprofiel, bokant die moedermateriaal, waarin die prosesse van grondvorming werksaam is.  In volwasse gronde sluit die solum die A- en B-horisonte in. Gewoonlik verskil die eienskappe van die materiale in hierdie horisonte baie van dié van die onderliggende moedermateriaal. Die lewende wortels en ander plant- en dierekenmerke van die grond is hoofsaaklik tot die solum beperk.
Belangrike waterdefinisies:
Beskikbare water: Daardie gedeelte van grondwater wat deur plantwortels opgeneem kan word. Vroeër beskou as die hoeveelheid water wat deur die grond vrygestel word wanneer die ewewigs-grondwatermatrikspotensiaal afneem vanaf nagenoeg -10 kPa of -33 kPa (veldkapasiteit) tot nagenoeg -1500 kPa (permanente verwelkpunt).
Totale beskikbare waterkapasiteit: Dit is die kapasiteit (in mm water uitgedruk) van ‘n grond om water vir plantgebruik op te berg. TBWK (mm) = BW (mm/m) vermenigvuldig met die effektiewe worteldiepte (m). In an-isotropiese gronde moet die verskille in BW vir elke grond horison in ag geneem word.  Op sy beste is TBWK om verskeie redes ‘n baie ruwe benadering; een daarvan is die probleem om effektiewe worteldiepte te skat.
Veldkapasiteit: Die persentasie of fraksie water (massa- of volumebasis behoort gespesifiseer te word) wat onder veldtoestande in die grond agterbly 2 tot 3 dae nadat dit deeglik natgemaak is of gereën het en nadat vrye dreinering onbeduidend geword het.

Watermeting
Die meting van plantbeskikbare water in die grond kan op ‘n hele aantal maniere geskied soos:
•    Gevoel en voorkoms;
•    Gravimetriese monsterneming;
•    Tensiometers;
•    Poreuse blokke;
•    Gipsblokke;
•    Neutron vrystelling en meting; en
•    Metodes gebaseer op die meting van die grond diëlektriese konstantes.
Terratek gebruik ‘n neutronmeter. Die instrument werk so dat vinnige neutrone vrygestel word vanaf ‘n radioaktiewe bron.  Hierdie neutrone bots dan met die protone wat in water teenwoordig is. Die spoed van die neutrone neem drasties af en dan ontstaan daar ‘n wolk van neutrone waar die water teenwoordig is. Die digtheid van die wolk is dan eweredig aan die volumetriese waterinoud van die grond op ‘n spesifieke diepte. Die meter kan gestel word om neutrontellings aan te dui of die volumetriese waterinhoud. Ons meter is op die oomblik gestel om volumetriese waterinhoud te meet.
Die metings kan op twee maniere gedoen word naamlik op ‘n ruitpatroon of verkennend. ‘n Ruitpatroon is ‘n vaste patroon wat deur middel van GPS punte bepaal word. Die metings van verkenningsopnames word hoofsaaklik deur topografiese eienskappe of lande bepaal. Die voordeel van die ruitmetode is dat waterkaarte van lande opgestel kan word deur middel van die SMS (Spatial Management System) rekenaarprogram wat Terratek vir die presisie chemie en fisiese kaarte gebruik, sien aangehegde kaart (met erkenning aan ‘n plaaslike produsent).
Die boer kan dan besluit of die plantbeskikbare water in die profiel  genoeg is om  sy risiko te verlaag vir ‘n nuwe seisoen sodat bemes en geplant kan word. Die nadeel van puntdata wat verkry word deur middel van verkenningsopnames, is dat geen integrasie van die data te kaart gestel kan word nie. As die boer dus sy besluit om te plant of nie, baseer op een punt, en die punt toevallig in ‘n droë kol geplaas was, mag hy ‘n duur fout maak. Dieselfde kan gebeur as die meting toevallig in ‘n nat kol is maar die res van die land is dalk droog.
Die metode wat Terratek gebruik is om ‘n profielgat met die Geoprobe te boor en dan die Neutron meter te gebruik om die watermetings te noteer. Sien foto van die span in aksie op ‘n boer se plaas.

Die voordele wat die meting van plantbeskikbare grondwater inhou is die volgende:
•    Die waterinhoud word gekwantifiseer;
•    ‘n Verslag word aan die boer verskaf deur te voorspel wat die opbrengs vir mielies gaan wees indien die gemete plantbeskikbare water en addisioneel 60 % van die gemiddelde gebiedsreënval, beskikbaar is;
•    Die beskikbare voorspelde 60 % kan konserwatief af, of optimisties opwaarts aangepas word om produksie vir die nuwe seisoen te voorspel;
•    Plantbeskikbare water vir elke 300 mm profieldiepte tot 2.2 m word gelys en verskaf;
•    Die risiko’s van die opvolgende seisoen word dus beter verstaan;
•    Die risiko’s kan beter bestuur word; en
•    Ingesluit is ‘n voorbeeld van so kaart van geïntegreerde gemete plantbeskikbare water.