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                                  你了解你所購買的土壤水分傳感器嗎!干貨


                                  發布日期:[2021-03-04] 共閱[264]次

                                  你了解你所購買的土壤水分傳感器嗎!干貨

                                  圈里頭做農業信息化系統集成的朋友對土壤水分傳感器應該一點不陌生!
                                  是的,你所有的項目只要涉及到農業現代化,不管是設施農業,還是大田節水灌溉、土壤墑情、水利行業等項目都需要使用到土壤水分傳感器,對土壤的關注尤其是土壤中水分含量的關注就如同我們人類對空氣的關注般重要,因為那是我們生存的必要條件,對植物而言,土壤亦如此!

                                  筆者不是搞農業植?;蛲寥缹W科研的專家,太深的理論不會涉及,僅僅是站在應用層面,分享一下自己所遇到過的客戶的普遍性問題,做出自己的解答,若有不同意見之初,請批評指正!

                                  1、土壤水分傳感器出現的時代背景。
                                  大概在二十一世紀初期,國內開始出現植物生理、氣象學、土壤學相關進口儀器在中國國內的代理公司,比如:北京渠道、北京基因、北京天諾基業等,以代理進口儀器為主,主要的客戶群體是各類科研院校。當時使用較為普遍的是美國基于TDR原理的土壤水分傳感器。同時,中國農業大學的王一鳴老師研發出了基于駐波原理的土壤水分傳感器,當時開始在國內科研項目中小批量使用(這里推薦一本書:由水利部組織編寫,王老師擔任技術負責人發布的中國水利行業標準《土壤墑情監測規范》)。之后包括農業信息化研究中心、北京林業大學等機構和科研院校的老師相繼研發出了基于FDR原理的土壤水分傳感器,在國內開始大量推廣使用。邯鄲耘農智慧的土壤水分傳感器、土壤溫濕度傳感器。
                                  2、土壤水分傳感器的原理。
                                  土壤水分的測量原理目前主要有駐波法、TDR時域反射法、FDR頻域反射法等,尤其以FDR頻域反射法較為精準、且性價比高。其主要技術原理是通過采用高頻線測量土壤中水分的介電常數變化來達到測量土壤水分的目的。目前,大家在市面上看到的大多針式土壤水分傳感器大多采用此原理。從筆者經驗來見,以不銹鋼探針的數量來簡單判斷精度(4針>3針>2針)。

                                  3、土壤水分傳感器的檢測機構。
                                  這個問題很多客戶都提到過,從筆者經驗來講,大多客戶在探究數據準確度時不會去使用傳統的烘干法來確定土壤水分傳感器的精度,但如果對數據的一致性和精度要求較高,可參照國家水利行業標準到水利部南京水文水利研究所對所采購的土壤水分傳感器進行檢測,出具合格報告。其它機構可暫時忽略。

                                  4、土壤水分傳感器測量的數值是相對含水量嗎?
                                  先給出答案:不是。
                                  目前,大家在市面上普遍采購到的針式土壤水分傳感器,從外觀形狀及其描述原理分析,應該都是土壤體積含水量,不是相對含水量??蓪τ趯I的客戶(尤其是關注土壤墑情、科研、水肥領域的專家),大多關注的是土壤相對含水量。那如何通過測量土壤體積含水量,得到客戶想要的土壤相對含水量。使用邯鄲耘農智慧的土壤水分傳感器數據精準。
                                  公式:土壤體積含水量=土壤重量含水量*土壤容重
                                        土壤相對含水量=土壤重量含水量/田間持水量
                                  其中土壤容重和田間持水量的數值大小與土壤的結構、質地、有機質含量以及土壤利用狀況都有關,因此,需要在當地拿到土壤容重和田間持水量數據后,才能夠正確給出土壤相對含水量的數據。如果一個簡單的針式土壤傳感器直接給出土壤相對含水量,可不必太相信。

                                  5、在農業物聯網項目中使用土壤水分傳感器的作用。
                                  肯定很大,比如對灌溉的影響,比如老家親戚問你:如果來計算滴灌作物一畝地的大灌溉水量?比如如果我們要濕潤40cm土壤深度的土壤植被,需要灌給多少水?這些很實際的問題要解決都需要用到土壤含水量相關知識,生產中會依靠現代化的土壤水分監測設備,通過監測土壤水分狀況,進行控制灌溉。當然,這其中除了涉及到上述提到的土壤容重和田間持水量知識,如果對農田灌水量進行校正還會涉及到凋萎系數、蒸騰量等知識。但不論如何,首先要確保土壤水分傳感器的數據是正確數據。

                                  一個小小的土壤水分傳感器,貨值不算高,但涉及的知識點很多,需要生產廠家對農學、電子學、土壤學都具備相應知識才能夠給出用戶正確的數據和建議。望各位多多批評指正,共同促進國內農業信息化儀器的進步和發展。

                                   

                                   
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